Água - Poluição e remediação

Água Poluição, remediação e aplicação dos

métodos em artigos.

Aluna: Antônia Millena de Oliveira Lima

Disciplina: Química Ambiental

Professora: Mayara Oliveira

Senador Pompeu, 21 abril 2014.

II

ÁGUA | Poluição, remediação e aplicação dos métodos em artigos

Sumário

Introdução.............................................................................................. III

Desenvolvimento.................................................................................. IV

Poluentes químicos........................................................................ IV

Parâmetros que indicam a qualidade da água............................... VIII

Remediação......................................................................................... VIII

Aplicação das técnicas em artigos.................................................... X

Conclusão............................................................................................... XI

Referências............................................................................................. XII

III


INTRODUÇÃO

O homem utiliza a água para diversos fins e basicamente é essencial para

a vida dos seres vivos. Utiliza-se para o cozimento de alimentos, higiene pessoal,

para a manutenção da vida como o consumo e na irrigação e produção de

alimentos na agricultura. Na indústria é utilizada para gerar energia e na

fabricação de bebidas e medicamentos por exemplo.

Quimicamente falando a água é composta por dois átomos de hidrogênio

e um átomo de oxigênio, arranjados espacialmente em uma geometria angular

formando ângulos de 104,5°. Considerada o solvente universal, a água pode ser

encontrada em diversos meios. No nosso planeta, cobre cerca de 70% da

superfície. Já o organismo humano é composto basicamente por 74 % de água.

A água constitui um ciclo conhecido como ciclo hidrológico, e é

encontrada em sua maioria na fase líquida. Dos 70% que recobre o planeta,

apenas uma pequena parte se encontra na forma de água doce. Ficam

armazenadas em aquíferos e lençóis freáticos que conservam essa água. Mas

embora em reservatórios, essa água não está isenta de se tronar poluída.

Poluição é a introdução de partículas ou corpo que modifique a forma

natural do meio. Em formas gerais, as águas podem se tornar impróprias para o

uso devido a diversos tipos de poluição, e em consequente por diversos

poluentes. Podemos classifica-las como:

» Poluição Química;

» Poluição Biológica;

» Poluição Física.

Os poluentes podem vir de várias fontes e são elas esgoto doméstico,

mineração, depósito de lixo, navegação, queima de combustíveis fósseis,

refinaria, curtume, celulose, indústrias e agricultura.

Porém, essa água pode ser tratada e voltar a ser usada. Existem as ETA’s,

estações de tratamento de água que, através de uma sequência de formas de

tratamento, recuperam a água, tornando-a própria para o uso. São algumas

formas de tratamento:

» Filtração;

» Aeração;

» Floculação;

» Sedimentação;

» Remoção da Dureza;

IV


» Controle de Corrosão;

» Fluoretação;

» Remoção de Fe e Mn;

» Desinfecção

DESENVOLVIMENTO

A poluição que afeta as águas podem ser classificadas quanto ao tipo de

poluente ou a forma de poluir. Eles podem atingir a composição química do meio

e em consequência gerar uma drástica modificação física, o que caracteriza a

poluição.

De início temos a poluição química. Afeta a composição química da água

através de poluentes químicos. É o tipo de poluição mais comum sendo gerada

pelos esgotos domésticos lançados diretamente na água até os resíduos de

indústrias. A elevação do teor de amônia gera um descontrole ambiental.

A poluição química pode gerar duas grandes características típicas de

águas contaminadas, são elas a eutrofização e a redução de oxigênio dissolvido.

A eutrofização é gerada pelos fertilizantes que, através deles e da luz solar,

proliferam microrganismos que realizam a síntese de compostos orgânicos.

A redução do oxigênio dissolvido é gerado pelos agentes redutores que se

combinam espontaneamente com o oxigênio dissolvido levando a uma

diminuição da demanda química de oxigênio (D.Q.O.). Os resíduos industriais

são os mais comuns neste tipo de impacto ambiental.

Poluentes químicos

Os poluentes químicos são divididos em biodegradáveis e persistentes.

» Biodegradáveis: são poluentes químicos que ao longo de um tempo são

degradados por bactérias. Ex.: inseticidas, fertilizantes, petróleo e

detergentes;

» Persistentes: são produtos químicos que se mantém ao longo do tempo no

meio ambiente e organismos vivos. Ex.: mercúrio e o DDT (dicloro-difenil-

tricloroetano).

