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Curso de Especialização em Gestão Ambiental -2005. Aula 4 Água e fatores de Impacto Ambiental. Prof. Servio Tulio Cassini. Água Impacto Ambiental. Conceito de poluição. A importância de água para a manutenção da vida. Quantidade de água disponível. Qualidade da água disponível. - PowerPoint PPT Presentation
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Aula 4Água e fatores de Impacto
Ambiental
Curso de Especialização em Gestão Ambiental -2005
Prof. Servio Tulio Cassini
Controle da poluição
Qualidade da águadisponível
Quantidadede água disponível
A importância de água para a manutenção da vida
Conceito de poluição
ÁguaImpacto Ambiental
Poluente:Substância no lugar errado
Troposfera: do nível do mar até 15 km de altitude.O ozônio é poluente.Os CFC’s não são poluentes.
Estratosfera: entre 15 km e 50 km de altitude.O ozônio não é poluente.Os CFC’s são poluentes.
TERRA
Poluição = Dose e Local
Local certo Local errado
Controle da poluição
Qualidade da águadisponível
Quantidadede água disponível
A importância de água para a manutenção da vida
Conceito de poluição
ÁguaImpacto Ambiental
Água no corpo humanoA água representa 70% da massa do corpo humano.Sintomas de desidratação:
Perda de 1% a 5% de águaSede, pulso acelerado, fraqueza
Perda de 6% a 10% de águaDor de cabeça, fala confusa, visão turva
Perda de 11% a 12% de águaDelírio, língua inchada, morte
Uma pessoa pode suportar até 50 dias sem comer, mas apenas 4 dias sem beber água.
Propriedades da água
Na natureza a água pode ser encontrada em todas as fases de agregação: sólida, líquida e gasosa.
Substância CH4 NH3 H2O HF H2S
Ponto de fusão/°C
Ponto de ebulição/°C
-182 -78 0 -83 -86
-164 -33 100 +19 -61
Sua capacidade de conduzir calor (condutividade térmica) e de estocar calor (capacidade calorífica) também é única.
É necessário 1 caloria para elevar de 1 °C a temperatura de 1 g de água líquida.São necessários 540 calorias para evaporar 1 g de água.
Propriedades da água
gelo
gelo
4 °C
A mistura de águas e recirculação de nutrientes só ocorre porque a água tem densidade máxima em 4 °C, ou seja, na fase líquida.
A densidade da água na fase líquida é maior que na fase sólida.
A água é um solvente universal.É o destino final de todo poluente que tenha sido lançado, não apenas diretamente na água, mas também no ar e no solo
Situação hipotética caso a agua tivesse um
comportamento “normal”
Controle da poluição
Qualidade da águadisponível
Quantidadede água disponível
A importância de água para a manutenção da vida
Conceito de poluição
ÁguaImpacto Ambiental
Quantidade de água disponível
A quantidade de água doce disponível para consumo é extremamente escassa
Distribuição da água no planeta A cada 1000 L
97,5% nos oceanos
1,8% em geleiras
975 L
18 L
0,6% nas camadas subterrâneas 6 L
0,015% nos lagos e rios
0,005% de umidade no solo
150 mL
50 mL
0,0009% em forma de vapor na atmosfera
9 mL
0,00004% na matéria viva 0,4 mL
Quantidade de água disponível1000 L de água 6,15L (para consumo
humano)
69 % = 4,24 L 23 % = 1,42 L 8 % = 0,49 L
Quantidade de água disponível
Nos últimos 15 anos a oferta de água limpa disponível/habitante diminuiu 40%.O uso da água na agricultura deverá aumentar nos próximos anos.Em 20 anos deverá ocorrer uma crise relacionada a disponibilidade de água.
2,4% no resto do país9,6% na região amazônica
O Brasil possui 12 % da águadoce disponível no mundo
Atende 95% da populaçãoAtende 5% da população
Acesso a água tratada melhoria sensível, ou seja 96%.
