Esgotamento sanitário
Qualidade da água e
Controle da poluição
Guia do profissional em treinamento
Nível 2
Promoção Rede Nacional de Capacitação e Extensão Tecnológica em Saneamento Ambiental – ReCESA
Realização Núcleo Regional Nordeste – NURENE
Instituições integrantes do NURENE Universidade Federal da Bahia (líder) | Universidade Federal do Ceará |
Universidade Federal da Paraíba | Universidade Federal de Pernambuco
Financiamento Financiadora de Estudos e Projetos do Ministério da Ciência e Tecnologia I Fundação Nacional de Saúde do
Ministério da Saúde I Secretaria Nacional de Saneamento Ambiental do Ministério das Cidades
Apoio organizacional Programa de Modernização do Setor de Saneamento – PMSS
Comitê gestor da ReCESA
Comitê consultivo da ReCESA
- Ministério das Cidades;
- Associação Brasileira de Captação e Manejo de Água de Chuva – ABCMAC
- Ministério da Ciência e Tecnologia;
- Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental – ABES
- Ministério do Meio Ambiente;
- Associação Brasileira de Recursos Hídricos – ABRH
- Ministério da Educação;
- Associação Brasileira de Resíduos Sólidos e Limpeza Pública – ABLP
- Ministério da Integração Nacional;
- Associação das Empresas de Saneamento Básico Estaduais – AESBE
- Ministério da Saúde;
- Associação Nacional dos Serviços Municipais de Saneamento – ASSEMAE
- Banco Nacional de Desenvolvimento
- Conselho de Dirigentes dos Centros Federais de Educação Tecnológica – CONCEFET
Econômico Social (BNDES);
- Caixa Econômica Federal (CAIXA).
- Conselho Federal de Engenharia, Arquitetura e Agronomia – CONFEA
- Federação de Órgão para a Assistência Social e Educacional – FASE
- Federação Nacional dos Urbanitários – FNU
- Fórum Nacional de Comitês de Bacias Hidrográficas – FNCBHS
- Fórum Nacional de Pró-Reitores de Extensão das Universidades Públicas Brasileiras
– FORPROEX
- Fórum Nacional Lixo e Cidadania – L&P
- Frente Nacional pelo Saneamento Ambiental – FNSA
- Instituto Brasileiro de Administração Municipal – IBAM
- Organização Pan-Americana de Saúde – OPAS
- Programa Nacional de Conservação de Energia – PROCEL
- Rede Brasileira de Capacitação em Recursos Hídricos – Cap-Net Brasil
Parceiros do NURENE
- ARCE – Agência Reguladora de Serviços Públicos Delegados do Estado do Ceará
- Cagece – Companhia de Água e Esgoto do Ceará
- Cagepa – Companhia de Água e Esgotos da Paraíba
- CEFET Cariri – Centro Federal de Educação Tecnológica do Cariri/CE
- CENTEC Cariri – Faculdade de Tecnologia CENTEC do Cariri/CE
- Cerb – Companhia de Engenharia Rural da Bahia
- Compesa – Companhia Pernambucana de Saneamento
- Conder – Companhia de Desenvolvimento Urbano do Estado da Bahia
- EMASA – Empresa Municipal de Águas e Saneamento de Itabuna/BA
- Embasa – Empresa Baiana de Águas e Saneamento
- Emlur – Empresa Municipal de Limpeza Urbana de João Pessoa
- Emlurb / Fortaleza – Empresa Municipal de Limpeza e Urbanização de Fortaleza
- Emlurb / Recife – Empresa de Manutenção e Limpeza Urbana do Recife
- Limpurb – Empresa de Limpeza Urbana de Salvador
- SAAE – Serviço Autônomo de Água e Esgoto do Município de Alagoinhas/BA
- SANEAR – Autarquia de Saneamento do Recife
- SECTMA – Secretaria de Ciência, Tecnologia e Meio Ambiente do Estado de Pernambuco
- SEDUR – Secretaria de Desenvolvimento Urbano da Bahia
- SEINF – Secretaria Municipal de Desenvolvimento Urbano e Infra-Estrutura de Fortaleza
- SEMAM / Fortaleza – Secretaria Municipal de Meio Ambiente e Controle Urbano
- SEMAM / João Pessoa – Secretaria Executiva de Meio Ambiente
- SENAC / PE – Serviço Nacional de Aprendizagem Comercial de Pernambuco
- SENAI / CE – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial do Ceará
- SENAI / PE – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial de Pernambuco
- SEPLAN – Secretaria de Planejamento de João Pessoa
- SUDEMA – Superintendência de Administração do Meio Ambiente do Estado da Paraíba
- UECE – Universidade Estadual do Ceará
- UFMA – Universidade Federal do Maranhão
- UNICAP – Universidade Católica de Pernambuco
- UPE – Universidade de Pernambuco
Esgotamento sanitário
Qualidade da água e
Controle da poluição
Guia do profissional em treinamento
Nível 2
EXX
Esgotamento sanitário: qualidade da água e controle da poluição:
guia do profissional em treinamento: nível 2 / Secretaria Nacional de
Saneamento Ambiental (org). – Salvador: ReCESA, 2008. 87 p.
Nota: Realização do NURENE – Núcleo Regional Nordeste;
coordenação de Viviana Maria Zanta, José Fernando Thomé Jucá,
Heber Pimentel Gomes e Marco Aurélio Holanda de Castro.
1.
Água – importância, ciclo hidrológico, ocorrência,
usos e impurezas. 2. Poluição e contaminação. 3. Caracterização
dos esgotos sanitários. 4. Fontes de poluição e tipos de
poluentes.
5. Parâmetros de
qualidade
da água.
6.
Autodepuração. 7. Eutrofização. 8. Legislação correlata. 9.
Controle de poluição – operações, processos, graus e
tecnologias. I. Brasil. Secretaria Nacional de Saneamento
Ambiental. II. Núcleo Regional Nordeste.
CDD – XXX.X
Catalogação da Fonte:
Coordenação Geral do NURENE
Profª. Drª. Viviana Maria Zanta
Organização do guia
Professores Gilson Barbosa Athayde Júnior
André Bezerra dos Santos
Créditos
Carmem Lúcia Moreira Gadelha
Isabelly Cícera Dias Vasconcelos
Marc Arpad Boncz
Paula Loureiro Paulo
Salena Tatiana Silva Athayde
Magda Beretta
Central de Produção de Material Didático
Patrícia Campos Borja | Alessandra Gomes Lopes Sampaio Silva
Projeto Gráfico
Marco Severo | Rachel Barreto | Romero Ronconi
É permitida a reprodução total ou parcial desta publicação, desde que citada a fonte.
Apresentação da ReCESA
A criação do Ministério das Cidades no
A ReCESA tem o propósito de reunir um
Governo do Presidente Luiz Inácio Lula da
conjunto de instituições e entidades com
Silva, em 2003, permitiu que os imensos
o
desafios
desenvolvimento
urbanos
passassem
a
ser
objetivo
de
coordenar
de
o
propostas
encarados como política de Estado. Nesse
pedagógicas e de material didático, bem
contexto,
como promover ações de intercâmbio e de
a
Secretaria
Nacional
de
Saneamento Ambiental (SNSA) inaugurou
extensão
um paradigma que inscreve o saneamento
consideração as peculiaridades regionais e
como
as
política
urbana
e
pública,
com
ambiental,
desenvolvimento
dimensão
promotora
e
de
redução
das
tecnológica
diferentes
que
políticas,
tecnologias
visando
profissionais
para
levem
técnicas
em
e
capacitar
a
operação,
desigualdades sociais. Uma concepção de
manutenção e gestão dos sistemas e
saneamento
serviços
em
tecnologia
são
prestação
de
que
a
técnica
colocadas
um
a
serviço
e
favor
público
a
Para
a
estruturação da ReCESA foram formados
Núcleos Regionais e um Comitê Gestor,
em nível nacional.
missão
da
SNSA
ganhou
maior
relevância e efetividade com a agenda do
saneamento para o quadriênio 20072010, haja vista a decisão do Governo
Federal
saneamento.
e
essencial.
A
de
da
de
destinar,
dos
recursos
reservados ao Programa de Aceleração do
Crescimento (PAC), 40 bilhões de reais
para investimentos em saneamento.
Por fim, cabe destacar que este projeto
tem sido bastante desafiador para todos
nós:
um
grupo
predominantemente
formado por profissionais da área de
engenharia
que
compreendeu
a
necessidade de agregar outros olhares e
saberes, ainda que para isso tenha sido
necessário "contornar todos os meandros
do rio, antes de chegar ao seu curso
Nesse novo cenário, a SNSA conduz ações
de
capacitação
instrumentos
como
estratégicos
um
para
dos
a
modificação de paradigmas, o alcance de
melhorias de desempenho e da qualidade
na prestação dos serviços e a integração
de
políticas
setoriais.
O
projeto
de
estruturação da Rede de Capacitação e
Extensão
Tecnológica
em
Saneamento
Ambiental – ReCESA constitui importante
iniciativa nessa direção.
principal".
Comitê Gestor da ReCESA
NURENE
Os Guias
O Núcleo Regional Nordeste (NURENE) tem
A
por
objetivo
materiais
didáticos
de
produzidos pelo NURENE é composta de
19 guias que serão utilizados nas Oficinas
da
de
desenvolvimento
de
atividades de capacitação de profissionais
área
o
coletânea
quatro
de Capacitação para profissionais que
estados da região Nordeste do Brasil:
saneamento,
em
atuam na área de saneamento. Quatro
Bahia, Ceará, Paraíba e Pernambuco.
guias
tratam
de
temas
transversais,
quatro abordam o manejo das águas
O
NURENE
é
coordenado
pela
pluviais,
três
estão
relacionados
aos
Universidade Federal da Bahia (UFBA),
sistemas de abastecimento de água, três
tendo como instituições co-executoras a
são sobre esgotamento sanitário e cinco
Universidade Federal do Ceará (UFC), a
versam sobre o manejo dos resíduos
Universidade Federal da Paraíba (UFPB) e a
sólidos e limpeza pública.
Universidade
Federal
de
Pernambuco
(UFPE).
O
público
alvo
do
NURENE
envolve
profissionais que atuam na área dos
O NURENE espera que suas atividades
serviços de saneamento e que possuem
possam contribuir para a alteração do
um grau de escolaridade que varia do
quadro
semi-alfabetizado ao terceiro grau.
sanitário
do
Nordeste
e,
consequentemente, para a melhoria da
qualidade de vida da população dessa
Os guias representam um esforço do
região marcada pela desigualdade social.
NURENE
no
sentido
de
abordar
as
temáticas de saneamento segundo uma
Coordenadores Institucionais do NURENE
proposta
pedagógica
pautada
no
reconhecimento das práticas atuais e em
uma reflexão crítica sobre essas ações
para a produção de uma nova prática
capaz de contribuir para a promoção de
um saneamento de qualidade para todos.
Equipe da Central de Produção de Material Didático
Didático – CPMD
Apresentação da área temática
Esgotamento sanitário
O tema esgoto foi dividido em duas grandes
áreas: esgotamento sanitário e tratamento de
esgotos. Na parte de esgotamento sanitário,
consideraram-se os aspectos relacionados
aos fundamentos de projeto, operação e
manutenção
das
diversas
partes
que
compõem o sistema, de forma a proporcionar
à audiência uma visão macro do assunto. Na
parte do tratamento de esgotos, procurou-se,
além de abordar os aspectos de projeto,
operação e manutenção de ETEs, atentar
sobre a importância do mesmo na questão da
saúde pública, além de formas de reuso de
esgotos e lodo em irrigação. Finalmente,
abordou-se o assunto qualidade de água e
controle de poluição de uma maneira simples
e objetiva, tentando assim mostrar a enorme
importância do assunto aos dois públicos
alvos do NURENE.
Conselho Editorial de Esgotamento Sanitário
SUMÁRIO
Água e polu
poluição
oluição
09
A importância da água
09
Ciclo hidrológico
11
A água na natureza
12
Usos da água
14
Impurezas encontradas nas águas e indicadores de qualidade
15
Poluição e contaminação das águas
16
Caracterização quantitativa e qualitativa dos esgotos sanitários
17
Caracterização quantitativa dos esgotos sanitários
18
Caracterização qualitativa dos esgotos sanitários
23
Fontes de poluição
poluição das águas
30
Fontes de poluição
30
Tipos de poluentes
32
Parâmetros de qualidade da água
38
Indicadores de qualidade da água
38
Índice de qualidade de água
46
Poluição e autodepuração dos corpos d´água
50
Autodepuração de corpos d´água
50
Eutrofização
Legislação ambiental e padrões de lançamentos de águas residuárias
54
57
Padrões de qualidade das águas superficiais no Brasil
59
Padrão para lançamento de efluentes
61
Padrões de balneabilidade
63
Padrões microbiológicos de esgotos tratados para uso agrícola
64
Controle de poluição: operações, processos, graus e tecnologias de tratamento
69
Operações unitárias
69
Processos e níveis de tratamento
70
Tratamento biológico de esgotos
72
Referências
81
Seqüência de atividades da oficina
84
Água e Poluição
Isabelly Cícera Dias Vasconcelos
Gilson Barbosa Athayde Júnior
Carmem Lúcia Moreira Gadelha
André Bezerra dos Santos
A importância da água
A importância da água reside no fato dela ser essencial ao ser humano, ao desenvolvimento
econômico e à preservação do meio ambiente. No que se refere ao ser humano, estima-se que,
para atender a suas necessidades fisiológicas, uma pessoa precise de 2 a 3 litros de água por
dia, embora o consumo per capita mínimo necessário para manter uma boa saúde seja da
ordem de 100 l/dia. Essa quantidade de água supre, além das necessidades fisiológicas, outros
usos, como higiene e preparação de alimentos.
O consumo per capita de água depende muito da condição sócio-econômica da população.
Quanto mais desenvolvida socialmente ela for, maior será sua busca por qualidade de vida, ou
seja, de bem-estar social e isto implica necessariamente num aumento do consumo per capita
de água.
A saúde pública é igualmente dependente do acesso à água de boa qualidade, já que as
doenças relacionadas com a água atingem no mundo mais de 1 bilhão de pessoas por ano,
levando à morte, aproximadamente, 3 milhões. Esses números poderiam ser facilmente
Fonte: SHIKLOMANOV, 1999.
reduzidos se a população tivesse acesso a um serviço de saneamento adequado.
No que se refere aos aspectos econômicos, a
água serve de insumo para várias atividades,
destacando-se
a
hidrelétrica,
agricultura
20%
irrigada, abastecimento público e produção
industrial. No Brasil, por exemplo, a fonte
hídrica é responsável por mais de 90% da
geração
de
energia
elétrica.
Inúmeros
10%
processos industriais / agrícolas necessitam
direta ou indiretamente de água para a sua
70%
realização (Tabelas 1 e 2). A Figura 1 mostra
a distribuição típica de consumo de água
entre as principais atividades econômicas.
Devido ao crescimento populacional e ao
desenvolvimento econômico verificados nas
últimas décadas, a água tem se tornado um
recurso cada vez mais precioso, escasso e
Agricultura
Indústria
Uso doméstico
Figura 1. Usos típicos dos recursos hídricos no
mundo.
disputado em praticamente todo o mundo.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
9
Além disso, o meio ambiente também é extremamente dependente e vulnerável a alterações
das condições hidrológicas. A água possui um papel importante na manutenção dos
ecossistemas como, por exemplo, nos costeiros e nos pântanos, que são particularmente
vulneráveis, pois alterações hidrológicas podem levar a catástrofes ambientais irrecuperáveis.
Tabela 1. Necessidades hídricas no setor produtivo industrial.
Indústria
Unidade de Produção
Pães e massas
Tonelada
Necessidade hídrica
(m3/unidade
a
de produção)
1,1 – 4,2
Suco frutas cítricas
Tonelada
2–4
Abatedouro
Tonelada (animal vivo)
3–9
Carne em conserva
Tonelada
10 – 20
Manteiga
Tonelada
15 – 30
Sabão
Tonelada
1,0 – 2,1
Beneficiamento de couro
Tonelada de peles
50 – 125
Gasolina
1000 litros
7 – 10
Vidro
Tonelada
68
Laminação de aço
Tonelada
85
Têxtil
Tonelada
1000
Papel
Tonelada
250
Usina de açúcar
Tonelada
75
Fonte: Adaptado de CIRRA (2004).
Tabela 2. Necessidades hídricas no setor produtivo agrícola.
Necessidade hídrica
Cultura agrícola
Unidade de produção
Algodão herbáceo
Tonelada
Alho
Tonelada
1840 – 3310
Arroz
Tonelada
2000 – 3600
b
(m3/unidade de produção)
2930 – 5280
Batata inglesa
Tonelada
410 – 740
Feijão
Tonelada
5830 – 10500
Melancia
Tonelada
350 – 630
Melão
Tonelada
440 – 800
Milho
Tonelada
2750 – 4950
Sorgo
Tonelada
2670 – 4800
Tomate
Tonelada
190 - 345
Fonte: Adaptado de CIRRA (2004).
a
Pode variar conforme o processo produtivo.
b
Estimados para uma evapotranspiração média diária de 5 mm e eficiência de irrigação variando de 50 a 90%.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
10
Ciclo hidrológico
A água circula continuamente na hidrosfera por meio de vários caminhos, constituindo o
chamado ciclo hidrológico. A água evapora dos oceanos e da superfície terrestre, inclusive
proveniente de plantas e animais, e à medida que ascende na atmosfera, resfria-se, condensase e precipita na forma de chuva, neve, granizo ou orvalho. Esse processo depende da
temperatura e da umidade relativa do ar.
A chuva precipitada sobre a superfície terrestre pode ter três destinos: a infiltração, a
evapotranspiração e o escoamento superficial.
A parcela de água infiltrada abastece os
mananciais subterrâneos e pode aflorar na superfície, abastecendo os córregos, ou retornar à
atmosfera através da evapotranspiração ou por meio de captação pelo homem. O escoamento
superficial alimenta os córregos e rios, sendo, posteriormente, evaporado ou desaguado no
mar, de onde evapora novamente para dar continuidade ao ciclo (Figura 2).
Energia solar
Precipitação
Transpiração
infiltração
Evaporação
Escoamento
superficial
Oceano
Rios/Lagos
Escoamento
subterrâneo
Figura 2. Ciclo hidrológico terrestre.
Atualmente, o volume de água retirado da natureza pelo homem é da ordem de 3.500km³ por
ano, constituindo quase o dobro da média de vazão de todos os cursos de água no planeta.
Isso só é possível em decorrência do ciclo hidrológico, o qual renova por cerca de vinte vezes
ao ano a água doce dos corpos hídricos. Em muitas regiões, o ciclo hidrológico tem sofrido
grandes alterações, especialmente nas últimas décadas. Essas alterações resultam das
diferentes formas de interferência humana sobre o ambiente como, por exemplo, a construção
de grandes cidades, a dragagem de extensas áreas alagáveis, a devastação de florestas, a
construção de grandes lagos artificiais, dentre outras. Essas interferências podem vir a alterar a
disponibilidade hídrica para o ser humano tanto em termos quantitativos quanto qualitativos.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
11
A água na natureza
A água é a substância mais abundante na superfície da Terra, o componente principal de todos
os seres vivos e uma grande força que constantemente molda a superfície terrestre.
Evidenciada a importância da água para a vida humana, torna-se necessário verificar a sua
disponibilidade e distribuição espacial.
Estimar a quantidade total de água na Terra nas várias etapas do ciclo hidrológico tem sido um
item de exploração científica desde a segunda metade do século XIX. Dados quantitativos são
escassos, particularmente sobre os oceanos, de modo que as quantidades de água nas várias
fases do ciclo hidrológico ainda não são conhecidas precisamente. A Tabela 3 lista as
quantidades estimadas de água em várias formas na Terra.
Conforme observado, 96,5% de toda água está nos oceanos. Do restante, 1,7% está no gelo
polar, 1,7% nas águas subterrâneas e apenas 0,1% nas águas do sistema superficial e
atmosférico. Apenas 0,006% da água doce está disponível em rios. A água biológica, fixada nos
tecidos de plantas e animais, compreende a 0,003% de toda a água doce, equivalente à metade
do volume contido nos rios. A Tabela 4 apresenta os volumes renováveis existentes em
mananciais hídricos, como rios e lagos no mundo.
Tabela 3. Quantidades estimadas de água na Terra.
Item
Oceanos
Área
Volume
Porcentagem
Porcentagem
(106 km²)
(km³)
da água total
de água fresca
361,3
1.338.000.000
96,5
Fresca
134,8
10.530.000
0,76
Salina
134,8
12.870.000
0,93
Água subterrânea
30,1
Umidade do solo
82,0
16.500
0,0012
0,05
Gelo polar
16,0
24.023.500
1,7
68,6
0,3
340.600
0,025
1,0
Doce
1,2
91.000
0,007
0,26
Salgado
0,8
85.400
0,006
Outro gelo e neve
Lagos
Pântanos
2,7
11.470
0,0008
0,03
Rios
148,8
2.120
0,0002
0,006
Água biológica
510,0
1.120
0,0001
0,003
Água atmosférica
510,0
12.900
0,001
0,04
Água total
510,0
1.385.984.610
100
Água fresca
148,8
35.029.210
2,5
100
Fonte: Chow; Maidment; Mays (1988).
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
12
Tabela 4. Estimativa da disponibilidade de água no mundo.
Região
População
Oferta
Oferta
(mil habitantes)
(km³/ano)
(m³/hab.ano)
África
778.485
3.996
América Central
130.710
1.057
8.084
América do Norte
304.078
5.309
17.458
América do Sul
Brasil
Ásia
Europa
Oceania
Mundo
5.133
331.889
10.081
30.374
165.158
5.745
34.784
3.588.876
13.207
3.680
729.405
6.235
8.547
29.460
1.614
54.795
5.929.840
41.498
6.998
Fonte: Moreira (2001).
Com base na Tabela 4, pode-se concluir que o Brasil possui, relativamente, água em
abundância, o que vem a constituir uma vantagem estratégica em relação a outros países.
Embora o Brasil ainda tenha uma situação privilegiada em relação à quantidade e à qualidade
da água, o seu uso não vem ocorrendo de maneira adequada e responsável. Superexploração,
má distribuição, poluição, desmatamento e desperdício são apenas alguns dos fatores que
indicam o descaso com este precioso recurso. É importante ressaltar que a escassez de água
põe em risco a vida no planeta e pode afetar diversas atividades econômicas, entre elas a
geração de energia elétrica.
Com relação às águas doces superficiais, o Brasil detém 13,8% do total existente no planeta.
Deste percentual, 68,5% está localizada na região Norte, sendo os restantes 31,5%
desigualmente distribuídos no resto do país. Esta última parcela é responsável pelo
abastecimento de 92,3% da população brasileira. A Tabela 5 apresenta os dados de população,
distribuição dos recursos hídricos e disponibilidade hídrica em cada região do Brasil. A Tabela 6
apresenta a população e a disponibilidade hídrica para os estados da região Nordeste, a qual é
a menos privilegiada.
Na Tabela 5, observa-se que as regiões Norte e Centro-Oeste detêm a maior parte dos recursos
hídricos do país. Entretanto, nessas regiões encontram-se as menores parcelas da população
brasileira, ao passo que as regiões Sudeste e Nordeste, onde se concentra a maior parte da
população, apresentam as menores parcelas de recursos hídricos do país e disponibilidade
hídrica abaixo da necessária para abastecimento, que é de 1.700m³/hab.ano (MAIA NETO,
1997). Como se pode observar na Tabela 6, os Estados de Alagoas, Paraíba, Pernambuco, Rio
Grande do Norte e Sergipe apresentam oferta hídrica abaixo da necessária.
Assim, mesmo que relativamente abundante, a água tem distribuição bastante irregular tanto
no planeta quando no Brasil, de modo que seu uso racional é imprescindível à preservação e
conservação deste recurso natural para as gerações futuras.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
13
Tabela 5. Distribuição da população, recursos hídricos e disponibilidade hídrica no Brasil.
Recursos Hídricos Disponibilidade hídrica
Região
População
(%)
Norte
12.919.949
7,6
68,5
494.445
Nordeste
47.676.381
28,1
3,3
3.853
Sudeste
72.262.411
42,6
6,0
4.545
Sul
25.071.211
14,8
6,5
14.824
Centro-Oeste
11.611.491
6,8
15,7
64.273
(%)
(m³/hab.ano)
Fonte: Adaptado de Maia Neto (1997).
Tabela 6. Distribuição da população e disponibilidade hídrica na região Nordeste.
Disponibilidade hídrica
Estado
Estado
População
Alagoas
2.816.172
1.546
Bahia
13.066.910
2.720
Ceará
7.418.476
2.058
Maranhão
5.642.960
14.794
Paraíba
3.439.344
1.320
Pernambuco
7.911.937
1.171
Piauí
2.841.202
8.604
Rio Grande do Norte
2.771.538
1.526
Sergipe
1.781.714
1.431
(m³/hab.ano)
Fonte: Adaptado de Maia Neto (1997).