A poluição biológica se caracteriza pela presença de microorganismos

patogênicos, aqueles que podem provocar doenças, na água. Os contaminantes

podem advir de meios como esgotos e podem ser classificados como bactérias

que podem causar cólera e febre tifoide, vírus que são causadores de doenças

V


como hepatites, vermes que podem causar esquistossomose e protozoários que

podem acometer o homem com a amebíase e giardíase.

A poluição física se dá quando os poluentes modificam as características

físicas da água como o cheiro, a cor e o sabor. A poluição física pode se dividir

em duas principais a poluição térmica e sedimentar.

» Poluição térmica: causada pelo frequente descarte de águas aquecidas

utilizadas no processo de refrigeração em indústrias. Isso leva a um

aumento na temperatura da água ocasionando uma aceleração no

metabolismos dos seres vivos que habitam o meio. Leva a uma diminuição

da solubilidade de gases na água diminuindo a solubilidade de O2. Leva

uma maior rapidez das reações químicas dos poluentes químicos

encontrados na água.

» Poluição sedimentar: resulta do acúmulo de partículas de solo,

substâncias químicas insolúveis suspensas na água. Podem causar o

bloqueio da entrada de raios solares interferindo diretamente na

fotossíntese das plantas aquáticas.

Os poluentes de uma forma geral são gerados pela ação do homem nos

seus diversos âmbitos. Podemos classificar as fontes de poluição da seguinte

forma.

» Esgoto doméstico: os esgotos quando jogados diretamente em meios

fluviais geram uma grande poluição pois traz consigo microrganismos

patogênicos como vírus e bactérias. Esses microrganismos geram a

mortandade de muitos seres vivos do meio aquático e causam mal cheiro

um aspecto turvo na água;

» Mineração: a mineração consome um volume exacerbado de água em sua

forma geral. Em alguns casos há um consumo muito grande de águas de

lençóis freáticos e isso ocasiona uma série de contaminações como o

aumento do pH, turbidez, derrame de graxas e óleos e a presença de

metais pesados;

» Depósito de lixo: podem ser classificados pela origem de seus dejetos

como lixo residencial, hospitalar, industrial ou agrícola. Trazem consigo

resíduos sólidos que entopem esgotos e quando em depósitos geram um

líquido denominado chorume. Esse líquido contém compostos orgânicos

e organismos patogênicos que podem acarretar uma grande contaminação

quando em contato com águas de mananciais;

» Navegação: esta contaminação se dá pelos acidentes que em muitos casos

há o derramamento da carga, pela lavagem dos tanques e pela tinta

antiferrugem que é composta por óxido de chumbo;

VI


» Queima de combustíveis fósseis: produz oxido de enxofre, oxido de

nitrogênio e oxido carbônico que em contato com a água transformam-se

em seus respectivos ácidos. Esses ácidos geram a chuva ácida e quando

atinge o meio fluvial causa a modificação do pH fazendo com que haja a

morte dos animais e plantas que ali vivem;

» Refinaria: o refino do petróleo gera alguns resíduos que permanecem na

camada superficial da água impedindo a entrada de raios solares e as

trocas gasosas com o meio;

» Curtume: as principais fonte de poluição são o cromo utilizado no

curtimento e a borra de tinta, resíduo proveniente da etapa conhecida

como tingimento do couro;

» Celulose: os poluentes provenientes da indústria que utiliza celulose são

os compostos organoclorados não biodegradáveis e a matéria orgânica

que se tornam tóxicos quando em grandes concentrações. Esses compostos

não são detectados em análises feitas em amostras de água porém, se

depositam em tecidos de moluscos bivalves;

» Indústrias: as águas residuais das indústrias se apresentam das seguintes

formas

ɵ Águas sanitárias: provenientes de banheiros e cozinhas e possuem

as mesmas características das águas vindas dos esgotos;

ɵ Águas de refrigeração: é utilizada no resfriamento e tem impacto

direto na poluição térmica;

ɵ Águas de processo: são águas que tem contato direto com o

produto trabalhado na própria indústria e possui características

próprias.

» Agricultura: os principais poluentes são oriundos dos defensores

agrícolas. Possuem uma composição química que protege a plantação de

pragas mas destrói espécies nociva e úteis para a lavoura. Os inseticidas

acumulam-se no solo podendo chegar até os lençóis freáticos através dos

poros contidos no solo. Os fertilizantes quando usados indevidamente e

em grande quantidade polui os solos e a água.

Desses tipos de fontes poluidores podemos destacar alguns poluentes que

contribuem e compõem os sistemas de poluição citados acima

» Compostos nitrogenados: o nitrogênio amoniacal é encontrado

naturalmente na natureza devido ser um dos principais elementos

excretados pelos peixes. Os processos de oxidação de alguns compostos

nitrogenados gera o consumo de oxigênio dissolvido.