Aquifero Guarani – Agua SubterrâneaQuantidade suficiente para abastecimento total por 100-150 anos
Quantidade de água disponível
Estados Unidos:600 L por habitante
dia Sertão:10 L por habitante
dia
Quantidade de água disponível
Os oceanos contêm a maior parte da água do planeta (975 litros a cada 1.000).Uma molécula de água passa 98 anos a cada 100 em meio ao oceano.
A água do mar apresenta 3,3% de sais dissolvidos (principalmente NaCl(aq)).
Uma pessoa pode beber água com até 5g de sal/kg de água.Os oceanos contêm 35 g de sal/kg de água (7 vezes mais).
osmose
Uma pessoa que bebe apenas água do mar acabará morrendo.A água do mar também não pode ser usada na agricultura ou na indústria.
O excesso de sal mataria as plantações (também por osmose);deterioraria maquinários, entupiria válvulas e explodiria caldeiras.
Quantidade de água disponível
Para que a água dos oceanos possa ser usada é necessário que o sal seja retirado.Todos os métodos de dessalinização consomem grandes quantidades de energia.
Só podem ser usados em regiões secas próximas ao litoral.
Custo nos Estados Unidos4.000 L de água docea partir da água do mar4.000 L de água docea partir de mananciais
}}
1 dólar
0,30 dólar
termômetrosaída de águade resfriamento
entradade águade resfriamentoentrada
de gás
balãode destilação
bicode Bunsen
condensador
erlenmeyer
Controle da poluição
Qualidade da águadisponível
Quantidadede água disponível
A importância de água para a manutenção da vida
Conceito de poluição
ÁguaImpacto Ambiental
Qualidade da água disponível
A poluição das águas devido as atividades humanas aumentou vertiginosa-mente nos últimos 50 anos.
De acordo com a legislação, a poluição da água pode ser:
ouPontual
Descarga de efluentes a partirde indústrias e de estaçõesde tratamento de esgoto
São bem localizadas, fáceisde identificar e de monitorar
Difusa
Escoamento superficial urbano,escoamento superficial de áreas
agrícolas e deposição atmosférica
Espalham-se por toda a cidade,são difíceis de identificar e tratar
Parâmetros de Qualidade de ÁguasParâmetros de Qualidade de Águas
Ciclo urbano da águaCiclo urbano da água
Ambientes Costeiros
RIO
Captação
Tratamento
(ETA)
DISTRIBUIÇÃO
TRATAMENTOS(ETE)
Lançamen-tos
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
QuímicasQuímicasFísicasFísicas BiológicasBiológicas
sólidos Gases Inorgânicos Orgânicos MicrorganismosMicrorganismos
Suspensos (SS)
coloidais
dissolvidos
IMPUREZAS
Metais Pesados
Pesticidas
Bactérias
vírus
protozoários
PARÂMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUASPARÂMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
FÍSICOS: FÍSICOS: COR, TURBIDEZ, SABOR/ODOR, COR, TURBIDEZ, SABOR/ODOR, TEMPERATURATEMPERATURA
QÚIMICOS: QÚIMICOS: ALCALINIDADE, pH, ACIDEZ, ALCALINIDADE, pH, ACIDEZ, DUREZA, FERRO E MANGANÊS, DUREZA, FERRO E MANGANÊS, CLORETOS, NITROGÊNIO, FÓSFORO, CLORETOS, NITROGÊNIO, FÓSFORO, OXIGÊNIO DISSOLVIDO, MATÉRIA OXIGÊNIO DISSOLVIDO, MATÉRIA ORGÂNICA, MICROPOLUENTES ORGÂNICA, MICROPOLUENTES ORGÂNICOS E INORGÂNICOSORGÂNICOS E INORGÂNICOS
BIOLÓGICOS:BIOLÓGICOS: COLIFORMES (COLIMETRIA), COLIFORMES (COLIMETRIA), ALGAS, ALGAS, BACTÉRIAS DECOMPOSITORASBACTÉRIAS DECOMPOSITORAS
Qualidade de ÁguasQualidade de Águas
Legislação AmbientalLegislação Ambiental
CONAMA 20/86 Captação e Águas CONAMA 274/2000 Recreacionais
MS - 36/90 Distribuição 1469/2000 (potabilidade)
0MS - 1986 Recomendações
Constituição Brasileira
Capítulo sobre Meio Ambiente
Política Nacional do Meio Ambiente
Ministério do Meio Ambiente