Usos da água
Os principais usos da água pelo ser humano são: irrigação, abastecimento doméstico,
comercial, industrial e público, geração de energia elétrica, navegação, aqüicultura/pesca,
recreação e preservação da flora e fauna. Existe ainda a prática indesejável de utilização de
corpos aquáticos como receptores de esgotos não tratados, sejam eles de origem doméstica ou
industrial. Alguns dos usos da água citados acima são detalhados a seguir:
a) Irrigação: água utilizada na agricultura. Esse uso representa a maior parcela de água
captada pelo homem.
b) Abastecimento doméstico, comercial, industrial e público
Abastecimento doméstico: água consumida nas habitações, compreendendo as
parcelas destinadas a fins higiênicos, bebida, preparo de alimentos e lavagem em
geral. O consumo de água é função de diversos fatores, a exemplo do clima, do
padrão cultural, da renda, dentre outros.
Abastecimento comercial ou industrial: a água de uso comercial destina-se a bares,
restaurantes, hotéis, postos de gasolina, garagens, entre outros, enquanto que a
água de uso industrial é utilizada como matéria-prima, para lavagem, refrigeração,
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
14
alimentação de caldeiras e processos industriais em geral. Comparada ao uso
doméstico, esta classe representa um consumo significativamente mais elevado.
Abastecimento público: parcela de água destinada à rega de jardins, lavagem de
ruas e passeios, edifícios e sanitários de uso público, alimentação de fontes,
combate a incêndio etc.
c) Recreação e lazer: Trata-se de atividade que apresenta significado social e econômico
cada
vez
maior,
devido
ao
processo
de
urbanização
e
à
incorporação de novos modos de vida. Em relação à recreação,
predominam dois tipos de atividades:
De contato primário: quando o homem entra em contato direto com o meio líquido,
por exemplo, na natação, mergulho, esqui aquático etc.;
De contato secundário: quando não há contato direto com o meio líquido, por
exemplo, em esportes náuticos com o uso de barco a remo, vela ou motor, pesca
esportiva etc.
d) Geração de energia: o aproveitamento da energia hidráulica com conversão em energia
elétrica tornou-se um dos mais intensos usos que se faz desse
recurso, não só no Brasil como no mundo.
Ressalta-se que alguns dos usos da água são consuntivos enquanto outros são não
consuntivos. A Política Nacional de Recursos Hídricos, instituída pela Lei Federal nº.
9.433/1997, preconiza que a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar o uso
múltiplo das águas. Acontece que alguns usos são conflitantes com outros e cabe ao Poder
Público a adoção de medidas para mitigação desses conflitos.
Impurezas encontradas nas águas e indicadores de qualidade
As águas podem ser classificadas de acordo com suas características físicas, químicas e
biológicas, descritas a seguir (VON SPERLING, 2005):
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
15
a) Características físicas: as impurezas físicas estão associadas, em sua maior parte, aos sólidos
presentes na água. Esses sólidos podem se apresentar na forma suspensa, coloidal ou dissolvida,
dependendo do seu tamanho. De maneira geral, são considerados como sólidos dissolvidos aqueles com
diâmetro inferior a 10-3\m, como sólidos coloidais aqueles com diâmetro entre 10-3 e 1\m, e como
sólidos em suspensão aqueles com diâmetro superior a 1\m. Alguns parâmetros físicos indicadores da
qualidade das águas são: cor, turbidez, sólidos, temperatura, sabor e odor.
b) Características químicas: as impurezas químicas podem ser classificadas em matéria orgânica ou
inorgânica. A fração orgânica, quando submetida a uma temperatura de 500 ºC, é volatilizada,
permanecendo apenas a fração inorgânica ou mineral. Alguns parâmetros químicos indicadores da
qualidade das águas são: pH, alcalinidade, dureza, cloretos, ferro, manganês, nitrogênio, fósforo,
fluoretos, oxigênio dissolvido, matéria orgânica, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda
química de oxigênio (DQO), componentes inorgânicos e orgânicos.
c) Características biológicas: com relação à qualidade da água, os microrganismos (bactérias, archaea,
algas, fungos, protozoários, vírus e helmintos) possuem grande relevância em determinados ambientes,
devido à sua atuação nos processos de depuração dos despejos ou à sua associação com doenças
ligadas à água. Alguns parâmetros biológicos indicadores da qualidade das águas são: bactérias do
grupo coliforme e algas.
Os parâmetros que caracterizam a qualidade das águas serão abordados com maiores detalhes
no item “Parâmetros de qualidade da água”.
Poluição e contaminação das águas
De acordo com a etimologia da palavra, poluição significa sujeira (do latim, polluere significa
sujar). No contexto atual, a palavra poluição ganhou importância devido à crise ambiental vivida
pelo planeta e uma definição mais completa e aceita atualmente para poluição é “a degradação
da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou indiretamente prejudiquem a
saúde, a segurança e o bem-estar da população; criem condições adversas sociais e
econômicas; afetem desfavoravelmente a biota; afetem condições estéticas ou sanitárias do
meio ambiente e lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões estabelecidos”
(BRASIL, 1981). Assim, poluição das águas pode ser definida como qualquer adição de matéria
ou energia que altere as características naturais das águas de modo a limitar os usos previstos
para a mesma.
Faz-se ainda necessário a diferenciação entre poluição e contaminação. Quando a poluição de
um determinado recurso hídrico resulta em prejuízos à saúde humana, diz-se que houve
contaminação, sendo contaminação, portanto, um caso particular de poluição. Como exemplo
de poluição hídrica, pode-se citar aquela decorrente do despejo de esgotos nos corpos
aquáticos.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
16
Caracterização quantitativa e qualitativa de esgotos
sanitários
Marc Arpa
Arpad
pad Boncz
Gilson Barbosa Athayde Júnior
André Bezerra dos Santos
Todas as atividades humanas geram resíduos. Entre os resíduos líquidos, têm-se os esgotos
domésticos ou sanitários e os industriais. Os esgotos sanitários são de origem doméstica
(residências), comercial (restaurantes, bares, lojas, hotéis etc.) ou institucional (escolas,
hospitais, prisões, escritórios) e compõem-se essencialmente da água de banho, urina, fezes,
restos de comida e detergentes, sendo esta composição pouco variável. Já os esgotos
industriais têm composição muito diversa, dependendo principalmente do processo gerador do
esgoto.
Independentemente da origem, na maioria das vezes, o esgoto tem o ambiente físico-natural
como destino e é preciso implementar medidas para amenizar o impacto ambiental decorrente,
sendo para isso importante saber a quantidade de esgotos (caracterização quantitativa) a ser
tratada e qual sua composição (caracterização qualitativa).
A quantidade dos esgotos sanitários depende de alguns fatores, como a quantidade de água
fornecida ou consumida pela população, a quantidade de águas de chuva que se junta ao
esgoto, a quantidade de água infiltrada na rede de esgotos etc. As quantidades de água de
chuva e de infiltração dependem muito da pluviometria local, do grau de impermeabilização do
solo e do tipo de material da tubulação da rede de esgoto, dentre outros. No Brasil, onde existe
predominantemente uma estação chuvosa e outra seca, a quantidade de água de chuva não só
varia grandemente em função da época do ano como também da localização.
Por outro lado, o consumo per capita de água é mais constante e previsível, ficando no Brasil
em torno de 130 litros por indivíduo por dia (3,9m3 por indivíduo por mês), muito embora
existam grandes diferenças entre os estados. Além disso, nem toda água consumida se
transforma em esgoto, pois parte é usada, por exemplo, para irrigação de jardins, lavagem de
carros e em piscinas. A quantidade de esgoto gerado a partir de 1m3 de água consumida é
calculada usando o Coeficiente de Retorno. Tal coeficiente situa-se geralmente na faixa de 7080%, ou seja, para cada 1000 litros de água fornecida são lançados, aproximadamente, 700800 litros de esgoto na rede de coleta ou em outros sistemas de tratamento/disposição final.
Assim, para o consumo individual de água de 3,9 m3/mês gera-se 2,7 a 3,1 m3/mês de esgoto,
o que ainda pode ser subdividido em águas negras – referentes à descarga de bacia sanitária
com fezes – e águas cinzas, representando o restante.
Atualmente, somente cerca de 40% dos domicílios no Brasil estão conectados à rede de esgoto.
No âmbito urbano, esta taxa é de cerca de 50%, sendo que somente 31% dos esgotos
domésticos gerados na área urbana são tratados. Outros 21% dos domicílios têm o esgoto
tratado por meio de uma fossa séptica e um sumidouro, para infiltração do esgoto estabilizado.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
17
Os 48% restantes dos esgotos não recebem tratamento. O desafio é dispor no ambiente os
esgotos gerados submetidos a um tratamento adequado, de modo que os mesmos não venham
a prejudicar a saúde humana e a manutenção dos ecossistemas inerentes aos locais onde sejam
dispostos. Qualquer projeto para uma estação de tratamento de esgoto (ETE) deve começar
com uma caracterização quantitativa e qualitativa do esgoto a ser tratado, assunto detalhado
no presente item.
Caracterização quantitativa dos esgotos sanitários
Vazão dos esgotos
A principal característica do esgoto é a sua vazão, que é definida como a quantidade de esgoto
produzido ou transportado em um período de tempo específico. Assim, a vazão (geralmente
denominada “Q”) é definida em unidades de volume por unidade do tempo. Na prática, Q é
definida em litros (L) ou metros cúbicos (m3) para denominar o volume em segundos, minutos,
horas ou dias, a depender da conveniência e precisão da medição para o tempo. A vazão dos
esgotos é o principal parâmetro de dimensionamento de todas as partes componentes do
sistema de esgotamento sanitário.
Quando não é possível efetuar medições de vazão (por exemplo, na fase de planejamento e
dimensionamento de uma rede de esgoto), faz-se necessário uma estimativa, usando, por
exemplo, dados históricos do consumo da água e conhecendo as particularidades do clima e as
características sócio-econômicas e culturais da população. Alguns valores são apresentados na
Tabela 7.
Tabela 7. Produção de esgotos por atividade e usuário.
Atividade / Usuário
Unidade
Esgoto (L
(L/d)
/d)
Ocupantes permanentes
Residência padrão alto
pessoa
160
Residência padrão média
pessoa
130
Residência padrão baixo
pessoa
100
Fábrica
pessoa
70
Escritório
pessoa
50
Escolas
pessoa
50
Bares
pessoa
6
Sanitários públicos
bacia sanitária
480
Ocupantes temporários
Fonte: ABNT (1993).
A vazão de esgoto varia ao longo do dia, no decorrer da semana e do ano. Para descrever essas
variações existem alguns parâmetros, cujos valores são determinados, entre outros, por:
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
18
Tipo de esgoto: no caso de esgoto sanitário, flutuações ocorrem por causa dos hábitos da
população (horas de tomar banho, lavar roupas, dormir, atividades diferentes durante a
semana e fim de semana). No caso de esgoto industrial, o tipo de processo (processo
contínuo versus processo em batelada) e a época do ano afetam diretamente a variabilidade
da vazão.
Sistema de coleta: existem sistemas unitários, drenando esgoto junto às águas de chuvas, e
sistemas separadores, onde a coleta de esgoto a ser tratado é feita em separado da coleta
das águas de chuva. Em sistemas unitários, grandes variações de vazão podem ocorrer por
causa de chuvas e secas. Com isso, o dimensionamento é sempre problemático, pois se
dimensionado para acomodar a vazão máxima (dia de chuva) o sistema fica mais oneroso e
superdimensionado para as épocas de seca. Se o sistema for dimensionado para a vazão
média, a capacidade é muito insuficiente em dias de chuva. Outro problema decorrente de
sistemas unitários é que, em dias chuvosos, a água da chuva dilui muito o esgoto, o que
reduz a eficiência do processo na ETE. Por esses motivos, sistemas separadores são
preferidos e adotados na maior parte das localidades brasileiras. A extensão do sistema de
coleta também afeta a variação da vazão, pois um sistema maior tem mais capacidade de
amortecer as variações de vazão.
Condições climáticas: além da possibilidade da água de chuva entrar no sistema e afetar a
vazão diretamente, condições climáticas também interferem no uso da água pela
população. Por exemplo, em regiões mais quentes o uso de água para tomar banho
aumenta, além de se beber mais água.
Tipo e material das canalizações: canalizações impermeáveis (PVC, ferro fundido) permitem a
entrada de água de infiltração por suas juntas, enquanto canalizações permeáveis
(tubulação de concreto ou alvenaria, por exemplo) permitem infiltração do esgoto no solo
ou infiltração da água na rede coletora, o que afeta a vazão final.
Concepção e quantidade de estações elevatórias: o esgoto é transportado dentro da
canalização por gravidade, o que requer certo declive das tubulações. Se a rede fica
profunda demais é preciso aumentar sua cota, usando estações elevatórias. Elas tendem a
usar chaves de nível para ligar e desligar uma bomba, o que causa, depois da elevatória,
períodos com vazão alta e períodos sem vazão. Especialmente em áreas mais planas, onde
o declive natural é insuficiente para garantir o fluxo do esgoto, a rede conta com mais
elevatórias.
A variação da vazão é caracterizada por três parâmetros: a variação máxima diária, a variação
máxima horária e a variação mínima horária. A variação máxima diária (k1) é o resultado da
divisão da vazão máxima diária registrada no período de um ano pela vazão média diária anual.
Se não existem dados específicos para este valor, a Norma Brasileira NBR-9649 (ABNT, 1986)
indica um valor de 1,2.
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19
Vazão m édia horária
60
vazão média horária registrada no mesmo
50
tado da divisão da vazão mínima horária
pela vazão média horária registrada no
mesmo
dia.
Se
não
existem
dados
específicos para k2 e k3 a Norma Brasileira
NBR-9649 (ABNT, 1986) indica valores de
1,5 e 0,5 respectivamente. As variações de
vazão
podem
ser
mostradas
num
Vazão (L/s)
da divisão da vazão máxima horária pela
dia. A variação mínima horária (k3) é o resul-
Fonte: BARACUHY, 2006.
A variação máxima horária (k2) é o resultado
40
30
20
10
0
0:45
4:45
8:45
12:45
16:45
20:45
Horário
Figura 3. Hidrograma afluente à ETE Mangabeira
(João Pessoa).
hidrograma, o qual consiste na representação gráfica da vazão durante um período específico, como exemplificado na Figura 3, na qual a
variação máxima horária, por volta das 10 horas de manhã, é de (50,98/36,63) = 1,43 e a
variação mínima horária, por volta das 3 horas da manhã, é de (21,35/36,63) = 0,60.
A vazão geralmente é medida com uma calha Parshall, mas existem também outros tipos de
equipamentos para este fim, a serem montados dentro ou fora da tubulação, os quais são
mostrados a seguir.
Fonte: Vertedores, 2008.
Vertedor triangular
triangular
Um dos mais simples equipamentos para
medição da vazão é o vertedor triangular
(Figura 4). Nesse equipamento, a corrente
de água passa por um desnível com um
vértice triangular instalado, cujo ângulo
central é de 90o. A vazão pode ser calculada
através da formula:
Q = 1,42 ⋅ h 2,5
onde Q é a vazão em m3/s e h é a carga
hidráulica sobre o vertedor (distância do
vértice ao nível da água em metros, medido
a montante do vertedor).
Figura 4. Vertedor triangular
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
20
Calha Parshall
variações
específicas
de
largura
Fonte: AGETEC, 2008.
A calha Parshall (Figura 5) é uma calha com
e
profundidade. Em função da velocidade do
líquido que passa por ela, ocorrem variações
no nível do mesmo. Esse nível pode ser
medido com uma régua, mas também de
modo
automatizado.
Assim
como
no
vertedor triangular, existem dois métodos
para essa medição:
Medição ultrasônica: um medidor, fixado
acima do liquido, emite pulsos de ultra-
Figura 5. Calha Parshall
som contra a superfície do líquido em
escoamento e detecta o sinal rebatido. O tempo entre a emissão do pulso e o recebimento
do sinal rebatido fornece o nível do líquido no canal, permitindo o cálculo da vazão. Como o
sensor não está em contato com o esgoto, não é afetado por produtos químicos, graxas,
sólidos em suspensão ou formação de biofilme.
Medição por borbulhamento: o medidor utiliza um pequeno compressor interno para
introduzir, através de um tubo flexível (borbulhador), um fluxo controlado de ar no canal de
escoamento. Através da medição da pressão de ar necessária para introduzir as bolhas no
fluxo, o medidor calcula o nível do líquido no canal. Esse tipo de medição é a melhor opção
para medir a vazão em escoamentos afetados por vento, espuma e turbulências, situação na
qual a medição do nível por ultra-som pode ser prejudicada.
Um desenho esquemático para uma calha Parshall é reproduzido na Figura 6. As dimensões
para calhas de diversas capacidades de vazão são reproduzidas na Tabela 8.
Figura 6. Desenho esquemático de calha Parshall.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
21
Tabela 8. Dimensões padrão para calhas Parshall de diversas capacidades.
W
A
B
C
D
E
F
G
N
K
Vazão (L
(L/s)
cm
cm
cm
cm
cm
cm
cm
cm
cm
cm
Mínima
7,6
46,6
45,7
17,8
25,9
38,1
15,2
30,5
5,7
2,5
0,85
Máxima
53,8
15,2
62,3
61,0
39,4
40,3
61,0
30,5
61,0
11,4
7,6
1,42
110,4
22,9
88,1
86,4
38,1
57,5
76,2
30,5
45,7
11,4
7,6
2,55
251,9
30,5
137,1
134,4
61,0
84,5
91,5
61,0
91,5
22,9
7,6
3,11
455,6
45,7
144,8
142,0
76,2
102,6
91,5
61,0
91,5
22,9
7,6
4,25
696,2
61,0
152,3
149,3
91,5
120,7
91,5
61,0
91,5
22,9
7,6
11,89
936,7
91,5
167,5
164,2
122,0
157,2
91,5
61,0
91,5
22,9
7,6
17,26
1426,3
122,0
182,8
179,2
152,5
193,8
91,5
61,0
91,5
22,9
7,6
36,79
1921,5
152,5
198,0
194,1
183,0
230,3
91,5
61,0
91,5
22,9
7,6
45,30
2422,0
183,0
213,3
209,1
213,5
266,7
91,5
61,0
91,5
22,9
7,6
73,60
2929,0
213,5
228,6
224,0
244,0
303,0
91,5
61,0
91,5
22,9
7,6
84,95
3440,0
244,0
244,0
239,1
274,5
340,0
91,5
61,0
91,5
22,9
7,6
99,10
3950,0
Fonte: AZEVEDO NETTO e OUTROS (1998).
Medição de vazão à base do efeito Doppler
A vazão de um líquido dentro de uma tubulação fechada pode ser medida com sensores fora
desta tubulação usando o efeito Doppler. Um som de alta freqüência é emitido e um microfone
detecta o eco (reflexo) do mesmo. A pequena mudança da freqüência do reflexo recebido indica
a velocidade de qualquer objeto dentro da tubulação, que refletiu o som. Essa velocidade deve
ser igual à velocidade do líquido. Os “objetos” podem ser bem pequenos; dimensões acima de
alguns micrômetros já são suficiente, o que permite esse tipo de medição de vazão em
qualquer solução que contenha material suspenso ou bolhas de ar. Como o sistema só funciona
se existirem objetos dentro do líquido, a vazão de água limpa não pode ser medida com esta
técnica.
Vazão de infiltração
Dependendo da execução da tubulação da rede de esgoto, água infiltra na rede, especialmente
em partes porosas da tubulação, poços de inspeção e conexões. Esta água de infiltração pode
ter uma vazão significante, especialmente se a maior parte da rede de coleta for construída
usando materiais permeáveis e/ou se o nível do lençol freático estiver acima da rede coletora. A
vazão de infiltração geralmente varia entre 0,05 l/s e 1,0 l/s por quilômetro de rede de esgoto
construída, dependendo das condições.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
22
Caracterização qualitativa dos esgotos sanitários
Os esgotos sanitários contêm, aproximadamente, 99,9% de água e apenas 0,1% de
componentes sólidos, os quais podem ser divididos em poluentes orgânicos, inorgânicos e
microbianos.
Boa parte dos poluentes orgânicos é biodegradável, o que quer dizer que microrganismos são
capazes de transformá-los em componentes como CO2 e água. Assim que os poluentes são
degradados pelas bactérias, oxigênio é consumido. Se um esgoto bruto é lançado num rio ou
córrego, o supracitado processo ocorrerá, com a conseqüente redução da concentração de
oxigênio dissolvido. Essa redução pode ser suficiente para causar a morte de peixes e, em
alguns casos, quando a redução é tamanha para se estabelecerem condições anaeróbias, há a
emanação de maus odores.
Os poluentes inorgânicos podem causar problemas de formação de lodo e assoreamento, e
também, em caso de minerais e nutrientes, como nitrato e fosfato, um crescimento excessivo
de algas no corpo receptor (eutrofização). Isso pode causar grandes variações no nível de
oxigênio, com a água se tornando anaeróbia durante a noite, junto a grandes variações do pH.
Adicionalmente, as algas ainda podem produzir componentes tóxicos e causar aparência
desagradável no corpo d’água.
A poluição microbiológica pode comprometer a saúde pública, especialmente se o corpo
receptor é usado para abastecimento humano, irrigação de culturas agrícolas ou para
recreação.
A caracterização qualitativa dos esgotos visa quantificar os diversos parâmetros associados aos
poluentes presentes no esgoto, sendo discutidos nas seções a seguir os principais parâmetros
físicos, químicos e biológicos de qualidade de água.
Características físicas
A primeira categoria a ser abordada é relativa aos parâmetros físicos, como teor de sólidos,
temperatura, cor e turbidez. Tais parâmetros caracterizam o esgoto em si, enquanto os
parâmetros químicos, como pH, nitrato, fosfato, DBO e DQO, e os parâmetros biológicos, como
quantidade de microrganismos patogênicos, caracterizam os poluentes contidos no esgoto.
Para esgotos sanitários, ao contrário do que ocorre para esgotos industriais, estes parâmetros
normalmente têm valores previsíveis, dependendo do clima, costumes locais e da rede de
coleta de esgoto. As mais importantes características físicas do esgoto sanitário são:
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
23
Sólidos
A concentração dos sólidos é medida como massa de sólidos por unidade de volume do esgoto,
sendo os valores expressos em g/L ou mg/L. As principais frações dos sólidos presentes nos
esgotos são:
Sólidos totais (ST): todos os materiais presentes no esgoto determinados por evaporação de
uma amostra de volume conhecido a 103 °C e pesagem do resíduo. Em geral, esgoto sanitário
contém entre 370mg/L (esgoto fraco) e 1150mg/L (esgoto forte) de ST.
Sólidos suspensos totais (SST): todos os materiais presentes no esgoto retidos num filtro com
tamanho de poro definido, após secagem do resíduo a 103°C.
diferença entre ST e SST, sendo os
Fonte: Adaptado de Metcalf & Eddy, 2003.
Sólidos dissolvidos totais (SDT): a
24%
sólidos coloidais e os componentes
41%
orgânicos e inorgânicos dissolvidos.
8%
Desses três parâmetros, a parte fixa
27%
é o que resta após submeter a
amostra a uma temperatura elevada
SSV
(500 °C), sendo a parte volátil a
SSF
SDV
SDF
diferença de peso da amostra antes e
após a calcinação. As quantidades
Figura 7. Distribuição de SSV, SSF, SDV e SDF nos sólidos
relativas destes tipos de sólidos para
totais de um esgoto bruto típico.
esgoto sanitário são apresentadas na
Figura 7.
Sólidos sedimentáveis: Como mais de 30% dos poluentes está presente em forma de sólidos
suspensos, a retirada destes sólidos, por meio de precipitação ou sedimentação, é um
importante e eficiente passo para iniciar o tratamento dos esgotos. Um teste rápido para
Fonte: LABORANA, 2008.
determinação de sólidos separáveis no esgoto por sedimentação é feito com o cone “Imhoff”.
No teste, um volume de esgoto é colocado num
cone com graduação (Figura 8). Depois de um
tempo
específico
de
repouso
(geralmente
30
minutos), a quantidade de sólidos sedimentados é
determinada pela leitura do volume ocupado pelos
sólidos na escala do cone. O valor dos sólidos
sedimentáveis é expresso em volume de sólidos
(mL) por volume de amostra (L), o qual indica a
quantidade de sólidos que pode ser removida num
tanque de sedimentação e é afetado, entre outros
fatores, pelo tamanho médio e pela carga superficial
das partículas, e pelo uso de agentes coagulantes e
floculantes.
Figura 8. Cone "Imhoff"
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
24
Temperatura
A temperatura do esgoto, geralmente expressa em graus Celsius, depende principalmente das
condições climatológicas. No Brasil, a temperatura do esgoto comumente varia entre 18°C e
25°C, dependendo da época do ano e da região, sendo essas variações muito menores que as
da temperatura do ar. Para o tratamento biológico de esgotos, o ideal é que a temperatura
esteja entre 25 e 35ºC, sendo que em temperaturas abaixo de 10ºC o tratamento fica
comprometido. A aplicação de tratamento anaeróbio é pouco eficiente se a temperatura média
for menor que 20°C.
Turbidez
A turbidez do esgoto é causada por sólidos
suspensos – tais como partículas insolúveis do
solo,
matéria
orgânica
e
organismos
microscópicos – que refletem a luz incidente na
solução. A turbidez pode ser quantificada com
um aparelho chamado de turbidímetro, sendo
expressa
em
Unidades
Nefelométricas
de
Turbidez (UNT). A UNT é uma unidade relativa; a
turbidez de alguma amostra é relacionada à
turbidez de uma suspensão padrão: 1mg/L de
SiO2 produz uma turbidez de 1 UNT.