VII


» Detergentes: são substâncias utilizadas basicamente para a higiene

doméstica. Eles causam a quebra da tensão superficial impedindo o

desenvolvimento da vida aquática.

» Sulfetos: provenientes de processos industriais são comumente

encontrados em águas subterrâneas onde não há a presença de oxigênio.

O sulfeto de hidrogênio é toxico e irritante as mucosas e gera ao meio

fluvial um odor desagradável. Em contato com os organismos do meio

pode ocasionar um mau funcionamento enzimático e afetar a respiração

quando se liga fortemente a hemoglobina.

» Cloretos: os coretos contido na água resulta da dissolução de minerais e

sais. Deve-se ser cuidadosamente tratada a água que contem esse íon

devido ocasionar a corrosão de metais. Não é danoso ao ser humano,

porém, se na água center íons sódio, pode-se notar um sabor salgado.

» Metais pesados: esses metais são altamente perigosos aos seres vivos

devido serem biocumulativos, ou seja, o organismo não consegue eliminá-

los de forma natural, podendo ocasionar perda do sistema nervoso e

cegueira. Dentre esses metais podemos citar alguns como

ɵ Chumbo: pode-se considerar como sendo um dos metais poluentes

mais perigosos devido seus íons e sua forma elementar serem

altamente contaminantes e ingeridos. Suas principais fontes de

contaminação são as refinarias de cerâmica e petróleo. Também são

empregados em munições. Causa inibição de algumas enzimas,

retardamento mental e anemia em crianças. Devido ao seu grau de

periculosidade a quantidade máxima permitida em efluentes é de

0,5 mg/L conforme o CONAMA.

ɵ Mercúrio: é gerado gás mercúrio devido a queima do lixo e é

considerado mais perigoso que o mercúrio líquido. Possui uma

grande afinidade pelas proteínas e se ligam ao tecido dos rins

afetando diretamente nas funções desse órgão. Além disso pode

levar o ser humano ao coma e a cegueira, devido a isso sua

concentração máxima segundo o CONAMA chega a 0,01 mg/L.

ɵ Níquel: bastante utilizado na indústria de pilhas recarregáveis,

bijuterias e eletrônicos o níquel é biocumulativo e ocasiona

dermatite e para gestantes a má formação do feto. Segundo o

CONAMA a concentração máxima permitida desse metal e

efluentes é de 2 mg/L.

Parâmetros que indicam a qualidade da água

VIII


Para que haja um controle desses níveis de poluição da água é necessário

o monitoramento seguindo alguns critérios específicos. Temos os fatores

químicos, físicos e biológicos.

» Parâmetros Químicos

ɵ Fator hidrogeniônico (pH): indica a acidez, alcalinidade ou

neutralidade da água. A acidez é proveniente da quantidade de gás

carbônico (CO2), ácidos minerais e sais hidrolisados. Já a

alcalinidade é característica da propagação de vegetais, uma vez

que, a fotossíntese requer o consumo de CO2;

ɵ Oxigênio Dissolvido: o oxigênio é o gás mais abundante na água.

A proliferação de organismos aeróbicos leva a uma diminuição da

concentração desse gás. Isso leva a uma maior capacidade de

redução do meio levando a uma maior solubilização de algumas

substâncias químicas como os metais. Esse é um dos fatores

principais no controle da poluição.

ɵ Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO): é a demanda

necessária para ser degradada a matéria orgânica por via biológica.

Se os níveis de matéria orgânica for baixa haverá uma necessidade

baixa de oxigênio para degrada-la, diminuindo a DBO.

ɵ Demanda Química de Oxigênio (DQO): é a demanda necessária

para se degradar a matéria orgânica por um agente químico. O

único método utilizado para determinar a carga orgânica em

lugares que contém substâncias tóxicas para as bactérias

decompositoras é a DQO, uma vez que, a DBO mataria as bactérias

ali presentes.

» Parâmetros Biológicos

ɵ Coliformes: desenvolve ácidos, gás e aldeídos na presença de

agentes tensoativos e sais biliares. As bactérias coliformes são

considerados indicadores primários da qualidade da água.

Remediação

As ETA’s são as estações de tratamento são os locais onde a água

passa pelos processos físicos e químicos de purificação para que seja

possível a sua reutilização como água potável.