Política Nacional dos Recursos Hídricos
IBAMA CONAMA Conselhos Órgãos Municipais e Estaduais
Outorgas Uso das águas Comitês de Bacias
Agências Hidrográficas
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
COR: COR: Aparência da água devido aos sólidos dissolvidosAparência da água devido aos sólidos dissolvidos •Origem: natural: Mat Orgânica
Fe e Mnantropogênica: Resíduos Industriais
Esgotos domésticosImportância: Natural: Não paresenta risco direto à saúde mas interfere nas características estéticas
Industrial --> toxcicidadeUnidades: uH (unidades Hazen - padrão Pt-Co)Leitura: Cor aparente x Cor verdadeira. Cor aparente
geralmente inclui parcela de turbidez.Limites: faixa ótima 5 - 25 uH
cor verdadeira superior a 25 ---> cuidados operacionais
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Turbidez: Turbidez: grau de interferência à passagem da luz causada grau de interferência à passagem da luz causada
por sólidos em suspensão por sólidos em suspensão OrigemOrigem: natural: partículas de solo ( argila, silte) e microrganismos
antropogênica: resíduos domésticos e industriais, microrganismos e erosão.
ImportânciaImportância: natural: sem incovenientes sanitários diretos
antropogênica ---> toxidez e patogenicidade
penetração da luz: fotossíntese
UtilizaçãoUtilização: tratamento de águas de abastecimento e controle ETA
UnidadesUnidades: uT ( Unid.Turbidez ou nefelométrica)
LimitesLimites: <20 tratamento sem coagulação.
>50 cogulação química ou pré-filtragem
>100 águas turvas
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Temperatura: Temperatura: intensidade de calor intensidade de calor
OrigemOrigem: natural: radiação, condução e convecção
antropogênica: Torres de resfriamento, despejos .
ImportânciaImportância: elevações de temperatura interferem: taxa de reações químicas, solubilidade e transferência de gases
UtilizaçãoUtilização: Caracterização de águas brutas
UnidadesUnidades: oC
ResultadosResultados: devem ser analisados em conjunto com outros parametros ----> oxigênio dissolvido
padrões de lançamento ( normais locais)
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Sabor/Odor: Sabor/Odor: característica estética resultante da característica estética resultante da interação gosto/odor por sólidos ou gasesinteração gosto/odor por sólidos ou gases
OrigemOrigem: natural: Matéria orgânica, algas, H2S
antropogênica: resíduos domésticos e industriais, H2S .
ImportânciaImportância: natural: sem incovenientes sanitários diretos
antropogênica ---> toxidez e patogenicidade
UtilizaçãoUtilização: tratamento de águas de abastecimento e controle ETA
UnidadesUnidades: Concentração limite detectável
ResultadosResultados: Identificação da fonte odor/sabor
Legislaçao: não objetável
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
pH: pH: concentração de íons H+ , indicando meio ácido, alcalino concentração de íons H+ , indicando meio ácido, alcalino ou neutro ( 0 - 14) por sólidos dissolvidos ou gases. ou neutro ( 0 - 14) por sólidos dissolvidos ou gases.
OrigemOrigem: natural: rochas, atmosfera, mat organica, fotossíntese
antropogênica: esgotos domésticos ou industriais .
ImportânciaImportância: Tratamento águas, dureza, agressividade
UtilizaçãoUtilização: Aguas brutas, abastecimento ETA
UnidadesUnidades: 0 a 14 (Escala Sörensen)
ResultadosResultados: pH baixo ---> corrosividade e agressividade
pH elevado ---> incrustações em tubulações
qualquer valor distante da neutralidade causa problemas bióticos.