O turbidímetro é um aparelho simples, que
Figura 9. Princípio de funcionamento de um
possui uma fonte de iluminação e um foto-
turbidímetro (nefelométrico).
sensor, detectando a intensidade de luz a 90°,
perpendicular à faixa de luz. A lâmpada ilumina a amostra e o detector indica a quantidade de
luz refletida pelas partículas suspensas (Figura 9).
Quanto mais intenso o reflexo, maior a turbidez. A turbidez não tem relação direta com a
concentração de poluentes, mas pode ser indicativa da concentração dos sólidos suspensos.
Assim, a turbidez é usada principalmente como parâmetro de controle, para verificar a
eficiência de remoção de sólidos em suspensão na ETE.
Características químicas
A matéria orgânica presente no esgoto, a qual representa, aproximadamente, metade dos
sólidos totais, é um dos fatores principais que determina o potencial poluidor do esgoto. A
matéria orgânica é composta dos elementos carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, como
proteínas, carboidratos, gorduras, óleos, uréia, surfactantes e pesticidas.
Durante o transporte do esgoto através da rede, microrganismos já transformam parte da
matéria orgânica em produtos degradados como amônia (NH3), ácidos graxos voláteis (AGV) e
sulfeto (H2S), os quais conferem o cheiro típico de esgoto e um pH mais baixo. Posteriormente,
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
25
os microrganismos convertem a matéria orgânica biodegradável em componentes inorgânicos,
tais como CO2, NO3- e água, ao mesmo tempo usando a energia liberada nestas conversões
para sua manutenção e crescimento. Esse processo ocorre durante o transporte do esgoto,
durante o tratamento numa ETE e também pode ocorrer no meio ambiente. Caso um esgoto
seja insuficientemente tratado e lançado em um corpo hídrico, a conversão da matéria
orgânica, pelos microrganismos, em substâncias mais estáveis quimicamente acontece usando
o oxigênio dissolvido na água. Assim, o lançamento de esgotos com cargas elevadas de matéria
orgânica é capaz de consumir o oxigênio da água, com um subseqüente dano às comunidades
aquáticas existentes naquele corpo de água.
Além de matéria orgânica, esgotos também contêm componentes inorgânicos, como amônia,
nitrato (NO3-) e fosfato (PO43-), chamados de nutrientes, os quais representam um dos
requisitos ambientais para o crescimento de microrganismos, algas e plantas.
DBO
Um outro parâmetro indicativo da quantidade de matéria orgânica presente no esgoto é a
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO). Ela mede a quantidade de oxigênio necessária para a
biodegradação dos componentes orgânicos presente no esgoto. A análise de DBO é feita
usando microrganismos, quer naturalmente presentes ou adicionados a uma amostra diluída de
esgoto. As bactérias usam a matéria orgânica presente na amostra do esgoto como fonte de
energia e a convertem em CO2, H2O, NO3- e outros resíduos inorgânicos. O teste é feito em
frascos fechados, mantidos à temperatura constante de 20ºC, sem ar em cima da solução. A
concentração de oxigênio dissolvido na amostra é determinada antes e depois da análise, cuja
diferença é a quantidade de oxigênio usada pelas bactérias, o que permite o cálculo da DBO.
Como sempre há componentes não biodegradáveis no esgoto e as bactérias não tem como usar
oxigênio além daquele determinado pela estequiometria da reação, a DBO é sempre mais baixa
do que a DQO da mesma amostra. Para esgoto sanitário, a razão DQO/DBO geralmente está em
torno de 2. No Brasil, a DBO em esgotos varia entre 150mg/L e 600mg/L, dependendo do uso
da água, sendo um valor médio de 350mg/L.
Complicações com o teste de DBO são a baixa reprodutibilidade (erros de 10-15% são comuns),
a longa duração (o teste mais comum, a DBO5, necessita de um período de 5 dias de incubação)
e, especialmente no caso de esgotos industriais, o fato de que componentes tóxicos podem
desativar as bactérias e, assim, causarem um resultado não representativo do teor de material
biodegradável.
DQO
Um dos principais parâmetros para se caracterizar o esgoto é a chamada Demanda Química de
Oxigênio (DQO). A DQO, sempre citada em miligramas de oxigênio por litro, é uma medida da
quantidade de oxigênio necessário para a estabilização da matéria orgânica por via química e
funciona como um indicador da “concentração” do esgoto. Considerando-se como exemplo a
oxidação da uréia, constituinte da urina:
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26
CH4N2O + 4O2 → CO2 + H2O + 2HNO3
(2.1)
Para a oxidação de 60g de uréia (1 mol de CH4N2O) são usados 128g de oxigênio (4O2) , o que
corresponde a um uso de (128/60) = 2,13g O2/g uréia. A DQO (teórica) de uma solução de
1,00g uréia/L então é de 2,13g/L. A DQO geralmente é determinada através da oxidação de
uma amostra de volume conhecido com um oxidante químico forte, sob aquecimento, e
determinação da quantidade do oxidante químico usado. O método mais popular é o que usa
dicromato de potássio como oxidante, mas também existe o método que utiliza permanganato
de potássio. Em ambos os casos, a quantidade do oxidante consumido é convertida em
quantidade equivalente de oxigênio. Como o dicromato de potássio é um oxidante mais forte, o
resultado obtido com este oxidante chega mais perto do valor teórico do que o resultado
obtido usando permanganato de potássio.
A DQO de um esgoto é um parâmetro bastante variável. Em lugares com escassez de água ou
onde há um uso mais consciente de água, a DQO geralmente é mais alta do que em lugares
onde este recurso natural é abundante. No Brasil, a DQO de esgoto geralmente se situa na faixa
de 200mg/L a 1000mg/L, com valor médio de 700mg/L. A DQO do esgoto ainda pode mudar
com o tempo, por causa de tendências sociais e econômicas.
pH
O pH é um parâmetro que indica o caráter ácido-básico de uma solução, sendo medido
normalmente por meio de um eletrodo específico. Água neutra tem pH igual a 7,0, enquanto
soluções mais ácidas têm pH mais baixo e soluções mais alcalinas tem pH mais alto. Para
esgotos sanitários brutos, o pH é um parâmetro pouco importante, já que geralmente está na
faixa de 7,4 até 6,7 (neutro), sendo que quanto mais velho o esgoto, mais baixo o pH. Por
causa da capacidade tampão do esgoto, o pH do mesmo é pouco susceptível a grandes
alterações.
É um parâmetro importante para monitorar os processos de tratamento do esgoto. Se o esgoto
afluente se torna muito ácido ou muito alcalino pode ser necessário ajustar o pH, pois a maioria
dos processos de tratamento de esgoto é biológica, e especialmente processos anaeróbios e de
nitrificação são pouco resistentes a condições muito ácidas ou alcalinas.
Nitrogênio
Os esgotos domésticos contêm nitrogênio orgânico e inorgânico, presentes em várias formas.
O nitrogênio orgânico é a quantidade de nitrogênio embutido na matéria orgânica,
principalmente em proteínas. O nitrogênio inorgânico é a fração restante, sendo a soma das
concentrações de amônia (NH3), nitrito (NO2-) e nitrato (NO3-).
Para determinação das formas inorgânicas (amônia, nitrito e nitrato) existem análises
específicas, em que normalmente se determina o nitrogênio orgânico por meio do teste do
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27
“Nitrogênio-Kjeldahl” (NKj). Existe também a análise do “Nitrogênio-Kjeldahl Total” (NKjT), que
inclui o nitrogênio orgânico e o nitrogênio amoniacal.
Como o nitrito é um intermediário redutivo e rapidamente oxidado para nitrato, geralmente a
sua concentração é baixa (< 1mg/L). O nitrato é formado no esgoto por ação de
microrganismos e por oxidação química da amônia. Quanto mais velho um esgoto, mais alto o
teor de nitrato e mais baixo o teor de nitrogênio orgânico. A razão DQO/NKjT é de
aproximadamente 20, podendo variar entre 10 e 30.
Fosfato
Assim como o nitrato, o fosfato é um componente presente no esgoto por causa da degradação
biológica de proteínas, além de estar presente na composição de muitos detergentes por se
associar a metais como cálcio e magnésio, que em forma livre diminuem a formação de
espuma.
O fósforo, assim como o nitrogênio, é um importante nutriente dos processos aeróbios, nos
quais uma relação DBO:N:P de 100:5:1 é considerada ótima. A remoção do fosfato presente no
esgoto é bastante difícil com os processos de tratamento de esgotos comumente empregados.
Como o fosfato é um nutriente causador de eutrofização, o seu uso na composição de
detergentes já é proibido em muitos países.
Características biológicas
Não existe esgoto sanitário sem microrganismos. A maioria deles não traz malefícios à saúde
humana, mas alguns são capazes de causar doenças – os chamados patogênicos. Incluídos
nessa categoria, embora não sejam estritamente microrganismos, estão os vírus. Por questões
de proteção da saúde pública, deve ser evitado o lançamento de microrganismos patogênicos
com efluente tratado, especialmente em águas usadas para abastecimento humano, irrigação
de culturas agrícolas ou recreação. A análise de microrganismos visa quantificar o número de
patogênicos na amostra.
Como existem muitos patógenos, é inviável analisar a presença de cada um. Assim, sua
presença é estimada usando alguns microrganismos indicadores, como os coliformes totais e
os coliformes termotolerantes, Escherichia coli, helmintos e protozoários.
Cada ser humano, saudável ou doente, normalmente lança bilhões de bactérias coliformes,
presentes nos intestinos, por dia no esgoto. Assim, a presença de coliformes é um parâmetro
usado para identificar se uma amostra foi contaminada com fezes, associado a ter um risco
elevado de conter patogênicos. A quantidade de E. coli, uma bactéria inerente ao trato
intestinal do ser humano, é usada para identificar qual parte dos microrganismos encontrados
pode ser de origem humana.
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28
Como o número de microrganismos pode variar muito, os testes usam princípios estatísticos
para chegar ao número mais provável (NMP) de microrganismos presentes na amostra.
Um esquema simples mostrando o
princípio
para
quantificar
um
número
mais
provável
de
microrganismos
é
ilustrado
1 ml
1 ml
1 ml
1 ml
1 ml
na
Figura 10. Como primeira etapa,
9 ml
9 ml
9 ml
9 ml
9 ml
10 -1
10 -2
10-3
10-4
10 -5
. . .
.
. . . .
.
. . . ..
. . . .
. .
uma série de diluições é preparada.
Meios de cultura que permitem o
crescimento de um tipo específico
de bactéria e que impedem, por
causa da presença de antibióticos
específicos,
o
crescimento
de
contar impossivel
200 .10-4
20 .10-5
outros grupos de bactérias, são
Figura 10. Diluições para estimação do NMP depois
inoculados com uma quantidade de
incubação.
amostra e incubados à temperatura
desejada.
Após certo tempo de crescimento, os microrganismos são contados ou, alternativamente, o
número de unidades em que a presença do microorganismo foi detectada é contado. A
contagem de microrganismos é feita principalmente no esgoto tratado, para verificar se a
qualidade é adequada para o lançamento da água do corpo receptor. Se o tratamento aplicado
na ETE não consegue baixar a concentração de patogênicos para níveis aceitáveis, é necessária
a aplicação de uma técnica de desinfecção, como cloração, ozonização ou irradiação com luz
UV.
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29
Fontes de poluição das águas
Paula Loureiro Paulo
Gilson Barbosa Athayde Júnior
Júnior
Os corpos d’água são os maiores receptores de uma extensa gama de resíduos produzidos pelo
homem. Tais resíduos podem ser conduzidos diretamente pelo lançamento de esgotos
domésticos ou industriais ou ainda ser carreados ao longo da superfície pelas águas de chuva.
Nesse último caso, além de componentes do solo, também são levados aos corpos hídricos
resíduos sólidos domésticos e industriais, agrotóxicos e pesticidas. Em algumas situações,
dependendo da poluição atmosférica da região, pode ocorrer a deposição de partículas
poluentes no solo e nos corpos d’água. Há que se considerar também a poluição das águas por
causas naturais.
A poluição das águas é um problema global que não respeita fronteiras. Nos países em
desenvolvimento, resíduos humanos, de animais e resíduos tóxicos de atividades agrícolas são
os maiores poluidores. Em países desenvolvidos, a principal causa da poluição são os resíduos
industriais, como metais pesados e matéria orgânica. O nível da poluição das águas tende a
crescer não somente com o grau de industrialização, mas também com o aumento da
densidade populacional.
A forma através da qual os poluentes atingem um corpo aquático pode ser pontual ou difusa. A
poluição pontual ocorre quando os poluentes são lançados no corpo aquático de forma
concentrada, como no caso de tubulações que despejam esgotos domésticos ou industriais. A
poluição difusa ocorre quando os poluentes atingem o corpo receptor ao longo de uma certa
extensão, como no caso da poluição associada à drenagem de águas pluviais e aos
escoamentos provenientes de campos agrícolas. As fontes de poluição pontuais são de mais
fácil controle que as difusas.
Fontes de poluição
As principais fontes de poluição podem ser classificadas em:
fontes naturais;
contribuição de áreas agrícolas;
contribuição de águas
servidas
urbanas (incluindo
esgoto doméstico e efluentes
industriais);
causas diversas.
Essas fontes de poluição se apresentam com maior ou menor incidência de acordo com
características locais, incluindo geografia, topografia, uso e ocupação do solo, cultura local,
condições sócio-econômicas e recursos tecnológicos para controle da poluição.
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Fontes naturais de poluição
As principais fontes naturais de poluição são as seguintes:
Decomposição de vegetais: produtos resultantes da dissolução ou lixiviação da vegetação em
contato com a água costumam exercer forte demanda de oxigênio e causar à água uma elevada
intensidade de cor.
Salinização: causada pela evaporação muito intensa em lagos e lagoas, em climas tropicais,
áridos ou semi-áridos, tendo como consequência a concentração progressiva de sais nesses
mananciais. Os processos continuados de evapotranspiração do solo ou de sedimentos aluviais
em climas desérticos, ou ainda de solos irrigados em regiões semi-áridas, promovem a
concentração salina desses sólidos.
Minerais dissolvidos: as águas subterrâneas, ao escoarem até o ponto de afloramento ou
captação, podem apresentar concentrações excessivas de minerais dissolvidos, alguns
causando simplesmente dureza ou alguma toxicidade ao corpo d’água, por exemplo.
Floração aquática: a floração de organismos aquáticos pode ocorrer como um fenômeno natural
em lagos e rios, podendo ser acelerada após a contribuição da atividade humana.
Escoamento superficial e erosão do solo: o escoamento superficial, natural, contribui como uma
parcela de poluição por descarga sólida, originada pela erosão do solo. À medida que a
vegetação protetora do solo é removida, torna-se maior o escoamento superficial e o arraste de
areia, argila, silte e matéria sólida em suspensão.
Contribuição de áreas agrícolas
A poluição gerada em áreas agrícolas é proveniente de resíduos sólidos e líquidos, incluindo
enxurrada carreando pesticidas e fertilizantes, partículas de solo arado, fezes e carcaças de
animais, resíduos de safras e detritos diversos.
Contribuição de águas servidas urbanas
O processo de urbanização desordenada vem causando uma série de mudanças no meio
ambiente, na qualidade de vida da população e na qualidade das águas superficiais e
subterrâneas, cujos principais problemas são:
contaminação dos mananciais superficiais e subterrâneos com disposição inadequada de
efluentes urbanos sem tratamento (esgoto sanitário, por exemplo), águas pluviais
contaminadas e a disposição final de resíduos sólidos de forma inadequada;
inundações de áreas devidas à urbanização;
erosão e sedimentação dos cursos d’água, gerando áreas degradadas;
ocupação de áreas ribeirinhas, com riscos de inundações, e de grandes áreas de alta
declividade sujeitas a deslizamentos durante período chuvoso.
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31
As águas servidas urbanas contribuem, principalmente, por meio dos despejos dos esgotos
domésticos, industriais e águas pluviais. Os dois primeiros tipos de poluição se caracterizam
como fontes pontuais, localizadas e bem identificadas, responsáveis por significativa depleção
do oxigênio nos cursos d’água, além da contribuição de sólidos, organismos patogênicos e
nutrientes. No caso dos esgotos industriais, ainda pode ocorrer a contribuição de metais e
outros poluentes.
Nas localidades que não dispõem de rede de esgotamento sanitário existe a prática do
lançamento dos esgotos domésticos na rede de drenagem urbana, que contribuem de forma
não pontual para a poluição dos corpos d’águas e, por constituírem uma carga adicional
importante, podem representar um impacto significativo sobre o meio ambiente. Ressalta-se,
também, as águas pluviais que drenam áreas carentes, onde a limpeza pública e a coleta de
lixo não são regularmente praticadas.
Poluição por causas diversas
Outras causas de poluição podem ser destacadas, como as áreas de mineração, de influência de
aterros sanitários e reservatórios de acumulação. No caso das áreas de mineração, em atividade
ou não, a percolação das águas no solo contribui com carga significativa de ácidos e metais,
entre outros. Já nas áreas de influência de aterros sanitários, pode ocorrer uma poluição
tipicamente orgânica, no caso de resíduos domésticos, e tipicamente tóxica, no caso de
resíduos industriais. Esse tipo de poluição pode comprometer os mananciais – sejam eles
superficiais ou subterrâneos – por longos períodos. A construção de reservatórios para
quaisquer finalidades, como geração de energia, abastecimento de água, entre outros, pode
produzir uma deterioração na qualidade da água. Podem ocorrer fenômenos de floração de
algas, eutrofização, acúmulo de descargas sólidas e anaerobiose da camada de fundo do
reservatório. Fenômenos como esses já podem ser observados em reservatórios de usinas
hidrelétricas e para abastecimento humano.
Tipos de poluentes
O Quadro 1 apresenta os principais tipos de poluentes que podem afetar a qualidade das águas
em termos de danos à biota aquática e a seus usuários, com consequências de ordem sanitária,
ambiental e econômica.
As conseqüências de ordem sanitária estão associadas à disseminação de doenças relacionadas
com a água. As econômicas são ligadas ao maior custo de tratamento para a água captada e
maiores despesas com o tratamento de doenças. Entre as consequências ambientais,
destacam-se as alterações físicas, químicas e biológicas da água, como resumido a seguir:
alterações das características físicas: cor, turbidez, deposição de materiais no leito dos
corpos d’água, temperatura, viscosidade, tensão superficial;
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32
alterações das características químicas: compostos tóxicos, pesticidas, detergentes,
salinização, substâncias radioativas, pH, excesso de nutrientes (eutrofização), consumo de
oxigênio;
alterações das características biológicas: presença de microrganismos patogênicos,
vegetação, larvas de inseto.
Quadro 1. Tipos de poluentes e seus principais efeitos.
Poluente
Maiores fontes
Efeitos
Sólidos em
Esgoto doméstico, esgoto industrial,
Problemas estéticos, aumento da turbidez,
suspensão
águas pluviais.
deposição de lodo no fundo do corpo aquático,
adsorção de poluentes, proteção de organismos
patogênicos.
Matéria orgânica
Esgoto doméstico, escoamento
Consumo do oxigênio presente na água; prejuízo da
biodegradável
superficial (carreando resíduos de
flora e da fauna; a decomposição anaeróbia que se
agricultura e pecuária), alguns efluentes
inicia causa a produção de gases mal-cheirosos e
de agroindústrias etc.
ausência de vida aquática.
Esgoto doméstico, incluindo fosfatos
Florescimento de algas (eutrofização dos cursos
presentes em detergentes, resíduos de
d’água), alta produção e morte de vegetação,
agricultura e pecuária, especialmente
depleção de oxigênio, contaminação da água
nitratos usados como fertilizantes.
subterrânea (nitrato).
Chuva ácida, águas drenadas de
Acidificação das águas naturais, queda aguda das
mineração.
espécies, morte de peixes, aumento do nível de
Nutrientes
Ácidos
metais tóxicos na água (ex. alumínio).
Metais pesados
Mineração, indústrias, emissão de
Bio-aumento de metais tóxicos em cada estágio
chumbo pelos escapamentos de
sucessivo da cadeia alimentar, com ameaça aos
veículos.
consumidores, inclusive humanos; redução da
capacidade de autodepuração das águas;
contaminação da água subterrânea.
Sólidos
Esgotos industriais
inorgânicos
Contribuição para a salinidade da água,
comprometendo alguns de seus usos.
dissolvidos
Óleos e matérias
Extração de petróleo; vazamentos de
Contaminação do ambiente aquático, aumento da
flutuantes (sólidos)
tanques de óleo, disposição de resíduos,
turbidez, formação de escuma, morte de pássaros e
esgoto doméstico e industrial, drenagem
mamíferos etc.
pluvial.
Organoclorados
Aplicação direta, resíduos de agricultura,
Bio-aumento; risco para carnívoros, com efeitos na
esgoto doméstico, incineração,
saúde humana.
disposição de resíduos em aterros.
Microrganismos
Esgotos domésticos, esgotos
patogênicos
hospitalares, águas pluviais.
Sais
Causa natural, efluente de
Transmissão de doenças infecciosas.
Alterações na tensão osmótica e na condutividade
dessalinizadores, outras contribuições.
elétrica, prejuízo a certos usos da água.
Detergentes
Esgotos domésticos e industriais.
Redução na tensão superficial, sabor, formação de
Radiação
80% de fontes naturais, 20% de testes de
Lesão de tecidos em vários graus e risco de morte
armas nucleares, radiografias médicas,
dependendo da exposição.
espuma e toxicidade.
energia nuclear, indústrias etc.
Despejos
Água de resfriamento das indústrias,
Redução da concentração de gases dissolvidos,
aquecidos
principalmente geradoras de energia.
inclusive oxigênio; aumento da atividade química e
biológica; migração ou morte de peixes por
sufocação; interrupção no ciclo reprodutivo de
peixes e outros organismos aquáticos.
Fonte: Adaptado de JACKSON E JACKSON, 2001; MOTA, 1995; VON SPERLING 2005.
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33
Matéria
Matéria orgânica
A liberação de grandes quantidades de matéria orgânica nos cursos d’água, principalmente
provenientes de esgotos domésticos, geralmente tem efeitos desastrosos na flora e fauna
natural. Outras fontes de contribuição incluem as águas de escoamento superficial de áreas
urbanas, agricultura, pecuária e algumas indústrias. A recente intensificação da produção de
animais confinados, com um grande número deles sendo criados em uma pequena área, tem
exacerbado o problema da poluição proveniente de resíduos animais.
A presença de oxigênio dissolvido (OD) no corpo d’água é fundamental para a manutenção da
vida aquática. De forma geral, os rios requerem, para o desenvolvimento de peixes de melhor
qualidade, uma concentração mínima de 4mg/l de oxigênio dissolvido. Os rios são os
principais receptores de efluentes orgânicos, embora alguns resíduos sejam lançados em lagos
ou
no
mar,
via
emissários
submarinos.
Os
processos
da
decomposição
biológica,
transformando os poluentes orgânicos em compostos mais simples, matéria estabilizada
inorgânica e gases, ocorrem às custas da depleção do oxigênio dissolvido no corpo d’água,
chegando eventualmente a condições de anaerobiose e perda de vida aquática.
Nutrientes
A produtividade da vida aquática primária é geralmente limitada pela disponibilidade de
nutrientes para as plantas. Em lagos e rios, o nutriente limitante é geralmente o fósforo,
enquanto em estuários é o nitrogênio. Além desses nutrientes, os organismos necessitam de
outros elementos em variadas concentrações, como carbono, oxigênio, hidrogênio e enxofre.
Quando pequenas concentrações de nutrientes são introduzidas em ecossistemas aquáticos,
onde eles geralmente são limitados, a produção primária é estimulada. Dessa forma, problemas
sérios de eutrofização podem ocorrer, devido à superprodução de algas. Um exemplo típico é o
despejo de esgoto doméstico sem tratamento em lagos ou reservatórios. Neste caso, o fósforo,
em abundância, vai eliminar o fator limitante, causando a eutrofização, com consequências de
natureza estética e ambiental. Os esgotos domésticos e as áreas agrícolas contém altas
concentrações de fósforo e nitrogênio. A maior parte do fosfato presente nos esgotos
domésticos vem dos sabões em pó utilizados hoje em dia. As práticas de agricultura, como o
uso de fertilizantes contendo fosfato e nitrogênio, a aplicação de esterco em áreas
agriculturáveis e a criação de animais em confinamento têm resultado em um aumento
significativo desses nutrientes que alcançam os cursos d’água através da drenagem de águas
pluviais e erosão. Algumas indústrias também possuem efluentes com altas concentrações de
fosfato, como por exemplo, a indústria têxtil. Já no caso do nitrogênio, a indústria de derivados
de carnes se destaca. A correção dessas situações é realizada através de tratamento terciário do
esgoto doméstico ou industrial, projetado para a remoção de nitrogênio e/ou fósforo.