» Controle de corrosão: corrosão é um processo eletroquímico onde uma

substância doa elétrons para outra. Pode-se classificar as corrosões como

generalizada, puntiforme, galvânica, por stress, sob deposito,

microbiologia e por impacto. A corrosão se dá pela presença do O2

IX


saturado, gás sulfídrico, cloretos e gás carbônico. Esse controle se dá pela

utilização de duas técnicas sendo elas a verificação e a emissão de

resultados;

» Decantação: é um processo físico de separação de misturas que consiste

na ação da gravidade fazendo com que as substâncias de diferentes

densidades se separem, com a mais densa chegando a se depositar no

fundo do recipiente. Na decantação de remediação é utilizado tanques de

diminuem a velocidade da água para facilitar a deposição das partículas.

Podemos subdividir a decantação em clássico, de contato sólido, de fluxo

laminar, quanto ao escoamento, horizontal, vertical, quanto a velocidade

do processo e as altas taxas;

» Filtração: esse método é utilizado para remover impurezas que estejam no

estado de suspensão. É utilizada para remover a dureza, ferro, manganês,

gases como a amônia, cloro e resíduos de óleo dentre outros. Existem dois

tipos que são bastante utilizados e são eles a filtração a vácuo e a filtração

simples. E pode ser classificada quanto a taxa de filtração, meio filtrante e

o sentido do fluxo;

» Desinfecção: processo que visa diminuir a concentração de

microrganismos patogênicos. Para isso existem os desinfetantes químicos

e físicos. Os químicos são cloro, bromo, iodo, prata, cobre e peróxido. Os

físicos são radiação ultravioleta, tratamento químico, radiação ionizante e

eletrólise. A cloração e a radiação ultravioleta são os métodos mais

utilizados e eficientes;

» Coagulação/floculação: esse método é utilizado nas estações de

tratamento de água no intuito de diminuir a turbidez. Para a coagulação

das partículas que permanecem suspensa são utilizados os coagulantes

sulfato de alumínio e o cloreto de ferro. Os floculantes são geralmente

polímeros inorgânicos, orgânicos ou anfóteros;

» Remoção de ferro e manganês: nesse processo utiliza-se da união de

métodos para que haja a remoção desse íons que em parte são encontrados

na forma de complexo.

ɵ Aeração-filtração: choque da água com um jato de oxigênio no

intuito de oxidar os íons que se deseja remover;

ɵ Cloração-filtração: também consiste no processo de oxidação dos

íons e logo após a precipitação desses íons há a filtração utilizando

de areia e antracito.

» Remoção da dureza: conforme a portaria n° 518 do Ministério da Saúde

de 2004, o limite máximo de dureza da água deve ser 500 mg de CaCO3

por litro de água. Temos dois tipos de dureza: a temporária, que para os

íons magnésio é dada pela reação com bicarbonato de magnésio e o

X


hidróxido de cálcio, e para o cálcio há um processo de destilação. E temos

a dureza permanente que os íons só podem ser removidos por processos

químicos.

» Aeração: consiste no processo em que a água é posta em contato com uma

fase gasosa, geralmente o ar, para que possa haver a troca de substâncias

voláteis. Essas substâncias são em sua maioria voláteis e são indesejadas

pela água.

» Pó da casca da banana: esse processo foi estudado por uma pesquisadora

química Milena Boniolo, onde nos estudos ela constatou o poder do pó da

casca da banana em sedimentar metais pesado contidos na água. Para

tanto ela seguiu os devidos passos: deixou a casca secar por um bom

tempo, depois triturou e peneirou e as transformou em pó. Devido conter

carboidratos e esses possuírem ligações duplas C=O e OH-, consegue

reagir com os metais.

Aplicação das técnicas em artigos

O trabalho intitulado como Tratamento de água de reservatórios por

dupla filtração, oxidação e adsorção em carvão ativado granular, mostra as

técnicas de remediação das águas sendo aplicadas. O trabalho foi desenvolvido

por:

» Engenheiro ambiental e mestre em Ciências do Ambiente pela

Universidade Federal do Tocantins (UFT) – Palmas (TO), Giulliano

Guimarães Silva;

» Bióloga e outora em Engenharia Química pela Universidad Complutense

de Madri, Liliana Pena Naval;

» Professor Titular aposentado do Departamento Hidráulica e Saneamento

da Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo

(USP), Luiz Di Bernardo;

» Engenheira Civil. Mestre, Doutora e Pós-doutora em Hidráulica e

Saneamento pela Escola de Engenharia de São Carlos da USP, Angela Di

Bernardo Dantas.