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Acidez: Acidez: capacidade de resistir às mudanças de pH causadas capacidade de resistir às mudanças de pH causadas pela presença de bases. ( Hpela presença de bases. ( H22COCO33 livre entre 4,5 e 8,2) livre entre 4,5 e 8,2)
OrigemOrigem: natural: sólidos e gases (CO2 e H2S)
antropogênica: esgotos domésticos ou industriais .
ImportânciaImportância: Sem significado sanitário. ---> corrosividade
UtilizaçãoUtilização: Caracterização de águas
UnidadesUnidades: mg/l de CaCO3
ResultadosResultados: pH > 8,2 : CO2 livre ausente
pH > 4,5 e 8,2 acidez carbonica
pH < 4,5 acidez por acidos minerais fortes (industriais)
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Alcalinidade: Alcalinidade: capacidade de neutralização de ácidos ou capacidade de neutralização de ácidos ou resisitividade à viação do pH ( HCO3resisitividade à viação do pH ( HCO3--, CO3, CO32-2-, OH-). , OH-).
OrigemOrigem: natural: rochas, atmosfera, mat organica, fotossíntese
antropogênica: esgotos domésticos ou industriais .
ImportânciaImportância: Sem significado sanitário. ---> gosto amargo. ETA
UtilizaçãoUtilização: Aguas brutas, abastecimento ETA
UnidadesUnidades: mg/l de CaCO3
ResultadosResultados: pH> 9,4 ---> hidróxidos e carbonato
pH 8,3 9,4 ---> carbonatos e bicarbonatos
pH 4,4, a 8,3 ---> apenas bicarbonato
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Dureza: Dureza: concentração de cátions multimétalicos em solução. concentração de cátions multimétalicos em solução. Geralmente Ca ++ e Mg ++ Geralmente Ca ++ e Mg ++
OrigemOrigem: natural: Ca e Mg de rochas
dureza alcalina : presença de carbonatos
antropogênica: esgotos domésticos ou industriais .
ImportânciaImportância: Sem significado sanitário. Propriedades estéticas
Formação de incrustações - Redução de espumas
UtilizaçãoUtilização: Aguas de abastecimento (inclusive industriais)
UnidadesUnidades: mg/l de CaCO3
ResultadosResultados: dureza < 50 mg/l CaCO3: água mole
dureza 50 e 150 mg/l CaCO3 : dureza moderada
dureza 150 e 300 mg/l: água dura
dureza > 300 mg/l ca CO3 : dureza elevada
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Ferro e Manganês: Ferro e Manganês: presença de formas solúveis presença de formas solúveis
OrigemOrigem: natural: Rochas e solo
antropogênica: esgotos domésticos ou industriais .
ImportânciaImportância: Sem significado sanitário. Propriedades cor e estéticas
UtilizaçãoUtilização: Aguas de abastecimento brutas e tratadas
UnidadesUnidades: mg/l
ResultadosResultados: Mn 0,1 (ppm) 1,0 (lançamentos)
Fe 0,3 a 5,0 mg/l (ppm)
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Oxigenio Dissolvido (OD): Oxigenio Dissolvido (OD): importante para importante para manutenção da microbiota e processos oxidativosmanutenção da microbiota e processos oxidativos
OrigemOrigem: natural: Ar, Fotossintese
Antropogênica: Aeração artificial
ImportânciaImportância:Manutenação da Microbiota aquática
UtilizaçãoUtilização: Controle Operancional
Oxidação Fe Mn
UnidadesUnidades: mg/l
ResultadosResultados: Teores mínimos 1,0 mg/l - máximo 9,2 mg/l
função temperatura
4-5 morte peixes; Anaerobiose 0,0 mg/l
Padrão corpos d’água
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Matéria Orgânica (MO): Matéria Orgânica (MO): principal agente principal agente poluidor de fontes orgânicas (Esgotos e Lançamentos)poluidor de fontes orgânicas (Esgotos e Lançamentos)
OrigemOrigem: natural: Biomassa vegetal e animal
Antropogênica: Esgotos
ImportânciaImportância:Consumo de OD ---> vida aquática aeróbia
DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio)
UtilizaçãoUtilização: Caracterização de corpos d’água captação e abastecimento
Principal indicador de contato de esgotos
UnidadesUnidades: mg/l
ResultadosResultados: DBO (5) 300 - esgotos