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34
Metais pesados
Os metais tóxicos que poluem os corpos d’água se originam de uma variedade de fontes
antropogênicas, da mineração até indústrias associadas a estas. Dentre esses metais estão o
mercúrio, chumbo, cádmio, zinco e o estanho. A toxicidade desses elementos metálicos
depende de sua forma química (especiação), sendo que, em certos casos, os metais podem ser
absorvidos diretamente da água pelos organismos aquáticos. Assim, os elementos metálicos
podem se tornar progressivamente mais concentrados em cada nível sucessivo da cadeia
alimentar, representando um risco à saúde humana, que está no topo dessa cadeia. Também
existe o risco do consumo de água contaminada, que sempre deve ter a qualidade monitorada.
Óleos e materiais sólidos flutuantes
A poluição pela presença de óleo se dá principalmente da extração de petróleo, sendo o
ambiente marinho o mais prejudicado pela prática de extração, além do derramamento e
operação dos tanques. O petróleo bruto é uma mistura complexa de milhares de diferentes
moléculas
orgânicas, principalmente
hidrocarbonetos.
Outras
fontes
de poluição
que
contribuem com óleo são efluentes industriais, esgoto doméstico e águas de drenagem urbana.
Os postos de combustíveis têm uma contribuição significativa na carga de óleo presente nas
águas pluviais. A melhor maneira de eliminar o problema de poluição por óleos é através da
prevenção, em que várias práticas poderiam ser melhoradas para atenuar ou mesmo eliminar
os riscos de incidentes.
A presença de sólidos nos corpos d’água pode causar uma série de problemas ambientais,
sendo as principais fontes de contribuição os despejos de efluentes industriais, esgoto
doméstico e águas de drenagem urbana. Alguns dos principais efeitos poluentes dos sólidos
nos corpos d’água são: formação de escuma superficial, que impede a penetração da luz e a
transferência de oxigênio, causando estética desfavorável e limitando a fotossíntese; aumento
da turbidez; formação de depósitos de lodo; geração de maus odores por condições anaeróbias
em depósitos de lodo e diminuição do volume útil de reservatórios, lagos e baías, entre outros.
Substâncias químicas refratárias
As duas categorias principais dessa classe de poluente são os pesticidas e os detergentes. As
substâncias químicas refratárias, ao contrário da matéria orgânica degradável, não se
decompõem através da atividade microbiológica ou apresentam uma degradabilidade bastante
lenta (compostos recalcitrantes). Dessa forma, acumulam-se no meio ambiente, podendo
atingir concentrações elevadas e perigosas.
Os detergentes sintéticos não biodegradáveis não causam riscos imediatos à saúde, mas sim
efeitos estéticos desagradáveis, ocasionando produção de espuma nos corpos d’água,
dificuldades para o tratamento e, eventualmente, impactos à vida aquática. Pelo fato de os
pesticidas e vários compostos tóxicos não serem biodegradáveis, apresentam graves riscos à
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
35
saúde, acumulando-se na cadeia alimentar e sendo absorvidos no organismo em concentrações
muito maiores do que as de seu lançamento inicial no corpo d’água.
Microrganismos patogênicos
Diversas doenças infecciosas e parasitárias têm no meio ambiente uma fase do seu ciclo de
transmissão, como, por exemplo, uma doença relacionada à água com transmissão feco-oral. A
contaminação das águas pela presença de diversos organismos patogênicos (bactérias,
protozoários, vermes e vírus) traz consequências indesejáveis, não apenas de natureza de
saúde pública como tambem econômica, sendo algumas delas: maior incidência de doenças; o
aumento da mortalidade infantil; a redução de produtividade; a redução da expectativa de vida;
o aumento de custos hospitalares e os incômodos próprios das doenças.
Qualquer um dos agentes transmissores das doenças infecciosas podem atingir o organismo
humano por via oral e via cutâneo-mucosa. As doenças associadas ao uso da água podem ser
classificadas em dois grandes grupos, como mostrado abaixo:
Contato direto
Contato indireto
Água ingerida diretamente na dieta;
água utilizada no asseio corporal ou que
entra
em
contato
com
a
pele
das
lavadeiras às margens dos rios, dos
Água
empregada
na
limpeza
dos
alimentos;
água usada na rega de hortaliças ou
nos criadores de marisco.
banhistas, dos trabalhadores rurais etc.
O Quadro 2 mostra alguns exemplos de doenças relacionadas com a água e seus efeitos no
homem.
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36
Quadro 2. Exemplos de doenças relacionadas com a água contaminada.
Patógeno
Doença
Efeitos
Salmonella typhi
Febre tifóide
Vômito severo e diarréia; pode ser fatal se não for
Shigella dysenteriae
Desinteria bacilar
Vibrio cholera
Cólera
Bactéria
tratada.
Diarréia aguda; pode ser fatal para crianças se não
for tratada.
Vômito e diarréia severa; desidratação, pode ser
fatal se não for tratada.
Vírus
Hepatitis – tipo A
Hepatite
Dor de cabeça forte; febre; icterícea; inchaço do
infecciosa
fígado; raramente fatal.
Poliomyelitis
Dor de cabeça forte; febre; paralisia do corpo e
Poliomelite
membros; pode ser fatal.
Desinteria
Diarréia severa;
amebiana
pode ser fatal se não for tratada.
Giardiase
Diarréia; fadiga.
Esquistossomose
Doença debilitante; erupção cutânea; anemia; fadiga
Protozoários parasitas
parasitas
Entamoeba histolytica
dor abdominal; calafrios; febre;
Giardia lamblia
Vermes parasitas
Schistosoma spp.
(trematode)
crônica; hemorragia; geralmente não é fatal.
Teníase
Anchylostoma (nematode)
Infestação
severa
causa
hemorragia
interna
e
anemia; fatal em alguns casos.
Fonte: Adaptado de JACKSON E JACKSON, 2001.
O lançamento indiscriminado de esgotos domésticos no estado bruto ou sem tratamento
adequado nos corpos d’água contribui para a transmissão de doenças relacionadas com a água.
No Brasil e em outros países em desenvolvimento, a falta de saneamento está sempre
relacionada com a pobreza, sendo a população de baixa renda a mais afetada pela falta de água
tratada e condições apropriadas de saneamento. A implantação de sistemas de saneamento,
nesse caso, significaria inteferir no ambiente de maneira a interromper o ciclo de transmissão
da doença, melhorando a qualidade de vida da população.
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37
Parâmetros de qualidade da água
Gilson Barbosa Athayde Júnior
Salena Tatiana Silva Athayde
André Bezerra dos Santos
Devido à multiplicidade de aplicações da água nas diversas atividades humanas, o conceito de
qualidade da água precisa ser relativizado em função do uso a que se destina: consumo
humano, irrigação, uso industrial etc. A qualidade da água pode ser expressa através de
diversos parâmetros, que traduzem as suas características físicas, químicas e biológicas.
Indicadores de qualidade da água
Indicadores físicos
Cor
Em águas de abastecimento, a cor é normalmente resultado da existência, na água, de sólidos
dissolvidos. As substâncias causadoras de cor de origem natural provêm da decomposição da
matéria orgânica (principalmente vegetais) e da presença de ferro e manganês. Muitas águas
superficiais, particularmente aquelas oriundas de áreas pantanosas, são dotadas de intensa
coloração, ao ponto de não serem aceitáveis para alguns usos domésticos e industriais sem que
antes seja realizado um tratamento para remoção da cor. Cores naturais existem na água
primariamente como partículas coloidais carregadas negativamente. Em virtude deste fato, a
remoção da cor pode ser feita pelo mecanismo de coagulação-floculação, utilizando-se um sal
que contenha um íon de metal trivalente, como o alumínio ou o ferro. A cor, quando de origem
natural, não representa risco direto à saúde. No entanto, a cloração da água contendo matéria
orgânica
responsável
pela
cor
pode
gerar
produtos
potencialmente
cancerígenos
(trihalometanos).
Quando a origem é antropogênica, os sólidos dissolvidos resultam, na maioria das vezes, de
despejos industriais, sendo que, em alguns casos, são provenientes de esgotos domésticos. As
águas superficiais podem adquirir cor através da poluição por despejos altamente coloridos,
como os encontrados em indústrias têxteis e de papel. Despejos com corantes podem conferir
cores de ampla variedade, que são facilmente reconhecidas e delatoras de sua origem. A cor
proveniente de fonte industrial pode ou não gerar toxicidade.
Cor causada por material em suspensão é referida como sendo a cor aparente. A cor verdadeira
é obtida quando esses sólidos suspensos são removidos por filtração ou centrifugação. Nas
análises de água é importante se diferenciar as cores aparente e verdadeira. Esse parâmetro
apresenta como unidade a UH (unidade Hazen).
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38
Turbidez
É a medida da dificuldade de um feixe de luz atravessar determinada quantidade de água,
sendo causada por materiais sólidos em suspensão (silte, argila, rocha, algas etc.). A turbidez,
quando de origem natural, não traz inconvenientes sanitários diretos, porém é esteticamente
desagradável na água potável, e os sólidos em suspensão podem servir de abrigo para
microrganismos patogênicos, diminuindo a eficiência da desinfecção da água. Quando de
origem antropogênica, a turbidez pode estar associada a compostos tóxicos e organismos
patogênicos.
Em corpos aquáticos naturais, uma elevada turbidez pode reduzir a atividade fotossintética de
microalgas e vegetação submersa, influenciando nas comunidades aquáticas.
A turbidez é um importante parâmetro no abastecimento de água por três considerações
principais: estética, filtrabilidade e desinfecção.
Estética
Os consumidores de água pública esperam e têm o direito de consumir água desprovida
de turbidez. Os leigos sabem que o esgoto doméstico é altamente túrbido. Qualquer turbidez
na água de beber é automaticamente associada à possibilidade de contaminação por esgotos e
aos subseqüentes perigos à saúde.
Esse medo tem uma base histórica racional devido às
epidemias relacionadas com a água que em tempos passados atingiram a humanidade.
Filtrabilidade
A filtração de água se dá de maneira mais difícil e menos econômica para águas com
elevada turbidez, na medida em que são requeridas maiores concentrações dos coagulantes
utilizados nos processos de coagulação-floculação e lavagens mais freqüentes dos leitos
filtrantes, o que acarreta maiores consumos de água na Estação de Tratamento de Água (ETA).
A não execução da coagulação química implica na baixa eficiência dos filtros e na produção de
uma água com qualidade inferior.
Desinfecção
A desinfecção de águas de abastecimento público é geralmente feita com cloro, ozônio
ou dióxido de cloro, sendo a eficácia do método dependente do contato entre o agente
desinfetante e o organismo que se deseja eliminar. Em águas túrbidas, a maioria dos
organismos patogênicos é exposta à ação do desinfetante; entretanto, quando a turbidez é
causada por sólidos de esgotos, muitos dos organismos patogênicos podem ficar envoltos nas
partículas sólidas, protegendo-se do desinfetante.
A turbidez é expressa em UT (Unidades de Turbidez).
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39
Temperatura
É a medida da intensidade de calor, podendo ter origem natural ou antropogênica. Os
fenômenos naturais envolvidos com a temperatura são provenientes da transferência de calor
por radiação, condução e convecção a partir da atmosfera e do solo, sendo dependentes da
latitude e altitude local, da estação do ano e do período do dia. As atividades humanas também
podem contribuir para modificações na temperatura de águas superficiais, como por exemplo,
no lançamento de águas de torres de resfriamento e esgotos industriais. É um parâmetro
importante, já que influencia em algumas propriedades da água (densidade, viscosidade,
concentração de gases dissolvidos), com reflexos sobre a vida aquática. A concentração de
saturação de oxigênio dissolvido, por exemplo, é inversamente proporcional à temperatura. É
geralmente expressa em graus Celsius (ºC).
Indicadores químicos
Oxigênio dissolvido
O oxigênio dissolvido na água é um parâmetro muito importante, pois a maioria dos
organismos aeróbios necessita deste elemento para a respiração. Existem duas fontes de
oxigênio para os corpos aquáticos: a dissolução a partir da atmosfera e a fotossíntese,
realizada pelos seres clorofilados.
O oxigênio é um gás tido como fracamente solúvel em água e não reage quimicamente com
esta, sendo que sua solubilidade é diretamente proporcional à própria pressão parcial. A
solubilidade do oxigênio também varia enormemente com a temperatura, sendo que, ao nível
do mar, a concentração de saturação em água doce é de 9,2 e 7,6mg/L para as temperaturas
de 20ºC e 30ºC, respectivamente.
A solubilidade do oxigênio é menor em águas contendo sais do que em águas doces. Por esta
razão, a solubilidade, para uma dada temperatura, decresce à medida que se passa de água
doce para água estuarina e desta para águas marinas. Em águas poluídas, o valor de saturação
também é mais baixo do que aquele de águas limpas.
A baixa solubilidade do oxigênio é o principal fator que limita a capacidade de purificação de
águas naturais, obrigando o tratamento dos despejos antes de sua descarga em corpos
receptores.
pH
O termo pH é utilizado de forma bastante universal para se expressar a intensidade ácida ou
alcalina de uma solução, representando a concentração de íons hidrogênio. A faixa de variação
do pH é de 0 a 14, sendo que pH menor que 7 indica condições ácidas, pH maior que 7 indica
condições básicas e quando o mesmo se iguala a 7, tem-se o pH neutro. O pH da água
depende de sua origem e características naturais (dissolução de rochas, absorção de gases da
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40
atmosfera, oxidação da matéria orgânica, fotossíntese etc.), mas pode ser alterado pela
introdução de despejos domésticos ou industriais.
Valores baixos de pH tornam a água
corrosiva, enquanto que valores elevados de pH tendem a formar incrustações em tubulações. È
ainda um importante parâmetro em diversas etapas do tratamento de água e esgoto. Valores de
pH afastados da neutralidade podem afetar a vida aquática, a qual geralmente requer pH na
faixa 6 – 9.
Dureza
Resulta da presença, principalmente, de sais alcalinos terrosos (de cálcio e magnésio) ou outros
metais bivalentes em menor intensidade. A origem desses sais pode ser a dissolução de
minerais contendo cálcio e magnésio (ex: rochas calcáreas), refletindo a natureza das
formações geológicas com as quais a água esteve em contato, ou despejos industriais. Em
geral, águas superficiais são menos duras que águas subterrâneas. A dureza é expressa em
mg/L de CaCO3.
Águas duras não limpam adequadamente (não fazem espuma), aumentando o consumo de
sabão. Com o advento dos detergentes sintéticos, muitas das desvantagens de uma água dura
para uso doméstico diminuíram, entretanto, sabão ainda é preferido para certos tipos de
lavagens e para higiene pessoal. Águas duras possuem sabor desagradável, efeito laxativo,
além de provocar incrustações em tubulações e caldeiras.
Em termos de grau de dureza, a água pode ser classificada como:
Mole: dureza inferior a 50mg/L de CaCO3
Moderada: dureza entre 50 e 150mg/L de CaCO3
Dura: dureza entre 150 e 300mg/L de CaCO3
Muito dura: dureza acima de 300mg/L de CaCO3
Alcalinidade
É a quantidade de íons na água que reagirão para neutralizar os íons hidrogênio, sendo uma
medida da capacidade da água de resistir à mudança de pH. Os principais constituintes da
−
alcalinidade são os bicarbonatos ( HCO3 ), carbonatos ( CO3
2−
−
) e os hidróxidos ( OH ), sendo a
distribuição entre as três partes função do pH. Os sais responsáveis pela alcalinidade podem ter
origem na dissolução de rochas, reações entre o CO2 e a água ou despejos industriais. A
alcalinidade da água não tem significado importante para a saúde humana, não obstante, uma
água com elevada alcalinidade apresenta gosto amargo. A alcalinidade é expressa em mg/L de
CaCO3.
Acidez
É a capacidade da água em resistir à mudança de pH causada pelas bases. A acidez de águas
naturais é causada por dióxido de carbono ou por ácidos minerais fortes, sendo o primeiro o
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41
agente efetivo em águas com pH superior a 4 e os segundos os agentes efetivos de águas com
pH inferior a 4. A acidez é expressa em mg/L de CaCO3.
Ferro
Em quantidade adequada, é essencial ao sistema bioquímico da água, podendo, em grandes
quantidades, tornar-se nocivo, conferindo sabor e cor desagradáveis e dureza à água,
tornando-a inadequada ao uso doméstico e industrial. O ferro pode originar-se da dissolução
de compostos do solo ou de despejos industriais. A concentração de ferro é expressa em mg/L.
Cloretos
−
Os cloretos ( Cl ) são advindos da dissolução de alguns sais na água, podendo ter origem
natural (dissolução de minerais, intrusão de águas salinas) ou antropogênica. Nas regiões
costeiras, através da chamada intrusão salina, são encontradas águas com níveis elevados de
cloreto. Nas águas superficiais, as descargas de esgotos sanitários são fontes importantes de
cloretos. Diversos são os efluentes industriais que apresentam concentrações elevadas deste
parâmetro, como os da indústria do petróleo, algumas indústrias farmacêuticas, curtumes etc.
Em altas concentrações, conferem sabor salgado e propriedades laxativas à água, influindo
também nos processos de corrosão em tubulações de aço e de alumínio. A concentração de
cloretos é expressa em mg/L.
Nitrogênio
O nitrogênio pode estar presente na água sob várias formas: molecular (N2), amônia (quer na
−
−
forma livre NH3 ou ionizada NH4+), nitrito ( NO2 ) ou nitrato ( NO3 ). É elemento indispensável
ao crescimento de algas, cujo aumento excessivo é conhecido como eutrofização. O nitrato na
água pode causar a metemoglobinemia e a amônia na forma livre é tóxica aos peixes e à
maioria dos microrganismos aquáticos. O nitrogênio pode ter sua origem natural nas proteínas
e outros compostos orgânicos ou origem antropogênica, a partir de despejos domésticos,
industriais, excrementos de animais e fertilizantes. A concentração de nitrogênio é expressa em
mg/L.
Fósforo
Encontra-se na água nas formas de ortofosfato, polifosfato e fósforo orgânico. Apesar de seu
requerimento ser em menor quantidade quando comparado ao nitrogênio, é também essencial
para o crescimento tanto de algas (algumas vezes é o causador da eutrofização) quanto dos
microrganismos responsáveis pela estabilização da matéria orgânica. O fósforo é raramente
encontrado em concentrações significativas em águas superficiais, já que é ativamente
absorvido pelas plantas, podendo se encontrar em maiores concentrações em águas
subterrâneas. A origem natural do fósforo vem da dissolução do solo ou da matéria orgânica,
mas que pode adentrar no meio aquático através de despejos domésticos, industriais,
detergentes, excrementos de animais e fertilizantes. A concentração de fósforo é expressa em
mg/L.
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42
Matéria orgânica
A matéria orgânica da água é necessária aos seres heterótrofos, como fonte de energia, e aos
autótrofos, como fonte de sais nutrientes e gás carbônico (fonte de carbono). A matéria
orgânica presente na água, além de responsável pela cor, odor, turbidez e outras
características, resulta no consumo de oxigênio dissolvido no líquido, devido à sua
estabilização ou decomposição biológica. A presença de um alto teor de matéria orgânica pode
induzir uma grande diminuição da concentração de oxigênio na água, o que pode provocar o
desaparecimento de peixes e outras formas de vida aquática. A matéria orgânica pode ser de
origem animal, vegetal ou proveniente de despejos domésticos e industriais.
Os principais componentes orgânicos são os compostos de proteína, os carboidratos, a gordura
e os óleos. Em termos práticos, para esgotos domésticos e industriais, não é possível a
caracterização individual da matéria orgânica em seus componentes principais. Entretanto,
pode-se utilizar de métodos indiretos para a quantificação da matéria orgânica ou do seu
potencial poluidor, sendo os testes mais comuns: demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e
demanda química de oxigênio (DQO).
A DBO é a quantidade de oxigênio necessária à oxidação da matéria orgânica biodegradável,
por ação de bactérias aeróbias. Esta é determinada em laboratório, observando-se o oxigênio
consumido em amostras do líquido, durante 5 dias, à temperatura de 20 ºC. A DQO é a
quantidade de oxigênio necessária à oxidação da matéria orgânica total (biodegradável e não
biodegradável), através de um agente químico, normalmente o dicromato de potássio. A DQO
também é determinada em laboratório, porém em prazo menor do que a DBO (2-3 horas). Para
o mesmo líquido, a DQO é sempre maior que a DBO. A matéria orgânica, seja obtida pelo
método da DBO ou da DQO, é expressa em mgO2/L.
Parâmetros tóxicos
Os parâmetros de características tóxicas envolvem metais (cádmio, bário, chumbo, cobre,
cromo, níquel, mercúrio e zinco) e fenóis e em geral,sua presença na água está associada a
despejos de efluentes industriais.
Cádmio
É um metal de elevado potencial tóxico, que se acumula em organismos aquáticos,
possibilitando sua entrada na cadeia alimentar. O cádmio pode causar várias patologias no
homem, incluindo disfunção renal, hipertensão, arteriosclerose, inibição no crescimento,
doenças crônicas em idosos e câncer. O cádmio é um metal utilizado na indústria de aço e de
plásticos, assim como na produção de equipamentos eletrônicos, lubrificantes, praguicidas,
entre outros.
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43
Bário
A ingestão de bário, em doses superiores às permitidas, pode provocar desde um aumento
transitório da pressão sanguínea até efeitos tóxicos sobre o coração, vasos sanguíneos e
nervos. Esse metal é normalmente utilizado nos processos de produção de pigmentos, fogos de
artifício, vidros e praguicidas.
Chumbo
O chumbo é uma substância tóxica cumulativa que pode culminar em uma doença chamada
saturnismo. Esse metal pode atingir também tanto o sistema nervoso central, causando
tontura, irritabilidade, dor de cabeça, perda de memória entre outros, quanto o sistema
nervoso periférico, cujo sintoma característico envolve a deficiência dos músculos extensores.
O chumbo e seus compostos são utilizados em metalurgia, materiais de construção, plásticos e
tintas.
Cobre
Os efeitos potenciais decorrentes da ingestão de água contendo cobre são desde desarranjos
gastrintestinais até danos no fígado e rins. No entanto, a intoxicação por cobre é rara. As
fontes de contaminação por cobre no ambiente incluem a corrosão de instalações hidráulicas
prediais, a erosão de depósitos naturais e os preservantes de madeira.
Cromo
O cromo na forma trivalente é essencial ao metabolismo humano e sua carência causa doenças.
Na forma hexavalente, é tóxico e cancerígeno. A contaminação da água por cromo deve-se
principalmente aos efluentes de indústrias de aço e celulose, além da erosão de depósitos
naturais.
Níquel
O níquel, em doses elevadas, pode causar dermatites e afetar nervos cardíacos e respiratórios.
A queima de combustíveis fósseis contribui para o aumento da contaminação por níquel no
ambiente. Os processos de mineração e fundição do metal, fusão e modelagem de ligas
também se enquadram entre as fontes principais.
Mercúrio
A alimentação à base de peixes intoxicados por mercúrio é um dos maiores contribuintes para
a carga desse metal no corpo humano, em função do efeito cumulativo no organismo. A
intoxicação aguda pelo mercúrio no homem se caracteriza por náuseas, vômitos, dores
abdominais, diarréia, danos nos ossos e morte. A intoxicação crônica afeta glândulas salivares,
rins e altera funções psicológicas e psicomotoras.
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Zinco
O zinco é um elemento essencial ao ser humano, só sendo prejudicial à saúde quando ingerido
em concentrações muito altas, o que é extremamente raro. O zinco é produzido no meio
ambiente por processos naturais e antropogênicos, entre os quais estão: combustão de
madeira, incineração de resíduos, produção de ferro e aço e efluentes domésticos.
Fenóis
São compostos tóxicos aos organismos aquáticos, mesmo em concentrações bastante baixas,
os quais afetam o sabor dos peixes e a aceitabilidade das águas, por conferir sabor e odor
extremamente pronunciados, especialmente quando são derivados do cloro. O fenol é
considerado um grande veneno para o homem, causando efeito de queimadura no local em que
ele entra em contato através da ingestão. Os resultados de intoxicação são náuseas, vômitos,
dores na cavidade bucal, na garganta e no estômago, entre outros. A presença dos fenóis nos
corpos aquáticos se deve principalmente aos despejos de origem industrial.
Microrganismos indicadores de contaminação fecal
Um aspecto de grande relevância em termos da qualidade biológica da água é o relativo à
possibilidade de transmissão de doenças. A determinação da potencialidade de uma água
transmitir doenças pode ser efetuada de forma indireta, através dos organismos indicadores de
contaminação fecal. Tais organismos, na sua grande maioria, não são patogênicos, mas
oferecem uma indicação de quando uma água apresenta contaminação por fezes humanas ou
de animais de sangue quente e, por conseguinte, a sua potencialidade em conter
microrganismos patogênicos. Os principais indicadores de contaminação fecal são as bactérias
do grupo coliforme (coliformes termotolerantes e totais) pelas seguintes razões:
Os coliformes apresentam-se em grandes quantidades nas fezes humanas, com isso a
probabilidade de que sejam detectados após o lançamento é superior à dos organismos
patogênicos.
Os coliformes apresentam-se em grande número apenas nas fezes do homem e de
animais de sangue quente.
Os coliformes apresentam resistência aproximadamente similar à maioria das bactérias
patogênicas intestinais.
As técnicas bacteriológicas para a detecção de coliformes são rápidas e econômicas.