Relata em sua introdução pontos relevantes na pesquisa com base nos

objetivos como o uso inadequado dos recursos hídricos pelo uso do

desenvolvimento da agricultura e do desordenado crescimento da população e

da industrialização. Com isso é preciso haver uma maior seriedade nas condições

de avaliação desses recursos.

Traz ainda o fato desses contaminantes prejudicarem o funcionamento

correto das estações de tratamento de água. Salienta a importância da utilização

XI


das novas tecnologias no ramo de tratamento como sendo indispensável para a

remediação. E assim descreve-se o objetivo da pesquisa: avaliar a tecnologia de

dupla filtração como sendo uma alternativa para o tratamento das águas do

reservatório UHE Luiz Eduardo Magalhães em Palmas no estado de Tocantins,

Brasil.

Nos materiais e métodos foi utilizado um piloto que foi instalado na ETA.

Esse piloto é constituído basicamente por:

» Coluna de pré-oxidação;

» Coluna de interoxidação;

» Unidade de carvão ativado granular;

» Reservatório para água filtrada e lavamento dos filtros;

» Tanque de produtos químicos;

» Bomba de água bruta.

Os resultados foram observados a partir de ensaios realizados. No

primeiro ensaio foi possível remover a turbidez da água em uma porcentagem

entre 97 e 99 %. No segundo ensaio houve o emprego da pré-oxidação onde foi

possível eliminar boa parte da matéria orgânica. No terceiro ensaio foi possível

observar que o ocorreu a maior eliminação da matéria orgânica e com o menor

consumo de oxigênio.

Como conclusão do trabalho realizado pode-se notar que a adsorção com

carvão ativado granular, como pós-tratamento, é bastante eficiente para

assegurar a qualidade dos efluentes finais no ensaios realizados, especialmente

com relação à remoção da matéria orgânica.

CONCLUSÃO

Pode-se notar que a água é de suma importância para o funcionamento

dos organismos vivos em todos os aspectos. Metabolismo, plantio dos alimentos

e na indústria. Mas essas utilizações, muitas vezes, causam impactos agravantes

no meio fluvial.

Esses poluentes podem apresentar-se de formas diversas e causarem

impactos importantíssimos na vida dos seres vivos bem como da fauna e flora.

Pode levar o planeta a um descontrole natural. Porém, existem técnicas eficientes

de tratar a água para que ela possa, mais uma vez, ser reutilizada para o fim

necessário.

Câmara de Mistura rápida (4)

Coluna de Interoxidação (6)

FCAG (8)

FDR (7)

XII


Podemos constatar através de pesquisas feitas que esses métodos são

bastantes favoráveis para diminuir a poluição dos meios fluviais e que são de

importância considerável que mais métodos sejam estudados para que se possa

ter uma remediação mais eficiente.

REFERÊNCIAS

1. ALVES. Líria. Poluição da Água. Brasilescola. Disponível em:

http://www.brasilescola.com/quimica/poluicao-agua.htm> Acesso em 20

abr. 2014.

2. FERNANDES, D. M. S.; LIMA, A. M. O.; QUEIROZ, M. N.; Tratamento e

Remediação de Águas. Quixadá, Abr. 2014.

3. PENNA, C. G. Efeitos da mineração no meio ambiente. Oeco. 26 jan.2009.

Disponível em: <http://www.oeco.org.br/carlos-gabaglia-penna/20837-

efeitos-da-mineracao-no-meio-ambiente> Acesso em 20 abr. 2014.

4. PEREIRA, R. S. Identifficação e caracterização das fontes de poluição em

sistemas hídricos. Revista Eletrônica de Recursos Hídricos. IPH-UFRGS.

v. 1, n. 1. p. 20-36. 2004.

5. Poluição Química. Ambientebrasil. Disponível em:

<http://ambientes.ambientebrasil.com.br/agua/impactos_sobre_as_aguas/

poluicao_quimica.html> Acesso em 20 abr. 2014.

6. Principais fontes de poluição. Água Online. Disponível em:

<http://www.aguaonline.net/gca/?id=59> Acesso em 20 abr. 2014.

7. SILVA, G. G., et al. Tratamento de água de reservatórios por dupla

filtração, oxidação e adsorção com carvão ativado granular. Eng Saint

Ambient. v. 17, n.1., p. 71-80. Palmas(TO), Jan. 2012.

8. SOUZA, E. V. O.; MARTINS, M. G.; QUEIROZ, T. M.; Poluição das Águas.

Quixadá, Abr. 2014.

9. Tipos de poluição. Disponível em:

<http://www.uenf.br/uenf/centros/cct/qambiental/ag_tipoluicao.html>

Acesso em 20 abr. 2014.

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