DBO captação 3 - 10
Distribuição: 0
DBO = Demanda Bioquímica de Oxigênio (Fração Orgânica Biodegradável)
OD=7mg/l
Dia 0
OD= 3 mg/l
Dia 5
DBO 520 =
7 - 3 = 4,0 mg/l
DBO 520 =
7 - 3 = 4,0 mg/l
Para esgotos, deve-se fazer a diluição da amostra. Por exemplo, na diluição 1:100 o resultado acima da
amostra de esgoto geraria um valor de OD = 400 mg/l
OD= Oxigênio Dissolvido
(CHO) + O2 CO2 + H20
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Nitrogênio (N): Nitrogênio (N): Várias formas N - NH - NO3 como Várias formas N - NH - NO3 como sólidos dissolvidos ou em suspensãosólidos dissolvidos ou em suspensão
OrigemOrigem: natural: Mat. Organica - Clorofila - proteina
Antropogênica: esgotos domésticos ou industriais
Fertilizantes
ImportânciaImportância: Eutrofização de corpos d’água - Doenças - consumo O2 - toxicidade -
UtilizaçãoUtilização: Aguas de abastecimento brutas e tratadas
UnidadesUnidades: mg/l
ResultadosResultados: Padrão de captação: ( NO3) -10 mg/l
(NO2) - 1,0 mg/l
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Fósforo (P): Fósforo (P): Fosfatos inorgânico (PO4)2-Fosfatos inorgânico (PO4)2-
OrigemOrigem: natural: Rochas, solo
Antropogênica: esgotos domésticos ou industriais
Fertilizantes
ImportânciaImportância: Eutrofização de corpos d’água
UtilizaçãoUtilização: Aguas de abastecimento brutas e tratadas
Caracterização de corpos d’água
UnidadesUnidades: mg/l
ResultadosResultados: Padrão de lançamentos: 1,0 mg/l
Eutrofização: P < 0,01 - 0,02 NE
0,05 INT P > 0,05 EUT
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Micropoluentes inorgânicosMicropoluentes inorgânicos
Componentes tóxicosComponentes tóxicos
Exemplos: Exemplos: Metais Pesados: Arsênio, Cádmio, Cromo, Chumbo, Metais Pesados: Arsênio, Cádmio, Cromo, Chumbo, Mercúrio e Prata. (Sólidos dissolvidos ou Suspensos)Mercúrio e Prata. (Sólidos dissolvidos ou Suspensos)
CianetosCianetos
Origem:Origem: Atividades Industriais e AgriculturaAtividades Industriais e Agricultura
Toxicidade: Toxicidade: Cumulativa na cadeia alimentarCumulativa na cadeia alimentar
Unidade: Unidade: µg/l (ppb) ou mg/l (ppm)µg/l (ppb) ou mg/l (ppm)
Padrões: Padrões: variáveis com legislação estadual (captação, variáveis com legislação estadual (captação, lançamentos)lançamentos)
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Micropoluentes OrgânicosMicropoluentes Orgânicos
Componentes tóxicosComponentes tóxicos
Exemplos: Exemplos: Moléculas resistentes à decomposição. Pesticidas, Moléculas resistentes à decomposição. Pesticidas, hidrocarbonetos aromáticos, alifáticos, detergentes etc hidrocarbonetos aromáticos, alifáticos, detergentes etc (Sólidos dissolvidos ou Suspensos)(Sólidos dissolvidos ou Suspensos)
Origem:Origem: Atividades Industriais e AgriculturaAtividades Industriais e Agricultura
Toxicidade: Toxicidade: Cumulativa na cadeia alimentarCumulativa na cadeia alimentar
Unidade: Unidade: µg/l (ppb) ou mg/l (ppm)µg/l (ppb) ou mg/l (ppm)
Padrões: Padrões: variáveis com legislação estadual (captação, variáveis com legislação estadual (captação, lançamentos)lançamentos)
Poluição por fertilizantes agrícolas
Usados sem critério
Excesso é levado pela chuva
Lençóis subterrâneos, lagos e rios
Reprodução acelerada
Fitoplâncton Algas macroscópicas
Ao morrerem são decompostos por
microrganismos aeróbios
Cobrem a superfície isolando a água do oxigênio
do arEutrofização
Íons NO3(aq) (0,3 mg/L), NO2(aq), HPO4(aq) (0,02 mg/L) e H2PO4(aq)
1- 1- 2- 1-
Poluição por esgotos domésticoe industrial
Matéria orgânica biodegradável
Explosão na populaçãode microrganismos
Consumo de oxigênio
Bactérias, vírus, larvas e parasitas
Coliformes fecais doenças
Brasil: 30% das praiassão impróprias
Poluição biológicaPresença de microorganismos patogênicos, especialmente na água potável.