O grupo coliforme é formado por um número de bactérias que inclui os gêneros klebsiella,
escherichia, serratia, erwenia e enterobactérias. Todas as bactérias coliformes são gramnegativas e estão associadas com fezes de animais e com o solo.
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45
Coliformes totais: constitui-se de um grande grupo de bactérias que têm sido isoladas de
amostras de águas e solos poluídos e não poluídos, bem como fezes de seres humanos e
outros animais de sangue quente. Tal grupo foi bastante usado no passado como indicador e
continua a ser usado em algumas áreas, embora as dificuldades associadas com a ocorrência
de bactérias não fecais seja um problema.
Coliformes termotolerantes: é um grupo de bactérias indicadoras de organismos originários do
trato intestinal humano e de outros animais. O teste para coliformes termotolerantes é feito a
uma elevada temperatura, na qual o crescimento de bactérias de origem não fecal é
possivelmente suprimido. O uso desse indicador para representar poluição sanitária mostra-se
mais indicado do que o uso do coliforme total, já que as bactérias fecais são restritas ao trato
intestinal de animais de sangue quente.
Estreptococos fecais: incluem várias espécies ou variedades de estreptococos, tendo no
intestino de seres humanos e outros animais o seu habitat usual.
Índice de qualidade de água
A interpretação e análise da qualidade da água através de seus parâmetros indicadores de
qualidade podem ser extremamente complexas, principalmente para um leigo, pois a água
pode estar poluída em termos de um parâmetro ou grupo destes e não em termos de outros
parâmetros. Neste sentido, surgiram estudos que objetivaram sintetizar a qualidade da água
de modo a torná-la facilmente interpretável, como o Índice de Qualidade da Água – IQA
proposto por Horton, em 1965, e um outro modelo proposto pela National Sanitation
Foundation dos Estados Unidos. Neste último, selecionaram-se parâmetros relevantes para
avaliar a qualidade das águas e se atribuiu, para cada um deles, um peso relativo. A partir deste
estudo, a CETESB adaptou e desenvolveu um modelo de IQA que incorpora nove parâmetros
relevantes para a avaliação da qualidade das águas, tendo como determinante principal a
utilização das mesmas para abastecimento público. A criação do IQA pela CETESB baseou-se
numa pesquisa de opinião junto a especialistas em qualidade de água, que indicaram os
parâmetros a serem avaliados, o peso relativo dos mesmos e a condição com que se
apresentam cada parâmetro, segundo uma escala de valores. Dos 35 parâmetros indicadores
de qualidade de água inicialmente propostos, somente 9 foram selecionados. Para estes, a
critério de cada profissional, foram estabelecidas curvas de variação da qualidade das águas de
acordo com o estado ou a condição de cada parâmetro. Estas curvas de variação, sintetizadas
em um conjunto de curvas médias, bem como seu peso relativo correspondente, são
apresentados na figura 11.
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46
10 0
100
90
80
q1
100
w2 = 0,12
90
W1 = 0,15
80
70
q2
70
60
q3
50
40
30
30
20
20
10
10
0
1 , E +0 1
1 , E +0 2
1 , E +0 3
1 , E +0 4
1 , E +0 5
2
Nota: se C.Ter. > 105 . q1 = 3,0
W4 = 0,10
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
6
7
10 0
90
80
70
q5 6 0
50
40
30
20
10
0
10 0
q4
4 5
90
10 0
Temperatura (afastamento da Temperatura
de equilíbrio) para i = 6
10 0
70
q6
40
30
20
10
1 2
3
4
5
6
7
8
0
9 10
-5
para
R eResíduo
sí duo T oTotal
t al pa ra
i = 8i = 8
W7 = 0,08
80
80
70
70
60
60
q8
50
q9
70
40
40
30
30
30
20
20
20
10
10
10
0
0
30
40
50
60
70
80
90
10 0
0
0
100
200
Turbidez U.T.
Nota: se Turbidez > 100, q7 = 5,0
W9 = 0,17
60
40
20
20
80
50
10
15
90
50
0
10
10 0
W8 = 0,08
90
5
O xigê nio D is s o lv ido pa ra i = 9
10 0
90
0
DT ºC
Nota: se Dt < -5,0 q6 é indefinido
se Dt > 15,0, q6 = 9,0
Nota: se PO4 – T > 10,0. q5 = 5
T urbide z pa ra i = 7
60
50
PO4 – T mg/L
10 0
W6 = 0,10
90
80
0
Nota: se N.T. > 100,0. q4 = 1,0
5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
DBO5 . mg/l
Nota: se DBO > 30,0, q3 = 2,0
W5 = 0,10
N.T. mg/L
q7
0
F o s fat o T o tal para i = 5
N itro gê nio TTotal
o t a l pa
ra i =i =
4 4
Nitrogênio
para
90
3
0
8 9 10 11 12
pH, Unidades
Nota: se pH. < 2,0, q2 = 2,0
se pH. > 12,0, q2 = 3,0
C.Ter. # / 100ml
60
50
40
20
10
0
W3 = 0,10
90
80
70
60
50
40
30
1 , E +0 0
D e m a nda B io quí m ic a de
O xigê nio pa ra i = 3
pH pa ra i = 2
C o li f . T er mo t o ler ant . p ar a i = 1
300
40 0
500
R.T.
mg/L
Nota: se R.T. > 500,0 q8 = 32
0
40
80
12 0
16 0
200
O.D.% saturação
Nota: se O.D.% saturação > 140, q9 = 47,0
Fonte: CETESB (2008).
Figura 11. Curvas de qualidade das águas.
O IQA é calculado pelo produtório ponderado das qualidades de água correspondentes aos
parâmetros: temperatura da amostra, pH, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de
oxigênio, coliformes termotolerantes, nitrogênio total, fósforo total, resíduo total e turbidez.
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47
A seguinte fórmula é utilizada:
onde:
IQA : Índice de Qualidade das Águas, um número entre 0 e 100;
qi: qualidade do i-ésimo parâmetro, um número entre 0 e 100, obtido da respectiva "curva
média
de
variação
de
qualidade",
em
função
de
sua
concentração
ou
medida;
wi: peso correspondente ao i-ésimo parâmetro, um número entre 0 e 1, atribuído em função da
sua importância para a conformação global de qualidade, sendo que:
em que:
n: número de parâmetros que entram no cálculo do IQA.
Para a variável temperatura, é levado em consideração o desvio da temperatura do corpo
aquático provocado pelo despejo, ou seja, a diferença entre as temperaturas do corpo aquático
a montante e a jusante do despejo, em ºC. Para a variável OD, leva-se em consideração o
percentual da concentração medida em relação à concentração de saturação para a temperatura
correspondente. A partir do cálculo efetuado, pode-se determinar a qualidade da água bruta
que, indicada por um número entre 0 e 100, é classificada para abastecimento público de
acordo com a Tabela 9.
Tabela 9. Níveis de qualidade da água utilizados pela CETESB
IQA
Nível de qualidade da água
79 – 100
Ótima
51 – 79
Boa
36 – 51
Regular
19 – 36
Ruim
0 – 19
Péssima
A título de exemplo, considere os resultados de uma análise de água mostrada na Tabela 10.
De acordo com esses resultados, para o índice utilizado pela CETESB, o IQA seria de 48,7 e a
qualidade da água “regular”.
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48
Tabela 10. Resultado hipotético para análise de água e cálculo de IQA.
Parâmetro
Coliformes termotolerantes
Valor medido
qi
wi
500
25
0,15
0,12
(#/100mL)
pH
7,3
91
DBO5 (mg/L)
8
40
0,10
Nitrogênio total (mg/L)
3
72
0,10
Fosfato total (mg/L)
Desvio de temperatura (ºC)
Turbidez (UT)
0,5
62
0,10
1 (26 – 25)
90
0,10
25
55
0,08
Resíduo total (mg/L)
600
32
0,08
Oxigênio dissolvido
47,6 (4,0/8,4)
35
0,17
(% concentração de saturação)
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
49
Poluição e autodepuração dos corpos d´água
Salena
Salena Tatiana Silva Athayde
Gilson Barbosa Athayde Júnior
André Bezerra dos Santos
Em localidades onde os índices de coleta e tratamento de esgotos são ainda incipientes, como
em boa parte das cidades brasileiras, grandes quantidades de esgotos podem atingir os corpos
aquáticos receptores, originando alguns problemas decorrentes deste despejo. Essa poluição
pode ser enquadrada em duas ordens: poluição orgânica e por organismos patogênicos. A
primeira tem dois efeitos principais: a depleção de oxigênio dissolvido, que pode ser letal para
a biota aeróbia do corpo receptor; além do posterior enriquecimento excessivo das águas com
nutrientes, fenômeno conhecido como eutrofização. A segunda ordem de impactos relacionase com a proliferação de doenças infecciosas relacionadas com a água. Após receber a carga
poluidora, o corpo aquático pode naturalmente se recuperar, processo este conhecido como
autodepuração. A seguir, serão abordados os tópicos referentes à dinâmica de matéria orgânica
e bactérias fecais em um corpo receptor (autodepuração), além da abordagem de alguns
aspectos relacionados à eutrofização de corpos aquáticos.
Autodepuração de corpos d´água
A matéria orgânica, quando lançada em um corpo d’água, sofre processos naturais de diluição,
sedimentação e estabilização bioquímica, que vão compor o fenômeno da autodepuração. O
processo de autodepuração de um corpo aquático leva ao restabelecimento das condições
iniciais de suas águas, pelo menos no que diz respeito à concentração de matéria orgânica,
expressa em termos de demanda bioquímica de oxigênio (DBO), além dos parâmetros oxigênio
dissolvido (OD) e microrganismos patogênicos. No entanto, devido à formação de produtos e
subprodutos resultantes da decomposição das substâncias orgânicas e inorgânicas, as
características das águas são diferentes daquelas a montante do despejo, notadamente no que
diz respeito à concentração de nutrientes, tais como nitrogênio e fósforo, principalmente se o
lançamento for de origem doméstica. Isso contribui para a formação de um ecossistema
diferenciado, resultante do aumento da concentração de algas, primeiro elo da cadeia alimentar
e que provoca alterações nos elos subseqüentes.
A partir de uma fonte de lançamentos de despejos em um corpo de águas limpas, pode-se
subdividir o trecho a jusante em quatro zonas: zona de degradação, zona de decomposição
ativa, zona de recuperação e zona de águas limpas. Estas zonas de autodepuração são
descritas, de acordo com Branco (1986), a seguir:
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
50
Zona de degradação: no ponto em que se dá o lançamento da carga orgânica, a água se torna imediatamente muito
turva (de cor acinzentada), havendo formação de depósito de partículas no fundo. Nesse ponto, a decomposição ainda
não tem início ou se dá em pequena escala, em que o OD normalmente está em concentração suficiente para permitir a
vida de muitos seres de respiração aeróbia, que para este local afluem em busca de alimento. Subseqüentemente,
aumenta-se a população de bactérias aeróbias que se alimentam da matéria orgânica, utilizando, para sua oxidação, o
oxigênio dissolvido no meio, o qual começa a se reduzir. Convencionalmente, quando o oxigênio dissolvido atinge 40%
de saturação termina esta zona e inicia-se a zona de decomposição ativa, descrita no próximo item. O teor de gás
carbônico segue uma curva inversa a do oxigênio. Analogamente, o teor de compostos nitrogenados complexos é
também elevado. Proteínas e outras formas de nitrogênio orgânico existem no ponto de lançamento, mas são logo
oxidados, dando lugar ao nitrogênio amoniacal, cuja concentração cresce progressivamente. A DBO referente a este
material orgânico em decomposição atinge o máximo no ponto onde se dá o lançamento, decrescendo em seguida. No
lançamento de esgotos domésticos, bactérias coliformes, as quais são utilizadas como indicadores de contaminação
fecal, estão presentes em altas densidades, podendo atingir uma concentração de dezenas de milhões de células em
100mL de amostra, sendo dependente da diluição do esgoto no corpo aquático. As bactérias de vida livre do esgoto, os
fungos e alguns protozoários atingem números máximos nesta primeira zona. As algas são raramente detectadas
devido à limitada penetração de luz, presença de substâncias tóxicas e pela falta de oxigênio durante a noite.
Zona de decomposição ativa: esta zona existirá apenas no caso de fortes cargas de esgotos. Também se caracteriza
por apresentar acentuada cor cinza, além de depósitos de lodo escuro no fundo, com desprendimento de gases mal
cheirosos como o metano, gás sulfídrico, mercaptanas etc. Na porção mediana desta zona, o oxigênio dissolvido pode
ser consumido por completo pelas bactérias e outros organismos aeróbios, instalando-se condições de anaerobiose em
praticamente toda a massa d’água. Nestes pontos, desaparece a vida aeróbia, surgindo em seu lugar uma flora e fauna
constituídas de organismos capazes de respiração intramolecular, o que dá origem ao desprendimento de gases mal
cheirosos. O nitrogênio é encontrado em grande quantidade, ainda na forma orgânica, mas predomina a forma
amoniacal, que pode iniciar a sua oxidação a nitrito. Depois de vencida a maior parte da DBO, o oxigênio dissolvido
reaparece e, convencionalmente, quando atinge 40% de saturação inicia-se a zona seguinte. O número de bactérias
coliformes diminui rapidamente ao longo desta zona, muitas vezes estando esta redução associada à presença de vírus
bacteriófagos, mas também à existência de fatores tais como incidência solar, sedimentação de partículas que arrastam
as bactérias para o fundo, floculação e adsorção, presença de oxigênio dissolvido, bem como a falta de nutrientes para
bactérias de vida livre.
Zona de recuperação: esta zona apresenta uma seqüência de estados inversos aos da zona de degradação, e vai até a
região onde o teor inicial de oxigênio dissolvido característico das águas a montante do despejo é restabelecido. À
medida que a DBO do sistema vai diminuindo, começa a haver um saldo de oxigênio dissolvido, que é constantemente
introduzido no curso d’água pela atmosfera, através da superfície, ou por organismos fotossintetizantes. As águas já se
apresentam muito mais claras e os depósitos que se sedimentam no fundo não desprendem mais gases mal cheirosos.
Entre os compostos de nitrogênio, predominam as formas de nitrito e nitrato, mas ainda pode ser encontrada amônia.
Assim como os compostos de nitrogênio, também os de fósforo, enxofre etc. são oxidados até se transformarem em
substâncias estáveis como fosfatos e sulfatos. Esta é a zona de mineralização por excelência, o que condiciona uma
fertilização do meio (eutrofização) e subseqüente maior desenvolvimento de organismos fotossintetizantes, que por
sua vez constituem alimento para os animais microscópicos que habitam as águas. O número de bactérias é bastante
reduzido, sendo esta redução acompanhada pelo aumento do número de protozoários que se alimentam das mesmas.
Rotíferos e microcrustáceos têm um desenvolvimento máximo nessa zona.
Zona de águas limpas: as águas atingem as concentrações normais existentes a montante do despejo, pelo menos
no que diz respeito ao teor de oxigênio dissolvido, a DBO e aos indicadores bacteriológicos. Entretanto, em virtude da
grande mineralização que se verifica na zona anterior, essas águas são muito mais férteis do que antes de receberem a
poluição. Assim, a produção de algas é muito maior, podendo dar origem a fenômenos de floração, com todas as
conseqüências que advêm da superpopulação por algas, como a supersaturação de oxigênio dissolvido. Predominam as
formas completamente oxidadas e estáveis de compostos minerais como nitratos, fosfatos etc. Como há uma grande
diversidade de seres, como grandes crustáceos de água doce, moluscos e vários peixes, pode-se inferir que houve o
restabelecimento do ciclo biodinâmico do corpo aquático.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
51
Cinética de matéria orgânica e oxigênio dissolvido1
Após o consumo de oxigênio dissolvido do meio, seu déficit tende a ser compensado, posteriormente, devido a dois
fenômenos: a reaeração, a partir do oxigênio atmosférico, e a reoxigenação, a partir da produção fotossintética dos
organismos clorofilados que habitam a própria massa d’água.
Uma película delgada da água, na superfície livre da mesma, mantém-se permanentemente rica em oxigênio dissolvido,
mesmo submetida a altas cargas poluidoras. A difusão desse oxigênio para outras camadas depende do grau de
turbulência da massa líquida.
Este grau de turbulência é governado pela velocidade de escoamento da água,
profundidade do corpo aquático, acidentes topográficos (corredeiras, cachoeiras etc.), ação dos ventos, movimentos de
convecção etc. A reoxigenação fotossintética, por sua vez, depende da presença de seres clorofilados, da transparência
das águas, da intensidade luminosa, da profundidade da água (BRANCO,1986).
Por outro lado, a retirada de oxigênio dissolvido da água devida à oxidação bioquímica da matéria orgânica depende
também de outros fatores, dentre os quais podem ser citados: a presença de bactérias aeróbias, temperatura,
sedimentação do lodo orgânico, subprodutos da decomposição anaeróbia dos sedimentos.
Streeter e Phelps (1925), baseados na hipótese de que, a qualquer instante, o déficit de saturação de oxigênio na água
corresponde à resultante da soma dos efeitos da desoxigenação por decomposição anaeróbia da matéria orgânica e da
oxigenação, como resultado da reaeração atmosférica, realizando-se de forma simultânea e independente uma da
outra, chegaram à seguinte equação:
dD
= k1 L − k 2 D
dt
(1)
A integração da Equação 1 resulta em:
k1
L0 e− k1t − e− k 2t + D0 ⋅ e− k 2t
k2 − k 2
(
D=
)
(2)
Onde:
D: déficit de saturação de oxigênio dissolvido em determinado ponto;
t: tempo de percurso entre dois pontos no curso d’água;
k1: constante, chamada de coeficiente de desoxigenação;
k2: constante, chamada de coeficiente de reaeração;
L0: concentração inicial de DBO5;
D0: déficit inicial de saturação de oxigênio dissolvido.
O déficit máximo de oxigênio dissolvido (Dc) tem por valor:
Dc =
L0 e − k1tc
f
(3)
Dc ocorre num ponto situado a jusante do lançamento, a uma distância cujo percurso corresponde ao chamado tempo
crítico (tc).
tc =
  D

1
ln  f 1 − 0 ( f − 1) 
k1 ( f − 1)   L0

(4)
Onde: f = k2/k1, denominada por Fair (apud BRANCO, 1986) de coeficiente de autodepuração. Procedimentos para a
obtenção das constantes k1 e k2 podem ser encontrados em Branco (1986).
1
Item adaptado de Branco (1986).
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
52
As Tabelas 11 e 12 apresentam alguns valores de k1 e k2, respectivamente, de acordo com a as
características ou natureza do corpo aquático.
Tabela 11. Valores típicos de k1 (base e, 20 ºC)
Característica/natureza do corpo aquático
k1 (dia-1)
Rios com águas limpas
0,09 – 0,21
Efluente secundário
0,12 – 0,24
Efluente primário
030 – 0,40
Esgoto de baixa concentração
0,30 – 0,40
Esgoto de alta concentração
0,35 – 0,45
Fonte: VON SPERLING (2005).
Tabela 12. Valores típicos de k2 (base e, 20 ºC)
Característica/natureza do corpo
aquático
aquático
Corredeiras e quedas d’água
k2 (dia-1)
Profundo
Raso
>1,15
>1,61
Rios rápidos
0,69
1,15
Grandes rios com velocidade normal
0,46
0,69
Grandes rios com velocidade baixa
0,37
0,46
Rios vagarosos e grandes lagos
0,23
0,37
Fonte: VON SPERLING (2005).
Cinética de decaimento bacteriano
Os coliformes e outros organismos de origem fecal encontram condições favoráveis para seu
crescimento e reprodução no trato intestinal humano. Quando esses organismos entram em
contato com as condições presentes nos corpos d água, tendem a decair em número. Vários
fatores contribuem para este decaimento bacteriano, tais como: luz solar, temperatura da água,
adsorção, floculação, sedimentação, pH, predação, competição, entre outros.
O decaimento bacteriano é geralmente estimado pela lei de Chick, que considera que o
decaimento bacteriano é tanto maior quanto maior for a concentração de bactérias no meio
aquático (equação 5).
N = N 0 e − kbt
(5)
Onde N: número de bactérias num dado instante t;
N0: número de bactérias num instante inicial t0;
kb: taxa de decaimento bacteriano;
t: tempo decorrido.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
53
Existem evidências de que kb não é uma constante, mas sim decresce exponencialmente com o
tempo (ATHAYDE JR. e OUTROS, 2002). Nesse caso, a equação de decaimento bacteriano pode
ser reescrita na forma:
N = N 0e
 k bo
− αt 
 − α 1−e



(
)
(6)
Onde N: número de bactérias num dado instante t;
N0: número de bactérias num instante inicial t0;
kbo: taxa de decaimento bacteriano no instante t0;
α: taxa com que kb decresce;
t: tempo decorrido.
A equação 6 tende a fornecer valores mais precisos que a equação 5 para a estimativa do
número de bactérias. No entanto, os valores usuais de kbo e α ainda não são conhecidos para a
maioria das situações, diferentemente do que ocorre para os valores de kb.
Eutrofização
O termo eutrofização vem do grego ‘eu’, que significa bom, verdadeiro e ‘trophain’, nutrir.
Assim, eutrofizar significa nutrir bem. A eutrofização é o processo que resulta do aumento de
nutrientes essenciais como nitrogênio, fósforo, potássio e/ou matéria orgânica em corpos
aquáticos (rios, lagos e represas). O aumento desses nutrientes ocasiona a proliferação
excessiva do fitoplâncton, dando forte coloração verde à água, e de plantas aquáticas
superiores que, ao entrarem em processo de decomposição, contribuem para o consumo de
oxigênio dissolvido da água, podendo resultar na morte da fauna aeróbia do meio.
A eutrofização pode ser natural ou ser conseqüência de atividades humanas, situação em que é
denominada de eutrofização artificial, acelerada ou antrópica. Quando a origem é natural, o
corpo aquático torna-se eutrófico muito lentamente e o ecossistema mantém-se em equilíbrio.
Quando a eutrofização é artificial, o processo é geralmente mais rápido, os ciclos biológicos e
químicos podem ser interrompidos e, muitas vezes, o sistema progride para um estado
essencialmente morto.
Existem duas causas principais da eutrofização artificial: uso de fertilizantes na agricultura e
lançamento de esgotos in natura no meio aquático. Para tornar a agricultura mais eficiente, são
adicionados ao solo fertilizantes, que são produtos com elevados teores dos nutrientes
nitrogênio e fósforo. Devido ao escoamento superficial, esses nutrientes acabam atingindo um
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
54
corpo d’água, poluindo-o. Paralelamente, os esgotos, domésticos ou industriais, constituem a
principal fonte de eutrofização dos corpos aquáticos, devido principalmente ao alto teor de N e
P presentes nas fezes, urina, restos alimentares e detergentes. A Tabela 13 apresenta o nível
trófico de represas segundo a concentração de fósforo total.
Tabela 13. Nível trófico do corpo aquático segundo a concentração de fósforo total
Nível trófico
Concentração de fósforo total (mg/L)
Ultraoligotrófico
< 0,005
Oligotrófico
< 0,01 – 0,02
Mesotrófico
0,01 – 0,05
Eutrófico
0,025 – 0,1
Hipereutrófico
> 0,1
Fonte: von Sperling (2005).
O efeito da eutrofização artificial manifesta-se com a quebra do equilíbrio ecológico, pois
passa a haver mais produção de matéria orgânica do que o sistema é capaz de decompor. As
principais alterações decorrentes da eutrofização dizem respeito, conforme von Sperling
(2005), a:
a)
Problemas estéticos e recreacionais
Diminuição do uso da água para recreação, balneabilidade
e redução geral na atração turística devido a:
freqüentes florações das águas;
crescimento excessivo da vegetação;
distúrbios com mosquitos e insetos;
eventuais mortandades de peixes;
eventuais maus odores.
b) Condições anaeróbias no fundo do corpo d’água
O aumento da produtividade do corpo d’água causa uma
elevação da concentração de bactérias heterotróficas, que
se alimentam da matéria orgânica das algas e de outros
microrganismos mortos, consumindo OD do meio líquido.
No
fundo
do
corpo
d’água
predominam
condições
anaeróbias, devido à sedimentação da matéria orgânica e à
reduzida penetração do oxigênio a essas profundidades,
bem como à ausência de fotossíntese (ausência de luz).
Com a anaerobiose, predominam condições redutoras, com
Figura 10. Açude Velho em Campina
Grande – PB, eutrofizado.
compostos e elementos no estado reduzido.
c) Eventuais condições anaeróbias no corpo d’água como um todo
Dependendo do grau de crescimento bacteriano, pode ocorrer, em períodos de mistura total da massa
líquida (inversão térmica) ou de ausência de fotossíntese (período noturno), mortandade de peixes e reintrodução dos compostos reduzidos em toda a massa líquida, com grande deterioração da qualidade da
água.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
55
d) Eventuais mortandades de peixes
Podem ocorrer em função de:
anaerobiose (já comentado acima)
toxicidade da amônia. Em condições de pH elevado (freqüentes durante os períodos de
fotossíntese), a amônia apresenta-se em grande parte na forma livre (NH3), tóxica aos peixes, ao
invés de na forma ionizada (NH4+), não tóxica.
e) Maior dificuldade e elevação nos custos de tratamento da água
A presença excessiva de algas afeta substancialmente o tratamento da água captada no lago ou represa,
devido à necessidade de:
remoção da própria alga
remoção de cor
remoção de sabor e odor
maior consumo de produtos químicos
lavagens mais freqüentes dos filtros
f) Problemas com o abastecimento de água industrial
Elevação dos custos de abastecimento de água industrial devido a razões similares às anteriores, e
também aos depósitos de algas nas águas de resfriamento.
g) Toxicidade das algas
Rejeição da água para abastecimento humano e animal e morte de espécies aquáticas, em razão da
presença de secreções tóxicas de certas algas, dentre as quais algumas são cancerígenas. Essas toxinas
não são removidas pelo tratamento convencional da água e algumas resistem até à fervura, representando
um sério problema de saúde pública.
h) Modificações na qualidade e quantidade de peixes de valor comercial
i) Redução na navegação e capacidade de transporte
O crescimento excessivo de macrófitas enraizadas interfere na navegação, aeração e capacidade de
transporte do corpo d’água.
j) Desaparecimento gradual do lago como um todo
Em decorrência da eutrofização e do assoreamento, aumenta a acumulação de matérias e vegetação, e o
lago se torna cada vez mais raso, até vir a desaparecer. Esta tendência de desaparecimento de lagos
(conversão a brejos ou a áreas pantanosas) é irreversível, porém se dá de forma extremamente lenta. Com
a interferência do homem, o processo pode se acelerar abruptamente. Caso não haja um controle na fonte
e/ou dragagem do material sedimentado, o corpo d’água pode desaparecer relativamente rápido (VON
SPERLING, 2005, p. 154-155).
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56
Legislação ambiental e padrões de lançamento de águas
residuárias
André Bezerra dos Santos
Gilson Barbosa Athayde Júnior
No Brasil, a legislação aplicada às questões ambientais e de saúde é bem ampla. Na
Constituição Federal de 1988, o Art. 225 diz que “todos têm direito a um meio ambiente
ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida,
impondo-se ao Poder Público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as
presentes e futuras gerações”. No mesmo artigo, em seus § 1º e 3º, encontra-se,
respectivamente:
Para assegurar a efetividade desse direito, incumbe ao Poder Público:
[...] preservar e restaurar os processos ecológicos essenciais e propor o
manejo ecológico das espécies e ecossistemas; [...]
VII. proteger a fauna e a flora, vedadas na forma da Lei, as práticas que
coloquem em risco sua função ecológica, provoquem a extinção de espécies
ou submetam os animais a crueldade; [...]
As condutas e atividades consideradas lesivas ao meio ambiente sujeitarão os
infratores, pessoas físicas ou jurídicas, a sanções penais e administrativas,
independentemente da obrigação de reparar os danos causados (BRASIL,
1988, s.p.).
A Lei no. 9.605/1998 dispõe sobre as sanções penais e administrativas derivadas de condutas e
atividades lesivas ao meio ambiente e, em seu art. 54, trata da poluição e outros crimes
ambientais, prevendo pena de reclusão de um a quatro anos e multa para aquele que “causar
poluição de qualquer natureza em níveis tais que resultem ou possam resultar em danos à
saúde humana, ou que provoquem a mortandade de animais ou a destruição significativa da
flora”. Se o crime for culposo, a pena de reclusão é de seis meses a um ano e multa. Essa lei
prevê, ainda, que aquele que “causar poluição hídrica que torne necessária a interrupção do
abastecimento público de água de uma comunidade” poderá receber pena de reclusão de um a
cinco anos e multa.
A Lei no. 6.938/1981, que dispõe sobre a Política Nacional do Meio Ambiente, seus fins e
mecanismos de formulação e aplicação, constituiu o Sistema Nacional de Meio Ambiente
(SISNAMA), que tem como órgão consultivo e deliberativo o Conselho Nacional de Meio
Ambiente (CONAMA). A finalidade do CONAMA é assessorar, estudar e propor ao Conselho de
Governo do SISNAMA diretrizes de políticas governamentais para o meio ambiente e os
recursos naturais e deliberar, no âmbito de sua competência, sobre normas e padrões
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
57
compatíveis com o meio ambiente ecologicamente equilibrado e essencial à sadia qualidade de
vida.
A Lei Federal no. 9.433/1997, por sua vez, instituiu a política nacional de recursos hídricos.
Dentre os instrumentos de gestão da política nacional de recursos hídricos, tem-se o
enquadramento dos corpos de água em classes, segundo os usos preponderantes.
Mais recentemente, foi promulgada a Lei Federal no. 11.445/2007, que trata das diretrizes
nacionais e da política nacional de saneamento básico, a qual preconiza que:
os serviços públicos de saneamento básico serão prestados com base nos
seguintes princípios
fundamentais:
[...]
III
–
abastecimento
de
água,
esgotamento sanitário, limpeza urbana e manejo dos resíduos sólidos
realizados de formas adequadas à saúde pública e à proteção do meio
ambiente (BRASIL, 2007, s.p.).
Dentre as Resoluções do CONAMA, destacam-se as relacionadas com qualidade da água e
controle da poluição:
a) Resolução CONAMA no. 357/2005, que trata, dentre outros aspectos, do enquadramento dos
corpos de água e dos padrões de lançamento de efluentes, a qual veio em substituição a
CONAMA no 20/1986. Os principais aspectos dessa resolução relacionados com qualidade da
água e controle da poluição serão explanados nos subitens “Padrões de qualidade das águas
superficiais no Brasil” e “Padrão para lançamento de efluentes”.
b) Resolução CONAMA no. 274/2000, que trata dos padrões de qualidade da água para fins de
balneabilidade
e
cujos
principais
diretrizes
são
resumidas
no
subitem
“Padrões
de
balneabilidade”.
Cabe ainda observância à legislação estadual e municipal, bem como a tratados internacionais
ou similares, salientado-se que tais normas ou recomendações podem variar objetivando
atender às peculiaridades locais. Nesse quesito, no que se refere a padrões de efluentes,
destacam-se os preconizados pela Organização Mundial da Saúde (OMS) e recentemente pelo
Programa de Pesquisa em Saneamento Básico (PROSAB), ambos tratando da reutilização de
esgotos tratados para fins agrícolas, assunto abordado no subitem “Padrões microbiológicos de
esgotos tratados para uso agrícola”.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
58
Padrões de qualidade das águas superficiais no Brasil
No Brasil, a Resolução CONAMA no. 357/2005 dividiu as águas do território nacional em águas
doces (salinidade < 0,05%), salobras (salinidade entre 0,05% e 3,0%) e salinas (salinidade > 3%).
Em função dos usos previstos, foram criadas 13 classes, as quais são apresentadas no Quadro
3.
Quadro 3. Usos preponderantes nas classes de água doce, salina e salobra.
Doces
Uso
Abastecimento doméstico
Preservação
natural
do
das
aquáticas
1
2
Salinas
3
4
Esp.
1
2
Salobras
3
Esp.
1
2
3
equilíbrio
comunidades
e
Esp.
ambientes
aquáticos
Proteção das comunidades
aquáticas
Recreação
de
contato
primário
Irrigação
Aqüicultura
Pesca
Recreação
de
contato
secundário
Dessedentação de animais
Navegação
Harmonia paisagística
Fonte: BRASIL, 2005.
Os padrões de qualidade das águas determinados na Resolução CONAMA no 357/2005, no seu
Capítulo III, estabelecem limites para cada substância em cada classe. Os valores dos principais
parâmetros de qualidade de água são mostrados na Tabela 14.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
59
Tabela 14. Padrões de lançamento no corpo receptor segundo a Resolução Conama no 357/2005.
Parâmetro
Doces
Esp
1
2
Salinas
3
4
Esp
1
Salobras
2
3
Esp
1
2
3
Materiais flutuantes
-
Aus.
Aus.
Aus.
Aus.
-
VA
VA
VA
-
VA
VA
VA
Óleos e graxas
-
Aus.
Aus.
Aus.
Irides.
-
VA
VA
Irides.
-
VA
VA
Irides.
-
Aus.
Aus.
Aus.
-
VA
VA
VA
-
VA
VA
VA
-
Aus.
Aus.
Aus.
-
-
VA
VA
VA
-
VA
VA
VA
-
Aus.
Aus.
Aus.
-
-
VA
VA
VA
-
VA
VA
VA
NE
-
1000
2500
4000
-
1000
2500
4000
Substâncias que
comuniquem gosto ou
odor
Corantes provenientes de
fontes antrópicas
Resíduos sólidos
objetáveis
Escherichia coli ou
coliformes
termotolerantes
Não
objet.
1000a
-
200
1000
2500b
4000c
(NMP/100mL)
DBO5 (mgO2/L)
-
<3
<5
< 10
-
-
-
-
-
-
-
-
-
COT (mg/L)
-
-
-
-
-
-
<3
<5
< 10
-
<3
<5
< 10
OD (mgO2/L)
-
>6
>5
>4
>2
-
>6
>5
>4
-
>5
>4
>3
Turbidez (UNT)
-
40
100
100
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Cor verdadeira (mg Pt/L)
-
75
75
-
-
-
-
-
-
-
-
-
pH
-
6-9
6-9
6-9
6-9
-
6,5-8,5
6,5-8,5
6,5-8,5
-
6,5-8,5
6,5-8,5
5,0-9,0
Clorofila a (µg/L)
-
10
30
60
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Fonte: BRASIL, 2005.
Aus. = ausentes
Irides. = iridescências
Não objet. = não objetáveis
VA = virtualmente ausentes; a: dessedentação de animais; b: recreação de contato secundário; c: demais usos.
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60
Padrão para lançamento de efluentes
Segundo a Resolução CONAMA no 357/2005, em seu Capítulo IV, os efluentes de qualquer
fonte poluidora somente poderão ser lançados, direta ou indiretamente, nos corpos de água,
após o devido tratamento e desde que obedeçam às condições, padrões e exigências dispostos
na supracitada resolução e em outras normas aplicáveis. São condições obrigatórias para
lançamento:
Art. 33. Na zona de mistura de efluentes, o órgão ambiental competente
poderá autorizar, levando em conta o tipo de substância, valores em
desacordo com os estabelecidos para a respectiva classe de enquadramento,
desde que não comprometam os usos previstos para o corpo de água.
Art. 34. Os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser
lançados, direta ou indiretamente, nos corpos de água desde que obedeçam
às condições e padrões previstos neste artigo, resguardadas outras exigências
cabíveis:
§ 1º O efluente não deverá causar ou possuir potencial para causar efeitos
tóxicos aos organismos aquáticos no corpo receptor, de acordo com os
critérios de toxicidade estabelecidos pelo órgão ambiental competente.
§ 2º Os critérios de toxicidade previstos no § 1o devem se basear em
resultados de ensaios ecotoxicológicos padronizados, utilizando organismos
aquáticos, e realizados no efluente.
§ 3º Nos corpos de água em que as condições e padrões de qualidade
previstos nesta Resolução não incluam restrições de toxicidade a organismos
aquáticos, não se aplicam os parágrafos anteriores.
§ 4º Condições de lançamento de efluentes:
I - pH entre 5 a 9;
II - temperatura: inferior a 40ºC, sendo que a variação de temperatura do
corpo receptor não deverá exceder a 3ºC na zona de mistura;
III - materiais sedimentáveis: até 1mL/L em teste de 1 hora em cone Imhoff.
Para o lançamento em lagos e lagoas, cuja velocidade de circulação seja
praticamente nula, os materiais sedimentáveis deverão estar virtualmente
ausentes;
IV - regime de lançamento com vazão máxima de até 1,5 vezes a vazão média
do período de atividade diária do agente poluidor, exceto nos casos
permitidos pela autoridade competente;
V - óleos e graxas:
1 - óleos minerais: até 20mg/L;
2- óleos vegetais e gorduras animais: até 50mg/L; e
VI - ausência de materiais flutuantes.
Art. 35. Sem prejuízo do disposto no inciso I, do § 1o do art. 24, desta
Resolução, o órgão ambiental competente poderá, quando a vazão do corpo
de água estiver abaixo da vazão de referência, estabelecer restrições e
medidas adicionais, de caráter excepcional e temporário, aos lançamentos de
efluentes que possam, dentre outras conseqüências:
I - acarretar efeitos tóxicos agudos em organismos aquáticos ou
II - inviabilizar o abastecimento das populações.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
61
Vazão de referência: vazão do corpo hídrico utilizada como base para o
processo de gestão, tendo em vista o uso múltiplo das águas e a necessária
articulação das instâncias do Sistema Nacional de Meio Ambiente (SISNAMA) e
do Sistema Nacional de Gerenciamento de Recursos Hídricos (SINGRH).
Art. 36. Além dos requisitos previstos nesta Resolução e em outras normas
aplicáveis, os efluentes provenientes de serviços de saúde e estabelecimentos
nos quais haja despejos infectados com microrganismos patogênicos, só
poderão ser lançados após tratamento especial.
Art. 37. Para o lançamento de efluentes tratados no leito seco de corpos de
água intermitentes, o órgão ambiental competente definirá, ouvido o órgão
gestor de recursos hídricos, condições especiais (BRASIL, 2005, s.p.).
Os valores máximos permissíveis para lançamento em corpos aquáticos de alguns compostos
químicos, segundo a resolução CONAMA no. 357/05, são mostrados na Tabela 15.
Tabela 15. Valor máximo permissível de alguns compostos químicos segundo a Resolução CONAMA no.
357/05.
Valor Máximo
Parâmetro
Valor Máximo
Permissível CONAMA no
Parâmetro
Permissível
Permissível CONAMA no
357/2005
357/2005
Amônia total (mg/L)
20,0
Arsênio total (mg/L)
0,5
Fluoreto total (mg/L)
Manganês (mg/L)
Bário (mg/L)
5,0
Mercúrio total (mg/L)
Boro (mg/L)
5,0
Níquel total (mg/L)
2,0
Cádmio total (mg/L)
0,2
Prata total (mg/L)
0,1
0,3
Chumbo total (mg/L)
0,5
Selênio total (mg/L)
Cianeto total (mg/L)
0,2
Sulfato (mg/L)
Cobre total (mg/L)
1,0
Sulfeto (mg/L)
Clorofórmio (mg/L)
1,0
Tetracloreto
10,0
1,0
0,01
1,0
de
1,0
carbono (mg/L)
Cromo total (mg/L)
0,5
Tricloroeteno (mg/L)
1,0
Dicloroeteno (mg/L)
1,0
Zinco total (mg/L)
5,0
Estanho total (mg/L)
4,0
Materiais
1
Sedimentáveis (mL/L)
Ferro total (mg/L)
Fenóis (mg/L)
15,0
0,5
pH
5-9
Temperatura (ºC)
< 40
Regime de lançamento
qmax/qmin < 1,5
Os padrões de qualidade no corpo receptor e de lançamento de efluentes estão, de certa forma,
inter-relacionados. O real objetivo de ambos é a preservação da qualidade no corpo d’água. No
entanto, os padrões de lançamento existem apenas por uma questão prática, já que é difícil se
manter o controle efetivo das fontes poluidoras com base apenas na qualidade do corpo
receptor. O inter-relacionamento entre os dois padrões se dá no sentido de que deverá ser
verificado o atendimento aos padrões de lançamento e do corpo receptor. Devem ser avaliadas
as seguintes situações hipotéticas:
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62
Caso o efluente satisfaça os padrões de lançamento, mas não satisfaça os padrões do
corpo receptor, as características de lançamento deverão ser tais que, necessariamente,
atendam ao padrão do corpo receptor. Em outras palavras, nestas condições, o
lançamento deverá ter características mais restritivas do que as expressas pelo padrão
de lançamento usual. Essa situação pode ocorrer no caso de corpos receptores com
baixa capacidade de assimilação e diluição.
Caso o efluente não satisfaça os padrões de lançamento, mas satisfaça os padrões do
corpo receptor, o órgão ambiental poderá autorizar lançamentos com valores acima dos
padrões
de
lançamento,
desde
que
estudos
ambientais
demonstrem
que
as
características do corpo receptor estarão dentro dos padrões para sua respectiva classe.
Essa situação pode ocorrer no caso de corpos receptores com boa capacidade de
assimilação e diluição.
Padrões de balneabilidade
Os padrões microbiológicos para corpos d’água doce são funções do uso da água e da classe
em que se acha enquadrado o corpo hídrico, definidos na resolução CONAMA no. 357/2005
(BRASIL, 2005). Apesar de recente, essa resolução manteve os limites definidos na resolução
CONAMA no. 274/2000 (BRASIL, 2000), que prevê limites para coliformes termotolerantes,
coliformes totais, estreptococos e Escherichia coli. O Quadro 4 apresenta os padrões de
balneabilidade fixados na supracitada resolução.
Quadro 4. Padrões de balneabilidade definidos pela Resolução Conama no 274/2000.
Balneabilidade
Balneabilidade /
Padrões para o corpo de água
categoria
Excelente
Própria
Muito boa
Satisfatória
Máximo de 250 CF/100 mL ou 200 E.coli/100mL ou 25 enterococos/100mL, em
80% ou mais das amostras das cinco semanas anteriores;
Máximo de 500 CF/100 mL ou 400 E.coli/100mL ou 50 enterococos/100mL, em
80% ou mais das amostras das cinco semanas anteriores;
Máximo de 1.000 CF/100 mL ou 800 E.coli/100mL ou 100 enterococos/100mL,
em 80% ou mais das amostras das cinco semanas anteriores.
a) não atendimento aos critérios estabelecidos para as águas próprias;
b) valor obtido na última amostragem for superior a 2.500 CF (termotolerantes) ou
2.000 E.coli ou 400 enterococos por 100 mL;
c) incidência elevada ou anormal, na região, de enfermidades transmissíveis por
via hídrica, indicada pelas autoridades sanitárias;
d) presença de resíduos ou despejos, sólidos ou líquidos, inclusive esgotos
Imprópria
sanitários, óleos, graxas e outras substâncias, capazes de oferecer riscos à saúde
ou tornar desagradável a recreação;
e) pH < 6,0 ou pH > 9,0 (águas doces), à exceção das condições naturais;
f) floração de algas ou outros organismos, até que se comprove que não oferecem
riscos à saúde humana;
g) outros fatores que contra-indiquem, temporária ou permanentemente, o
exercício da recreação de contato primário.
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63
Padrões microbiológicos de esgotos tratados para uso agrícola
A água para irrigação deve obedecer a determinados critérios que visam à preservação da
qualidade das culturas, dos níveis de produção, do solo agrícola e à proteção da saúde do
consumidor. A Organização Mundial da Saúde, em 1989, estabeleceu diretrizes para o uso de
esgotos na agricultura, conforme indicado no Quadro 5 (WHO, 1989).
Quadro 5. Diretrizes microbiológicas para uso de esgotos na agricultura (WHO, 1989).
Nematóides
Cat.
Cat.
A
Condições do reuso
Grupos de risco
Coliformes
intestinais 1
fecais
(no.
(nº./100mL)
ovos/litro)2
3
≤1
Sistema de
tratamento
recomendado para
atingir a qualidade
microbiológica
Irrigação de culturas a
Operários,
≤ 1.000
serem ingeridas cruas,
consumidores e
estabilização em
campos esportivos,
público
série ou
parques públicos4
Lagoas de
tratamento
equivalente
B
Irrigação de cereais,
Operários
≤1
culturas industriais,
Não
Retenção em
aplicável
lagoas de
forragens, pastos e
estabilização por 8
árvores5
a 10 dias ou
remoção
equivalente de
helmintos e
coliformes fecais
C
Irrigação localizada de
Nenhum
culturas da categoria
Não
Não
Pré-tratamento
aplicável
aplicável
requerido pela
B, se não ocorrer
técnica de
exposição de
irrigação aplicada,
trabalhadores e do
mas não menos do
público
que tratamento
primário
(1)- Ascaris, Trichuris, Necator americans e Ancilostomus duodenalis; (2)- Média aritmética durante o período de irrigação; (3)Média geométrica durante o período de irrigação; (4)- Um valor diretriz mais restritivo (200 coliformes fecais por 100 mL) é
apropriado para gramados públicos, tais como os de hotéis, com os quais o público tenha contato direto.; (5)- No caso de
árvores frutíferas, a irrigação deve cessar duas semanas antes dos frutos serem colhidos, e frutos não devem ser colhidos do
chão. Irrigação por sistemas de aspersores não deve ser utilizada.
As diretrizes da Organização Mundial de Saúde foram revistas recentemente e podem ser vistas
em WHO (2006). De acordo com WHO (2006), é necessário atualizar as diretrizes para levar em
consideração evidências científicas sobre patógenos, produtos químicos e outros fatores,
incluindo as mudanças nas características da população, as alterações nas práticas de
saneamento, a existência de melhores métodos para avaliação de riscos, os problemas sociais e
de equidade e as práticas sócio-culturais.
Segundo a OMS, há a necessidade de proceder a uma revisão na avaliação de riscos e nos dados
epidemiológicos. Essa nova visão envolve a avaliação de riscos à saúde prioritariamente à
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
64
colocação de objetivos a serem alcançados para a saúde, definindo ações básicas de controle e
avaliando os impactos dessas medidas nas condições da saúde pública. Essa nova forma é
flexível e permite aos países levar em consideração os riscos associados à saúde que podem
resultar da exposição a microrganismos pela água de beber ou por contato com águas na
recreação ou no trabalho. É importante que os riscos à saúde resultantes do uso de esgotos
sanitários na agricultura sejam considerados no contexto da situação do nível geral de doenças
dentro de uma dada população.
A meta básica de saúde define um nível de proteção à saúde que é relevante para cada risco.
Uma meta para um nível básico de saúde pode basear-se em um padrão métrico de doença, tal
com o AVAI - anos de vida ajustados para a incapacidade, por exemplo, 10-6 AVAIs.
Os AVAIs tentam medir o tempo perdido por causa da incapacidade ou morte resultante de uma
doença, comparado com uma longa vida livre de incapacidade na ausência de doença. Os AVAIs
são calculados somando os anos de vida perdidos por morte prematura aos anos vividos com
alguma incapacidade. Anos de vida perdidos são calculados a partir de taxas de idade
específica de mortalidade e os valores de esperança de vida de uma dada população. Anos
vividos com uma incapacidade são calculados pelo número de casos multiplicado pela duração
média da doença e por um fator de gravidade variando de 1 (morte) a zero (saúde perfeita)
baseado na doença (ex. diarréia de veiculação hídrica tem um fator de gravidade variando de
0,09 a 0,12, dependendo da idade do grupo). Os AVAIs constituem uma ferramenta importante
para comparar efeitos de doenças, porque levam em conta não somente os efeitos agudos na
saúde mas também os efeitos retardados e crônicos – incluindo morbidade e mortalidade.
A OMS, em suas últimas diretrizes, estabeleceu que a meta básica de saúde adotada
corresponde a uma carga adicional de doenças de < 10-6 AVAI por pessoa por ano. Este valor
significa que cada pessoa perderá, por ano, o equivalente a 10-6 anos de vida, ou de boa
qualidade de vida, causados por incapacidade. O AVAI leva em conta a perda de anos, tanto por
perda de qualidade de vida (incapacidade - perda parcial de anos), quanto por morte prematura
(perda integral dos anos) causado pela doença. Por exemplo, durante 80 anos de expectativa de
vida, uma pessoa perderia 80x10-6 anos devidos à perda de qualidade de vida ou à morte
prematura. Observando em termos de uma população, por exemplo, para 100.000 habitantes,
esta doença causaria uma perda de 100.000x10-6 = 0,1 ano em cada ano por pessoa.
A Tabela 16 traz as metas para alcançar o nível básico de saúde para a agricultura. As metas
para o nível básico de saúde para rotavírus baseiam-se na Avaliação Quantitativa de Risco
Microbiológico (AQRM), indicando a redução de patógenos, em log10, requerida para alcançar
10-6 AVAI, para diferentes formas de exposição. Os riscos para transmissão de rotavírus foram
sempre
estimados
por
serem
superiores
aos
riscos
associados
com
infecções
por
Campylobacter ou Cryptosporidium.
Para desenvolver metas básicas de saúde para infecções por helmintos, foi usada a evidência
epidemiológica. Essa evidência demonstrou que o excesso de infecções por helmintos (para
ambos, consumidores e trabalhadores) não podia ser medida quando esgotos sanitários com ≤
1 ovo de helmintos eram usados em irrigação. O nível de proteção à saúde pode ser alcançado
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
65
pelo tratamento dos esgotos, ou por uma combinação de tratamento mais a lavagem do
produto para proteger os consumidores de alimentos crus; ou pelo tratamento do esgoto e o
uso de equipamentos de proteção individual (botas, luvas) para proteger os trabalhadores.
Quando crianças com menos de 15 anos de idade são expostas no campo, tanto medidas
adicionais de tratamento de esgotos (para alcançar uma qualidade no efluente de ≤ 0,1 ovo de
helmintos por litro) como a adoção de outras medidas de proteção (ex. tratamento antihelmintos) devem ser consideradas.
Tabela 16. Metas básicas de saúde para o uso de esgotos domésticos na agricultura.