4 bilhões de pessoas no mundo não têm acesso à água potável tratada2,9 bilhões de pessoas vivem em áreas sem coleta ou tratamento de esgoto
Controle simples
Apesar disso
250 milhões de casos de doenças (cólera, febre tifóide,diarréia, hepatite A) são transmitidas pela água por ano
10 milhões desses casos resultam em mortes (50% são crianças)
Adição de NaClOOu Ca(OH)2
Fervura da água
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Resumo da Resolução CONAMA 20/86Resumo da Resolução CONAMA 20/86
Classes
Parâmetro Unid Esp 1 2 3 4 LA
Cor uH 30 75 75 - -
Turbidez uT 40 100 100 >100 -
DBO(5) mg/l 3 5 10 >20 *
DQO mg/l - - - - *
OD mg/l 6 5 4 2 -
SS mg/l - - - - *
Inorgânicos Legislação
Orgânicos
coliformes totais b/100ml 1000 5000 20000 -
coliformes fecais b/100ml 200 1000 4000 -
PARAMETROS DE QUALIDADE DE ÁGUAS
Resumo da Resolução CONAMA 20/86Resumo da Resolução CONAMA 20/86
Classificação das águas doces em função dos usos principais
Classes
Uso Esp 1 2 3 4
Doméstico
Preservação Ambiental
Recreação / Cont. Prim.
Proteção
Irrigação
Aquicultura
Dessendentação Animais
Navegação
Paisagismo
Qualidade de Águas: Legislação AmbientalQualidade de Águas: Legislação Ambiental
A legislação Brasileira determina o acompanhamento das águas doces, salobras ou salinas destinadas a balneabilidade por meio da Resolução CONAMA nn00 274 de 29 de novembro 2000 274 de 29 de novembro 2000, que em seus artigos 10 ao 150 define os padrões de qualidade que devem ser observados para essas águas baseando-se, em três indicadores:
(Artigo 7o. )
a) Coliformes termotolerantes
b) Escherichia coli (E.coli)
c) Enterococcus
Podemos viver num mundo sem poluição ?
São conhecidas mais de 7 milhões de substâncias químicasA cada ano cerca de 1.000 novos produtos são lançados no mercadoSão produzidos 300 milhões de toneladas anuais de COS150 mil deles em taxas superiores a 50 mil t/anoCerca de 66 mil produtos químicos são comercializados hoje somente nos EUACerca de 45 mil substâncias são comercializadas internacionalmente
Muitos são resistentes a biodegradação, estáveis e entram na cadeia alimentarMuitos podem ser mutagênicos, cancerígenos ou teratogênicos
Só existem dados ecotoxicológicos para aproximadamente 1.500 substânciasA tecnologia convencional de tratamento de água não remove totalmente os COS
Conclusões
“Legislação ambiental - correta?”
Construir uma sociedade “ecologicamente correta”Construir uma sociedade “ecologicamente correta” Eliminar hábitos de desperdícios de nossas reservas Eliminar hábitos de desperdícios de nossas reservas
naturaisnaturais Triste mania de “retirar o lixo da nossa casa Triste mania de “retirar o lixo da nossa casa
jogando-o no quintal do vizinho”jogando-o no quintal do vizinho”