Meta para nível
nível básico
Cenário de exposição
de saúde (AVAIa por
Redução (Log10)
de patógenos
pessoa por ano)
Irrigação irrestrita
≤
Número de ovos
de helmintos por
litro
10-6 b
Alface (folha)
6
≤ 1c,d
Cebola (raiz)
7
≤ 1c,d
3
≤ 1c,d
4
≤ 1c,d
Culturas elevadas
2
Sem
Culturas rentes ao solo
4
Irrigação restrita
≤ 10-6 b
Altamente mecanizada
Atividade humana intensa
Irrigação localizada (gotejamento)
≤
10-6 b
recomendação
≤ 1e
Fonte: WHO, 2006.
a
AVAI -Anos de vida ajustados para a incapacidade. Tenta medir o tempo perdido por causa da incapacidade ou morte
resultante de uma doença, comparado com uma longa vida livre de incapacidade na ausência de doença.
b
Redução de rotavírus. O nível de saúde básica pode ser alcançado, para a irrigação irrestrita e localizada, por uma redução de
6-7 unidades log de patógenos (obtida por uma combinação de tratamento do esgoto e outras medidas de proteção à saúde);
para irrigação restrita, é alcançada por uma redução de 2-3 unidades log de patógenos.
c
Quando crianças com menos de 15 anos são expostas, medidas adicionais de proteção à saúde devem ser adotadas (ex.
tratamento para alcançar ≤ 0,1 ovo de helminto por litro no efluente, equipamentos de proteção como botas e luvas e
tratamento com remédios).
d
Uma média aritmética deve ser determinada durante o período de irrigação. O valor de ≤ 1 ovo de helminto por litro deve ser
obtido em pelo menos 90% das amostras, no sentido de permitir ocasionais amostras com valores altos (isto é, com > 10 ovos
por litro). Para alguns processos de tratamento de esgotos sanitários (ex. lagoas de estabilização), o tempo de detenção
hidráulica pode ser usado como um meio para assegurar conformidade com ≤ 1 ovo de helminto por litro.
e
Nenhuma cultura pode ser apanhada do solo.
Redução de vírus, bactérias e protozoários
protozoários patogênicos
Para alcançar a meta básica de saúde desejada, medidas de proteção à saúde devem ser
efetuadas. Geralmente, o nível básico de saúde pode ser alcançado pela combinação de
medidas de proteção a serem desenvolvidas em diferentes níveis do sistema. Uma redução de
patógenos de 6-7 log pode ser alcançada pela aplicação de medidas de proteção à saúde, cada
qual tendo sua unidade log de redução ou faixa de redução, como mostra a Tabela 16. Uma
combinação dessas medidas é usada, de tal forma que para todas as combinações a soma das
reduções individuais de unidades log de cada medida de proteção da saúde adotada é igual ao
total requerido de redução de 6-7 unidades log.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
66
Redução de helmintos
As metas para redução microbiológica para proteção contra infecção por helmintos devem
basear-se nos resultados epidemiológicos e em estudos microbiológicos. É a intensidade da
infecção, muito mais que a simples infecção, que está associada à incapacidade resultante de
infecções por helmintos.
O valor de ≤ 1 ovo de helmintos por litro de esgoto doméstico tratado é recomendado para a
irrigação irrestrita. Estudos epidemiológicos, no entanto, indicam que alcançar ≤ 1 ovo de
helmintos por litro pode não ser suficiente para proteção em situações onde as condições
favorecem a sobrevivência dos ovos (ex. temperatura, condições de umidade do solo),
permitindo a acumulação de ovos no solo e nas culturas, especialmente onde crianças com
menos de 15 anos consomem alimentos não cozidos levados do campo pelos trabalhadores.
Assim, quando crianças com menos de 15 anos de idade são expostas a consumo de legumes
que tenham sido irrigados com esgoto contendo ≤ 1 ovo de helmintos por litro, devem ser
adotadas medidas adicionais de proteção sanitária, que podem incluir: tratamento com antihelmintos mediante campanhas massivas de uso de remédios ou campanhas de controle nas
escolas; promoção da lavagem dos legumes com uma fraca solução detergente antes do uso.
Alternativamente, os esgotos podem ser tratados até alcançar o nível de ≤ 0,1 ovo de
helmintos por litro.
O tratamento necessário para reduzir os ovos de helmintos para alcançar o nível de ≤ 1 ovo por
litro depende do número de ovos no esgoto sanitário bruto. Por exemplo, se existem 103 ovos
por litro no esgoto bruto, é necessária uma redução de 3 unidades log. Se existem 102, é
necessária uma redução de 2 unidades log; e se há 10 ovos por litro, a redução necessária é de
1 unidade log. Se o número de ovos de helmintos no esgoto bruto é ≤ 1 por litro, então
nenhuma medida adicional de proteção é requerida (esta é uma situação típica de muitos
países industrializados).
Para a irrigação restrita, também é recomendado o nível de ≤ 1 ovo de helmintos por litro, com
as mesmas observações feitas para irrigação irrestrita, para proteção de crianças com menos de
15 anos de idade.
Produtos químicos
Para definir limites numéricos para concentrações máximas toleráveis de poluentes em solos
irrigados com esgoto, deve-se estabelecer a ingestão humana diária aceitável (ADI – Acceptable
daily intake) para um determinado poluente. Devem ser considerados os diversos caminhos
seguidos pelos poluentes até alcançar o ser humano, após a aplicação de esgotos no solo. A
Organização Mundial de Saúde (WHO, 2006) considera, de forma simplificada, duas rotas para
os poluentes: (a) a transferência de poluentes pela cadeia alimentar via esgoto → solo → planta
→ ser humano; (b) ingestão dos poluentes pelo consumo de grãos, legumes, raízes, culturas
tipo raízes e tubérculos, e frutas em quantidades de aproximadamente 75% dos alimentos
consumidos diariamente por um adulto.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
67
As diretrizes adotadas pelo PROSAB
O Programa de Pesquisas em Saneamento Básico (PROSAB) elaborou diretrizes para o uso de
esgotos sanitários na agricultura e na piscicultura (Dos SANTOS, 2006). O Quadro 6 contém as
diretrizes para o uso agrícola de esgotos sanitários.
Quadro 6. Diretrizes do PROSAB para uso agrícola de esgotos sanitários.
Categoria
Irrigação
irrestrita
CTer 100 mL-1 (3)
≤ 1 x 103
Ovos de helmintos
Observações
L-1 (4)
≤1
≤ 1 x 104 CTer 100 mL-1 no caso de
irrigação por gotejamento de culturas que
(1)
se desenvolvem distantes do nível do solo
ou técnicas hidropônicas em que o contato
com a parte comestível da planta seja
minimizado.
Irrigação
≤ 1 x 104
restrita (2)
≤1
≤ 1 x 105 CTer 100 mL-1 no caso da
existência
de
barreiras
proteção do trabalhador
(5).
adicionais
de
É facultado o
uso de efluentes (primários e secundários)
de técnicas de tratamento com reduzida
capacidade de remoção de patógenos,
desde
que
subsuperficial
associado
à
irrigação
(6).
Fonte: Dos SANTOS, 2006.
(a) Para uso agrícola do esgoto tratado não há restrição de DBO, DQO e SST, sendo as concentrações efluentes uma
conseqüência das técnicas de tratamento compatíveis coma a qualidade microbiológica estipulada. Todavia, efluentes com
concentrações elevadas desses parâmetros podem favorecer a formação de biofilmes e o entupimento de sistemas de irrigação;
(b) O padrão de qualidade de efluentes expresso apenas em termos de coliformes termotolerantes (CTer) e ovos de helmintos
aplicam-se ao emprego de sistemas de tratamento por lagoas. Nesses sistemas a remoção de cistos de protozoárias é indicada
pela remoção de ovos de helmintos. No caso de filtração terciária a turbidez deve ser utilizada como parâmetro indicador da
remoção de protozoários. Para a irrigação irrestrita recomenda-se um padrão de turbidez ≤ 5 uT. Além disso, em sistemas que
incluam a desinfecção deve-se recorrer aos parâmetros de controle da desinfecção (residual desinfetante e tempo de contato)
necessários ao alcance do padrão estipulado para coliformes termotolerantes.
1) Irrigação superficial ou por aspersão de qualquer cultura, inclusive culturas alimentícias consumidas cruas. Inclui também a
hidroponia; 2) Irrigação superficial ou por aspersão de qualquer cultura não ingerida crua, inclui culturas alimentícias e não
alimentícias, forrageiras, pastagens e árvores. Inclui também a hidroponia; 3) Coliformes termotolerantes (CTer); média
geométrica durante o período de irrigação, alternativa e preferencialmente pode-se determinar E. coli.; 4) Nematóides
intestinais humanos; média aritmética durante o período de irrigação; 5) Barreiras adicionais de proteção encontradas em
agricultura de elevado nível tecnológico, incluindo o emprego de irrigação localizada e equipamentos de proteção individual.
Exclui-se dessa nota a irrigação de pastagens e forrageiras destinadas à alimentação animal; 6) Neste caso não se aplicam os
limites estipulados de coliformes e ovos de helmintos, sendo a qualidade do efluente conseqüência das técnicas de tratamento
empregadas.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
68
Controle de poluição: operações, processos, graus e
tecnologias de tratamento
André Bezerra dos Santos
Gilson Barbosa Athayde Júnior
Operações unitárias
Várias operações unitárias podem estar presentes nas diversas concepções de estações de
tratamento de esgotos, as quais objetivam a remoção de compostos ou redução das
concentrações a níveis aceitáveis. No quadro a seguir, são abordadas algumas dessas
operações.
Quadro 7. Principais operações unitárias do tratamento de esgotos.
Operação
Unitária
Descrição
Exemplo
Gradeamento
Remoção do material que fica retido nas grades.
Grade de barras, peneiras etc.
Sedimentação
Retirada do material pela ação da força da gravidade.
Retirada
de
areia
nos
desarenadores, alguns sólidos em
suspensão
nos
decantadores
primários etc. Pode ser uma etapa
posterior
ao
processo
de
coagulação-floculação.
Flotação
Operação de retirada de contaminantes no sentido
Remoção de gordura e óleo, com
inverso ao da sedimentação, conseguida pela adição
uso ou não de aeração; remoção
de produtos químicos, seguida ou não de injeção de
de partículas em suspensão pela
bolhas de ar pressurizado no líquido. No final é feita
ação de coagulantes seguidos de
a remoção do material flotado.
aeração.
Coagulação
Adição de agentes coagulantes no esgoto com a
Adição
química
propriedade de atuar no material em suspensão com
alumínio,
baixa capacidade de sedimentação, além da matéria
cloreto
coloidal, de modo a se formarem flocos que podem
coagulação etc.
de
hidróxi-cloreto
sulfato
férrico,
de
de
alumínio,
auxiliares
de
ser removidos, quer por sedimentação quer por
flotação.
Filtração
Remoção de poluentes pela retenção dos mesmos em
Filtros de areia localizados após
um leito filtrante ou membranas.
decantadores, membranas etc.
Inativação de patógenos presentes por um agente
Ozonização,
desinfetante
cloração etc.
Oxidação
Remoção de poluentes ricos em matéria orgânica,
Sistemas biológicos de tratamento
biológica
nutrientes etc., pelos microrganismos aeróbios e
como lodos ativados, lagoas de
anaeróbios presentes nos esgotos.
estabilização,
Desinfecção
ultravioleta
(UV),
tratamento
anaeróbio etc.
Troca de gás
Operação de adição de gases ao esgoto.
Adição
de
oxigênio
para
os
processos aeróbios, cloro gasoso
em
alguns
processos
de
desinfecção etc.
Precipitação
Reação
química
selecionadas e as substâncias dissolvidas presentes
de
precipitação
entre
substâncias
Adição de cal a um esgoto rico em
ferro,
no esgoto.
sedimentam.
produzindo
flocos
que
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69
Processos e níveis de tratamento
Os processos de tratamento de esgotos podem ser classificados em físicos, químicos ou
biológicos. Devido a tais processos não atuarem de forma isolada, a classificação final será
função da predominância de um determinado processo unitário, como descrito abaixo:
Processos físicos: remoção de substâncias fisicamente separáveis dos líquidos ou que não se
encontram dissolvidas, como a remoção de sólidos grosseiros, sedimentáveis (inclusive
remoção de areia) e remoção de sólidos flutuantes. São exemplos as operações de:
gradeamento, mistura, floculação, sedimentação, flotação e filtração.
Processos químicos: há a utilização de um produto químico, sendo estes processos raramente
utilizados de forma isolada e, via de regra, selecionados quando apenas os processos físicos e
biológicos não atendem aos padrões a serem alcançados com o tratamento. Pode-se mencionar
as etapas de: coagulação e floculação, precipitação e oxidação química, adsorção, desinfecção e
neutralização.
Processos biológicos: há a participação de microrganismos, quer sejam facultativos, aeróbios
ou anaeróbios, na remoção de contaminantes ricos em matéria orgânica, nutrientes,
detergentes etc. Os principais processos são: remoção da matéria orgânica, nitrificação,
desnitrificação, remoção de fósforo, redução de sulfato, remoção de metais pesados etc.
Os processos de tratamento de esgotos podem ser classificados em função da remoção do
poluente na estação de tratamento de esgotos em:
Sólidos grosseiros: crivos, grades ou peneiras.
Sólidos sedimentáveis: desarenadores, centrifugadores, decantadores, flotadores etc.
Óleos, graxas e sólidos flutuantes: tanques de retenção de gorduras (caixa de gordura),
flotadores, decantadores com removedores de escuma.
Matéria orgânica: tratamento anaeróbio (tanque séptico, UASB etc.), lodos ativados
(convencional, aeração prolongada, batelada seqüencial), filtros biológicos (baixa e alta
taxa), disposição no solo, lagoas de estabilização etc.
Microrganismos
patogênicos:
técnicas
de
desinfecção
artificiais
como
ozônio,
ultravioleta, cloração etc., ou naturais como disposição no solo e lagoas de estabilização.
Nutrientes na forma de nitrogênio: remoção biológica através do processo de
nitrificação/desnitrificação, ANAMOX, disposição no solo, processos físico-químicos.
Nutrientes na forma de fósforo: remoção biológica ou por processos físico-químicos.
Odor: Gás stripping, adsorção em carvão, biofiltros etc.
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Visando simplificar tal classificação, além de se tentar explicitar de forma clara o objetivo do
tratamento, foi criado o conceito de nível de tratamento, que se divide em: preliminar, primário,
secundário, terciário e avançado. Os dois últimos níveis de tratamento são realizados apenas
em algumas ETEs do Brasil. Entretanto, com limites de descarte de esgotos cada vez mais
restritivos, que forçam operadoras de saneamento e indústrias a adotarem políticas de reuso de
águas, a tendência é de se ter mais estações realizando tratamento a nível terciário e avançado.
O tratamento preliminar objetiva a remoção de sólidos grosseiros, areia, óleo e gordura,
enquanto
o
tratamento
primário
visa à remoção
de sólidos
suspensos
(removendo
indiretamente parte da matéria orgânica). Em ambos os níveis, predominam os mecanismos
físicos de remoção de poluentes. O tratamento secundário visa principalmente à remoção de
matéria orgânica, podendo eventualmente remover nutrientes (nitrogênio e fósforo). O
tratamento terciário objetiva a remoção de poluentes específicos como nutrientes, metais,
compostos não-biodegradáveis etc., ou ainda a remoção complementar de poluentes não
removidos nas outras unidades de tratamento.
O tratamento avançado é realizado para
remover material suspenso e dissolvido, remanescentes, visando à reutilização da água. Este
ainda é bastante raro no Brasil, apesar de existirem algumas experiências de sucesso em
indústrias têxteis, de papel etc.
Existe também o pré-tratamento, que é o tratamento dado ao esgoto, em qualquer nível, para
adequá-lo ao lançamento da rede de esgoto municipal ou coletiva (geralmente feito em
indústrias). O Quadro 8 sumariza os níveis de tratamento e os principais poluentes removidos.
Quadro 8. Níveis de tratamento e os principais poluentes removidos.
Nível
Remoção
Preliminar
Sólidos em suspensão grosseiros que ficam retidos nas grades, areia que fica
retida na unidade de desarenação e, eventualmente, gordura e óleo (caixas de
gordura).
Primário
Sólidos em suspensão. Podem ser removidos pelo uso de decantadores,
flotadores e processos físico-químicos de coagulação-floculação.
Primário
Remoção acelerada de sólidos pela adição de químicos ou através de filtração.
avançado
Secundário
DBO em suspensão não removida no tratamento primário ou DBO solúvel
(sólidos dissolvidos)
Secundário
remoção
com
de
Remoção de
compostos orgânicos biodegradáveis, sólidos suspensos e
nutrientes (nitrogênio, fósforo ou ambos)
nutrientes
Terciário
Nutrientes, patogênicos, compostos não biodegradáveis, metais pesados,
Avançado
Remoção de material suspenso e dissolvido remanescente, visando ao reuso da
sólidos inorgânicos dissolvidos, sólidos em suspensão remanescentes.
água. Ex: adsorção por carvão, eletrodiálise, troca iônica, membranas etc.
Nota: Pré-tratamento é diferente de Tratamento Preliminar.
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Para a avaliação da eficiência de uma ETE em termos de remoção de matéria orgânica,
nutrientes, patógenos etc., é importante a definição da eficiência de remoção do poluente, a
qual é dada pela fórmula:
E=
Ca − Ce
x100
Ca
(7)
Onde:
E = eficiência do sistema (%)
Ca = concentração afluente do poluente (mg/L)
Ce = concentração efluente do poluente (mg/L)
Assim, através das análises físico-químicas e microbiológicas obtidas durante o monitoramento
de ETEs no esgoto bruto e tratado, e em alguns casos em cada etapa do tratamento, pode-se
estimar a eficiência unitária e global do tratamento, além de verificar se o esgoto tratado
encontra-se dentro dos limites de descarte regulamentados pelo órgão ambiental. Caso a
concentração esteja acima, dever-se-á investigar as causas do comportamento e propor
soluções técnicas para a correção do problema.
Tratamento biológico de esgotos
Os processos biológicos de tratamento de esgotos são aceitos como os de menor custo quando
comparados com os demais tipos de tratamento. Para esgotos sanitários eles sempre estarão
presentes, motivo pelo qual serão detalhados no presente item. Devido à vasta quantidade de
informação para o detalhamento dos processos biológicos existentes, serão descritos apenas
aqueles mais utilizados no Brasil.
Os sistemas de tratamento biológico podem ser classificados como aeróbios (presença de O2),
anaeróbios (ausência de O2 e nitrato) e anóxicos (ausência de O2 e presença de nitrato). Os
microrganismos podem crescer tanto em suspensão como aderidos em um meio suporte, onde
o reator biológico pode ser configurado para a remoção de DBO, remoção de nutrientes,
patógenos etc., ou uma combinação destes. Um resumo dos principais processos biológicos e
suas finalidades é mostrado no Quadro 9.
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Quadro 9. Principais processos biológicos de tratamento de esgotos aeróbios, anóxicos e anaeróbios.
Tipo
Nome comum
Uso
Processos aeróbios
Crescimento suspenso
Crescimento aderido
Híbridos (combinados)
Lodos ativados
Remoção DBO, nitrificação
Lagoas aeradas
Remoção DBO, nitrificação
Digestão aeróbia
Estabilização, remoção DBO
Filtros biológicos
Remoção DBO, nitrificação
Reatores de contato (biodiscos)
Remoção DBO, nitrificação
Reatores com leito fixo
Remoção DBO, nitrificação
Filtro biológico/lodos ativados
Remoção DBO, nitrificação
Desnitrificação de crescimento
Desnitrificação
Processos anóxicos
Crescimento suspenso
suspenso
Crescimento aderido
Desnitrificação de crescimento
Desnitrificação
aderido
Processos anaeróbios
Crescimento suspenso
Reatores de contato anaeróbios
Remoção DBO
(biodiscos)
Digestão anaeróbia
Estabilização, destruição de sólidos,
remoção de patógenos
Crescimento aderido
Reatores
com
leito
fixo
e
Remoção DBO, desnitrificação
fluidizado
Manto de lodo
UASB (upflow anaerobic sludge
Remoção DBO
blanket)
Híbrido
UASB/crescimento aderido
Remoção DBO
Processos de Lagoas
Lagoas aeróbias
Lagoas aeróbias
Remoção DBO
Lagoas de maturação
Lagoas de maturação
Remoção de patógenos
Lagoas facultativas
Lagoas facultativas
Remoção DBO
Lagoas anaeróbias
Lagoas anaeróbias
Remoção DBO
Fonte: Adaptado de Metcalf & Eddy (2003).
Lodos ativados
O sistema de lodos ativados é amplamente utilizado, em nível mundial, para o tratamento de
águas residuárias domésticas e industriais, em situações em que uma elevada qualidade do
efluente é necessária e a disponibilidade de área é limitada (elevadas vazões). No entanto, o
sistema de lodos ativados inclui um índice de mecanização superior ao de outros sistemas de
tratamento, implicando em operação mais sofisticada. Outras desvantagens são o consumo de
energia elétrica para aeração e a maior produção de lodo.
Um sistema de lodos ativados pode ser classificado de diversas formas, como:
Quanto à idade do lodo (θ): convencional (valores de θ entre 4 e 10 dias) ou aeração
prolongada (valores de θ entre 18 e 30 dias).
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Quanto ao fluxo: contínuo (quando é função do espaço nas diversas unidades da ETE) ou
intermitente (quando é função de tempos operacionais pré-estabelecidos).
Quanto aos objetivos do tratamento: remoção de carbono (DBO), remoção de nutrientes e
qual tipo (N, P ou ambos) ou remoção de DBO e nutrientes etc.
Lodos ativados convencional (fluxo contínuo): Em uma ETE por lodos ativados, normalmente o
fluxo do esgoto é como descrito a seguir. Após o tratamento preliminar, o esgoto segue para o
decantador primário, que é responsável pela remoção dos sólidos sedimentáveis (SS) presentes
no esgoto bruto e, em seguida, para o tanque de aeração ou de reação.
Nesse tanque é onde ocorrem as reações bioquímicas de remoção da matéria orgânica
(eventualmente N e P), em que os microrganismos utilizam o substrato orgânico presente para
a realização de suas atividades metabólicas, produzindo CO2 e novas células (lodo biológico).
Os processos metabólicos são acelerados pelo fornecimento de condições ambientais
favoráveis,
como:
fornecimento
de oxigênio,
nutrientes
(principalmente com
esgotos
industriais, onde normalmente os mesmos estão ausentes), bom grau de mistura, controle de
pH, alcalinidade e temperatura, dentre outros.
Após o tanque de aeração, necessita-se separar o lodo biológico formado do esgoto tratado,
sendo as formas mais comuns de separação o uso de um decantador secundário, flotador e,
recentemente, o uso de membranas. É interessante atentar que o decantador primário é
responsável pela remoção de SS presentes no esgoto bruto, ao passo que o decantador
secundário é responsável pela separação do lodo biológico. Nestas unidades de separação
ocorre a remoção dos sólidos, sendo uma parte recirculada para o tanque de aeração e a outra
encaminhada para o tratamento do lodo. A principal razão de recirculação do lodo é para se
manter uma elevada concentração de microrganismos no tanque de aeração.
Nos sistemas de lodos ativados, o tempo de detenção hidráulica (TDH) é baixo, da ordem de
horas, implicando em um reduzido volume do reator. No entanto, devido à recirculação dos
sólidos, estes permanecem no sistema por um tempo superior ao do líquido, da ordem de dias.
O tempo de retenção celular ou idade do lodo é assim definido como o tempo de permanência
dos sólidos no sistema. É esta maior permanência dos sólidos no sistema que garante a elevada
eficiência dos sistemas de lodos ativados, já que a biomassa tem tempo suficiente para
metabolizar praticamente toda a matéria orgânica dos esgotos. No sistema convencional, a
idade do lodo é usualmente da ordem de 4 a 10 dias, relação A/M (alimento/microrganismos)
na faixa de 0,25 a 0,50 kgDBO5/kgSSVTA.dia, e o TDH da ordem de 6 a 8 horas.
Tratamento preliminar
Decantador primário
Função do espaço
Tanque de aeração
Decantador secundário ou flotador ou membranas, sendo recirculado
parte do lodo para o tanque de aeração
nas diversas
unidades da ETE.
Saída contínua do efluente clarificado
Retirada de lodo excedente
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Lodos ativados por aeração prolongada (fluxo contínuo): O principal parâmetro que diferencia
um sistema de aeração prolongada do sistema convencional é o tempo de aeração, como
sugere o próprio nome. Assim, a biomassa irá permanecer no sistema por um período de
aeração mais longo, da ordem de 18 a 30 dias (alta idade de lodo), recebendo a mesma carga
de DBO do esgoto bruto que o sistema convencional. Tanto a quantidade de biomassa
(kgSSVTA) quanto o volume do reator biológico são maiores quando comparados ao sistema de
lodos ativados convencional, em que o TDH fica em torno de 16 a 24 horas. Portanto, há menos
matéria orgânica por unidade de volume do tanque de aeração e também por unidade de
biomassa do reator. Como conseqüência desta condição de carência de alimento, baixa relação
A/M, as bactérias passam a utilizar o carbono das suas próprias células para a realização de
seus processos metabólicos, processo conhecido como respiração endógena.
Esta matéria orgânica celular, de forma análoga à oxidação da matéria orgânica carbonácea do
esgoto, é convertida em gás carbônico e água por meio da respiração celular. Com isso, a
biomassa é estabilizada aerobiamente no próprio tanque de aeração. O consumo adicional de
oxigênio para a estabilização de lodo (respiração endógena) é significativo e inclusive pode ser
maior que o consumo para metabolizar o material orgânico do afluente (respiração exógena).
Não são projetados decantadores primários em sistemas de aeração prolongada, no intuito de
se evitar a geração de alguma outra forma de lodo que venha a requerer posterior
estabilização, uma vez que o lodo do reator biológico já se encontra estabilizado. Além da
eliminação dos decantadores primários, eliminam-se as unidades de digestão de lodo.
Tratamento preliminar
Tanque de aeração
Decantador
secundário
ou
flotador
ou
membranas,
recirculado parte do lodo para o tanque de aeração
sendo
Função do espaço nas
diversas unidades da ETE
Saída contínua do efluente clarificado
Retirada de lodo excedente
Lodos ativados de fluxo intermitente (batelada): Os sistemas de lodos ativados descritos
anteriormente são de fluxo contínuo com relação ao afluente, ou seja, o esgoto está sempre
entrando e saindo do reator. Há, no entanto, uma variante com operação em fluxo intermitente,
também conhecida como reatores em batelada seqüenciais. O princípio desta concepção
consiste na incorporação, em um único tanque, de todas as unidades do tratamento tradicional
de lodos ativados, ou seja, decantação primária, tanque de aeração e decantação secundária.
Os processos e operações passam a ser simplesmente seqüências no tempo (ciclos de
operação) com durações definidas, e não unidades separadas, como ocorre nos processos
convencionais de fluxo contínuo.
Logo, a massa biológica permanece no reator durante todos os ciclos, eliminando, dessa forma,
a necessidade de decantadores primários ou secundários. O processo de lodos ativados em
batelada pode ser projetado nas modalidades convencional e aeração prolongada. Nesta última,
o tanque único passa a incorporar também a unidade de digestão (aeróbia) do lodo. A duração
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usual de cada ciclo pode ser alterada em função das variações da carga afluente, dos objetivos
operacionais do tratamento e das características do esgoto e da biomassa no sistema.
Enchimento (entrada de esgoto bruto, decantado ou anaeróbio no
reator)
Reação (aeração e/ou mistura da massa líquida contida no reator)
Sedimentação (sedimentação e separação dos sólidos em suspensão
Função do tempo para as
diversas operações
do esgoto tratado)
Descarte do efluente tratado (retirada do esgoto tratado do reator)
Repouso (ajuste de ciclos e remoção do lodo excedente)
Tratamento anaeróbio
O tratamento anaeróbio de esgoto vem sendo utilizado há muito tempo na forma de fossas
sépticas ou de lagoas de estabilização. Além disso, registra-se o emprego de digestores
anaeróbios de lodo nas estações de lodos ativados. Todos os supracitados reatores, também
conhecidos como sistemas de baixa taxa, eram desprovidos de mecanismo de retenção de
biomassa, o que demandava grandes volumes para se obter boa eficiência. Com o passar dos
anos, surgiram os primeiros processos de altas taxas, que são providos de mecanismos de
retenção de biomassa, o que permite a operação com baixos TDHs e alta idade de lodo. O
Quadro 10 detalha os diversos tipos de processos anaeróbios, além de apresentar as maiores
aplicações do tratamento anaeróbio, tanto para esgotos de origem doméstica como de origem
industrial.
Quadro 10. Principais processos anaeróbios de tratamento de esgotos e principais aplicações.
Sistemas de baixa
taxa
Digestores de lodo
Tanques sépticos
Lagoas anaeróbias
Reatores de leito fixo
Com crescimento aderido
Reatores de leito rotatório
Reatores de leito expandido/fluidificado
Sistemas
de
alta
Reatores de dois estágios
taxa
Reatores de chicanas
Com crescimento disperso
Reatores de manta de lodo
Reatores de leito granular expandido
Reatores com circulação interna
Tipos de esgotos tratados por processos anaeróbios
Destilaria de álcool
Chorume
Cervejarias
Indústria farmacêutica
Indústrias químicas
Indústria de papel
Indústrias de laticínios
Frigoríficos
Esgoto doméstico
Bebidas
Processamento de pescados e comidas marinhas
Processamento de açúcar
As principais vantagens e desvantagens dos sistemas anaeróbios em relação aos processos
aeróbios, notadamente no que se refere à produção de gás metano e à baixíssima produção de
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sólidos, são apresentadas no Quadro 11 e Figura 12. Nos sistemas aeróbios, ocorre somente
cerca de 40 a 50% de degradação biológica, com a conseqüente conversão em CO2. Verifica-se
uma enorme incorporação de matéria orgânica como biomassa microbiana (cerca de 50 a 60%),
que vem a se constituir no lodo excedente do sistema, o qual ainda necessita de estabilização.
O material orgânico não convertido em gás carbônico, ou em biomassa, deixa o reator como
material não degradado (5 a 10%). Verifica-se a predominância da fase anabólica nesse
processo.
Nos sistemas anaeróbios, a maior parte do material orgânico biodegradável presente no
despejo é convertida em biogás (cerca de 70 a 90%), que é removido da fase líquida e deixa o
reator na forma gasosa. Apenas uma pequena parcela do material orgânico é convertida em
biomassa microbiana (cerca de 5 a 15%), em que esse lodo já se encontra estabilizado. Além da
pequena quantidade produzida, o lodo excedente apresenta-se mais concentrado e com
melhores características de desidratação. O material não convertido em biogás, ou em
biomassa, deixa o reator como material não degradado (10 a 30%). Verifica-se a predominância
da fase catabólica nesse processo.
Quadro 11. Principais vantagens e desvantagens dos sistemas anaeróbios em relação aos processos
aeróbios de tratamento de esgotos.
Vantagens
Desvantagens
Baixa produção de sólidos, cerca de 5 a 10 vezes
Os microrganismos anaeróbios pelo seu baixo
inferior à que ocorre nos processos aeróbios, além
crescimento, são mais susceptíveis a problemas
de que o lodo já se encontra estabilizado.
de toxicidade.
Baixo consumo de energia.
Alguma forma de pós-tratamento é usualmente
Baixa demanda de área.
Possibilidade
requerida.
de
geração
de
maus
odores
quando mal projetados e operados.
Baixos custos de implantação, da ordem de R$ 20
Remoção de nitrogênio, fósforo e patógenos
a 40 per capita.
insatisfatória.
Produção de metano, um gás combustível.
Baixo consumo de nutrientes.
Biogás
(70 a 90%)
Matéria
Organica
(100% DQO)
CO2
(40 a 50%)
Efluente
(10 a 30%)
Reator
Anaeróbio
Lodo (5 a 15%)
Reator
Aeróbio
Efluente (5 a 10%)
Lodo (50 a 60%)
Figura 12. Balanço de massa do carbono em processos aeróbios e anaeróbios.
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Lagoas de estabilização
Vários sistemas de lagoas de estabilização foram construídos no Brasil para o tratamento de
esgoto sanitário, tendo-se observado resultados satisfatórios em termos da qualidade do
efluente, sempre quando o projeto é tecnicamente adequado e existe um mínimo de operação e
manutenção. Como principal desvantagem do sistema pode-se citar o requerimento de grandes
áreas e um efluente que pode conter uma alta concentração de algas.
Como diz o próprio nome, o objetivo principal de lagoas de estabilização é estabilizar, ou seja,
transformar em produtos mineralizados o material orgânico presente na água residuária a ser
tratada. De uma forma mais grosseira, as lagoas de estabilização podem ser classificadas,
quanto ao suprimento de oxigênio, em convencional (O2 é fornecido pelas algas) e aeradas
artificialmente (O2 é fornecido pelo uso de aeradores). Existem ainda as lagoas anaeróbias, as
quais são desprovidas de O2.
Os sistemas convencionais podem ser divididos em:
Lagoa facultativa: nesses sistemas, a DBO solúvel é estabilizada aerobiamente por bactérias
dispersas no meio líquido, ao passo que a DBO suspensa tende a sedimentar, sendo
estabilizada pelos microrganismos anaeróbios do fundo da lagoa. O oxigênio requerido pelas
bactérias aeróbias é fornecido pelas algas, por meio da fotossíntese.
Lagoa anaeróbia seguida de lagoa facultativa: parte da DBO (~ 40-60%) é estabilizada na lagoa
anaeróbia (primeira lagoa e mais profunda), sendo o restante da matéria orgânica removida na
lagoa facultativa. Em termos de demanda de área, esta concepção ocupa uma menor área
comparada ao sistema anterior, para o mesmo nível de eficiência. Entretanto, existem
problemas de implantações em aglomerados urbanos pela geração de maus odores na lagoa
anaeróbia.
Lagoas aeróbias ou de maturação: projetadas para serem as últimas lagoas em sistemas com
lagoa anaeróbia seguida de lagoa facultativa, ou sistemas com somente lagoas facultativas. São
lagoas que operam em série, com baixa profundidade para a dispersão da energia luminosa em
toda a massa líquida, facilitando o processo de desinfecção. Este processo se dá por uma
combinação de fatores como radiação ultravioleta, elevado pH, elevado OD, falta de nutrientes,
predação, dentre outros, que diminuem as concentrações de microrganismos patogênicos para
níveis aceitáveis de descarte em águas superficiais ou reuso do esgoto tratado em irrigação e
piscicultura.
Os sistemas não convencionais, ou por aeração artificial, podem ser divididos em:
Lagoas aeradas facultativas: O mecanismo de tratamento é diferente do citado para as lagoas
facultativas convencionais, sendo que o oxigênio nas lagoas não é proveniente da fotossíntese,
mas da aeração mecânica fornecida por aeradores de superfície ou ar comprimido. Nesses
sistemas, o nível de energia introduzido pelos aeradores é suficiente apenas para a oxigenação
da massa de água, não tendo influência na manutenção dos sólidos (microrganismos e sólidos
do esgoto) em suspensão, os quais tendem a sedimentar, formando uma camada de lodo que
será decomposta anaerobiamente. Apenas a DBO solúvel e finamente particulada permanece na
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
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massa líquida, vindo a sofrer decomposição aeróbia. A lagoa se comporta, portanto, como uma
lagoa facultativa convencional.
Lagoa aerada de mistura completa seguida de lagoa de decantação: Se, mesmo com a adoção
de uma lagoa do tipo aerada facultativa, a área disponível ainda é insuficiente, pode-se recorrer
ao uso de uma lagoa do tipo aerada de mistura completa. Nestas lagoas, aumenta-se ainda
mais o nível de aeração, o que cria uma turbulência que garante a oxigenação da massa de
água e mantém todos os sólidos em suspensão. A denominação do termo mistura completa é,
portanto, advinda do alto grau de energia aplicado por unidade de volume. Entre os sólidos
mantidos em suspensão e em mistura completa se incluem, além da matéria orgânica presente
no esgoto bruto, os microrganismos (principalmente bactérias) responsáveis pelo tratamento
biológico. Devido às condições de mistura, há um maior contato dos microrganismos com a
matéria orgânica, fazendo com que a eficiência do sistema aumente bastante. No entanto, criase um novo problema que é o de separar a fração líquida da sólida. Como não há na lagoa de
mistura completa um dispositivo de separação sólido-líquido, é necessária a instalação de uma
de lagoa de decantação, que tem a mesma função de um decantador secundário em um
sistema de lodos ativados.
Outras tecnologias aplicadas
Apresentam-se, a seguir, outros tipos de sistemas de tratamento de esgotos em nível
secundário, também bastante utilizados no Brasil.
Sistemas aeróbios com biofilmes
Filtro de baixa carga: a DBO é estabilizada por bactérias aeróbias que crescem aderidas a um
meio suporte (comumente pedras). O esgoto é aplicado na superfície do tanque através de
distribuidores rotativos. Os vazios do material suporte permitem a circulação de ar requerido
no processo. O termo baixa carga se refere a pouca disponibilidade da DBO para as bactérias, o
que faz com que as mesmas sofram uma autodigestão, saindo estabilizada do sistema. Fazem
parte do sistema um decantador primário, que previne a colmatação excessiva do leito filtrante,
e um decantador secundário para remover as placas de bactérias que se desprendem das
pedras.
Filtro de alta carga: similar ao sistema de baixa carga, a exceção da carga de DBO aplicada, que
é maior. As bactérias (lodo excedente) necessitam de estabilização no tratamento do lodo.
Biofiltro aerado submerso: é constituído de um reator preenchido com material poroso
(usualmente submerso), através do qual esgoto e ar fluem permanentemente. O fluxo de ar no
biofiltro é sempre ascendente, ao passo que o fluxo do líquido pode ser ascendente ou
descendente. Além de servir de meio suporte para os microrganismos, o material granular
constitui-se em meio filtrante. São necessárias lavagens periódicas para a eliminação da
biomassa acumulada, reduzindo as perdas de carga hidráulica através do meio.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
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Biodisco: discos rotatórios, em baixas rotações, servem de meio suporte para a biomassa
aderida, submetida às fases alternadas de parcial imersão no esgoto e parcial exposição ao ar.
Disposição no solo
Infiltração lenta: os esgotos são aplicados no solo, fornecendo água e nutrientes requeridos no
crescimento das plantas. Parte do líquido é evaporada, parte percola no solo, e a maior parte é
absorvida pelas plantas. As taxas de aplicação no terreno são bem baixas. O líquido pode ser
aplicado segundo os métodos de aspersão, alagamento, e da crista e vala.
Infiltração rápida: os esgotos são dispostos em bacias rasas. O líquido passa pelo fundo poroso
e percola pelo solo. A perda por evaporação é menor, face às maiores taxas de aplicação. A
aplicação é intermitente, proporcionando um período de descanso para o solo. Os tipos mais
comuns são: percolação para a água subterrânea, recuperação por drenagem subsuperficial e
recuperação por poços freáticos.
Infiltração subsuperficial: o esgoto pré-decantado é aplicado abaixo do nível do solo. Os locais
de infiltração são preenchidos com um meio poroso, no qual ocorre o tratamento. Os tipos
mais comuns são as valas de infiltração e os sumidouros.
Escoamento superficial: os esgotos são distribuídos na parte superior de terrenos com uma
certa declividade, através do qual escoam, até serem coletados por valas na parte inferior. A
aplicação é intermitente. Os tipos de aplicação são: aspersores de alta pressão, aspersores de
baixa pressão e tubulações ou canais de distribuição com aberturas intervaladas.
Terras úmidas construídas: banhados artificiais ou alagados artificiais são denominações
equivalentes. Os sistemas consistem de lagoas ou canais rasos, que abrigam plantas aquáticas.
O sistema pode ser de fluxo superficial (NA acima do nível do solo) ou subsuperficial (NA
abaixo do nível do solo). Mecanismos biológicos, químicos e físicos no sistema raiz-solo atuam
no tratamento dos esgotos.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
80
Referências
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Guia do profissional em treinamento – ReCESA
83
Seqüência de atividades da oficina
Água e poluição
Instrutor
Participante
Duração
Duração
Breve exposição sobre a importância da água.
Assistir a apresentação do instrutor.
20 min
Orientar os Participantes para a leitura do subitem
Ler o subitem “A importância da água”, reunir-se em
20 min
“A importância da água”.
grupos de 3 ou 4 componentes e discutir sobre a
importância da água para o ser humano e o meio
ambiente.
Orientar os participantes para sintetizar em tópicos
Sintetizar em tópicos a importância da água e
a importância da água e apresentar em plenária.
apresentar em plenária.
10 min
Coordenar a discussão.
Discutir os resultados
20 min
Assistir a apresentação do instrutor.
20 min
Duração parcial: 70 min.
Breve exposição sobre a distribuição, circulação e
disponibilidade da água no planeta, no Brasil e no
Nordeste brasileiro.
Orientar os participantes para a leitura dos subitens
Ler os subitens “Ciclo hidrológico” e “A água na
“Ciclo hidrológico” e “A água na natureza”.
natureza”,
reunir-se
componentes
e
em
discutir
grupos
sobre
de
a
3
ou
20 min
4
distribuição,
circulação e disponibilidade da água no planeta, no
Brasil e no Nordeste brasileiro.
Coordenar a discussão.
Responder às perguntas: existe abundância de água
10 min
no planeta? E no âmbito local? Discutir resultados em
plenária.
Duração parcial: 50 min.
Breve exposição sobre os principais usos da água.
Assistir a apresentação do instrutor.
20 min
Orientar os participantes para a leitura do subitem
Ler o subitem “Usos da água”, reunir-se em grupos
20 min
“Usos da água”.
de 3 ou 4 componentes e discutir sobre qual deveria
Coordenar a discussão.
Discutir os resultados em plenária.
20 min
Orientar os participantes a se reunir em grupos de
Sob orientação do instrutor, formular, em grupos,
20 min
3 ou 4 componentes e formular conceito provisório
conceito provisório de poluição.
ser a prioridade para os diversos usos da água.
Duração parcial: 60 min.
de poluição.
Orientar os participantes para a leitura dos subitens
Ler os subitens “Impurezas encontradas nas águas e
“Impurezas encontradas nas águas e indicadores de
indicadores de qualidade” e “Poluição e contaminação
qualidade” e “Poluição e contaminação das águas”.
das águas”, reunir-se em grupos de 3 ou 4
20 min
componentes e avaliar se o conceito inicialmente
proposto será aceito ou necessita de reformulação.
Coordenar a discussão.
Discutir os resultados em plenária.
20 min
Duração parcial: 60 min.
Duração total: 4h.
Caracterização quantitativa e qualitativa de esgotos sanitários
Instrutor
Participante
Duração
Breve exposição sobre esgoto sanitário e os
Assistir a apresentação do instrutor.
20 min
números do esgotamento sanitário no Brasil e no
âmbito local.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
84
Orientar os participantes para a leitura do subitem
Ler
“Caracterização
esgotos sanitários” e responder às perguntas: seu
quantitativa
dos
esgotos
o
subitem
“Caracterização
quantitativa
dos
20 min
domicílio é atendido por rede coletora de esgoto?
sanitários”.
Qual o percentual de cobertura de coleta de esgotos
para a turma?
Orientar discussão.
Discutir os resultados em plenária.
10 min
Breve exposição sobre vazões de esgotos.
Assistir a apresentação do instrutor.
30 min
Orientar os participantes para a leitura do subitem
Ler o subitem “Caracterização qualitativa dos esgotos
“Caracterização qualitativa dos esgotos sanitários”.
sanitários”,
Duração parcial: 50 min.
min.
reunir-se
em
grupos
de
3
ou
20 min
4
componentes e estimar a quantidade diária de esgoto
gerada em sua residência e para a cidade como um
todo.
Coordenar discussão.
Discutir resultados em plenária.
10 min
Assistir a apresentação do instrutor.
30 min
Assistir a apresentação do instrutor.
20 min
Acompanhar a visita ao laboratório.
80 min
Duração parcial: 60 min.
Breve exposição sobre os principais parâmetros
qualitativos de esgotos.
Apresentar dados qualitativos característicos de
esgotos.
Duração parcial: 50 min.
Apresentar
em
laboratório
os
principais
equipamentos de análise de águas/esgotos.
Duração parcial: 80 min.
Duração total: 4h.
Fontes de poluição das águas
Instrutor
Participante
Duração
Indagar os participantes sobre o conhecimento da
Reunir-se em grupos de 3 ou 4 componentes e
30 min
poluição dos recursos hídricos local e as possíveis
discutir sobre a ocorrência de poluição dos recursos
fontes da mesma.
hídricos locais e sobre as possíveis fontes de
poluição das águas existentes.
Orientar os participantes para a leitura do subitem
Ler o subitem “Fontes de poluição”, reunir-se em
“Fontes de poluição”.
grupos de 3 ou 4 componentes e rediscutir sobre as
30 min
conhecidas e possíveis fontes de poluição existentes
no âmbito local.
Orientar os participantes para sintetizar em tópicos
Sintetizar em tópicos as fontes de poluição das águas
as fontes de poluição das águas conhecidas e com
conhecidas e com possibilidade de ocorrência no
possibilidade de ocorrência no âmbito local e
âmbito local.
30 min
apresentar em plenária.
Coordenar a discussão.
Discutir os resultados em plenária.
30 min
Assistir a apresentação do instrutor.
30 min
Orientar os participantes para leitura do subitem
Ler o subitem “Tipos de poluentes”, reunir-se em
45 min
“Tipos de poluentes”.
grupos de 3 ou 4 componentes e hierarquizar os
Duração parcial: 120
120 min.
Breve exposição sobre os principais tipos de
poluentes das águas, suas fontes e efeitos.
problemas decorrentes da poluição hídrica no âmbito
local.
Coordenar a discussão.
Discutir resultados em plenária.
45 min
Duração parcial: 120
120 min.
Duração total: 4h.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
85
Parâmetros de qualidade da água
Instrutor
Participante
Duração
Breve exposição sobre parâmetros indicadores da
Assistir apresentação do instrutor.
40 min
Orientar participantes para leitura do subitem
Ler o subitem “Indicadores de qualidade da água”,
60 min
“Indicadores de qualidade da água”.
reunir-se em grupos de 3 ou 4 componentes e
qualidade da água.
responder a questão: baseando-se na determinação
de alguns parâmetros de qualidade da água, é
sensato afirmar de forma absoluta que uma água
está poluída?
Coordenar discussão.
Discutir resultados em plenária.
20 min
Assistir apresentação do instrutor.
40 min
Orientar participantes para leitura do subitem
Ler o subitem “Índice de qualidade de água”, reunir-
60 min
“Índice de qualidade de água” e distribuir diferentes
se em grupos de 3 ou 4 componentes e, baseando-
laudos hipotéticos de análise de água.
se em laudo hipotético de análise de água, calcular o
Duração parcial: 120 min.
Breve exposição sobre índices de qualidade da
água.
IQA e classificar o nível de qualidade da água
segundo a tabela 9.
Coordenar discussão.
Discutir resultados em plenária.
20 min
Duração parcial:
parcial: 120 min.
Duração total: 4h.
Poluição e autodepuração dos corpos d´água
Instrutor
Participante
Duração
Breve exposição sobre autodepuração dos corpos
Assistir apresentação do instrutor.
30 min
Orientar os participantes para leitura do subitem
Ler o subitem “Autodepuração de corpos d´água”,
60 min
“Autodepuração de corpos d´água” e distribuir
reunir-se em grupos de 3 ou 4 componentes e, para
dados hipotéticos para o balanço de oxigênio e
os dados hipotéticos distribuídos pelo instrutor,
decaimento de coliformes termotolerantes em rio.
efetuar
aquáticos.
o
cálculo
do
balanço
de
oxigênio
e
decaimento de coliformes termotolerantes em rio.
Orientar discussão.
Discutir resultados em plenária.
30 min
Assistir apresentação do instrutor.
30 min
Orientar os participantes para leitura do subitem
Ler o subitem “Eutrofização”, reunir-se em grupos de
60 min
“Eutrofização”.
3 ou 4 componentes e responder às seguintes
Duração parcial: 120 min.
Breve exposição sobre eutrofização dos corpos
aquáticos.
questões:
a)
quais
as
principais
causas
da
eutrofização dos corpos aquáticos? b) quais os
principais
efeitos
da
eutrofização?
c)
Como
a
eutrofização pode ser evitada?
Coordenar discussão.
Discutir resultados em plenária.
30 min
Duração parcial: 120 min.
Duração total: 4h.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
86
Legislação ambiental e padrões de lançamentos de águas residuárias
Instrutor
Participante
Duração
Breve exposição sobre as principais leis e normas
Assistir a apresentação do instrutor.
90 min
Orientar leitura do item “Legislação ambiental e
Ler o item “Legislação ambiental e padrões de
90 min
padrões de lançamentos de águas residuárias”
lançamentos de águas residuárias”, reunir-se em
e distribuir dados hipotéticos para enquadramento
grupos de 3 ou 4 componentes e, para os dados
de curso d´água, adequação de lançamento de
hipotéticos
efluentes, condições de balneabilidade e reuso na
enquadramento
agricultura.
adequação de lançamento de efluente, verificar
sobre poluição hídrica.
distribuídos
de
pelo
corpo
instrutor,
aquático,
efetuar
verificar
condições de balneabilidade e adequação de reuso
na agricultura.
Coordenar discussão.
Discutir resultados em plenária.
60 min
Duração parcial: 240 min.
Duração total: 4h.
Controle de poluição: operações, processos, graus e tecnologias de tratamento
Instrutor
Participante
Duração
Breve exposição sobre operações, processos, graus
Assistir a apresentação do instrutor.
50 min
e tecnologias de tratamento.
Orientar os participantes para leitura do item
Ler
“Controle de poluição: operações, processos, graus
processos, graus e tecnologias de tratamento”,
o
item
e tecnologias de tratamento”.
reunir-se em grupos de 3 ou 4 componentes e
responder
a
tecnologia(s)
“Controle
seguinte
de
de
poluição:
questão:
tratamento
qual
de
operações,
(is)
esgotos
50 min
a(s)
mais
adequadas para a sua região?
Coordenar discussão.
Discutir resultados em plenária.
20 min
Duração parcial: 180
180 min
Conduzir visita a ETE.
Acompanhar
operações
e
visita
à
processos
ETE.
Procurar
existentes
na
identificar
ETE
240 min
em
visitação.
Duração parcial: 240 min
Duração total: 8h.
Guia do profissional em treinamento – ReCESA
87