CIÊNCIAS DO AMBIENTE
Poluição da Água
Distribuição da água
Disponibilidade da água no Brasil
•
O Brasil é um país privilegiado no que diz respeito
à quantidade de água.
•
Porém, sua distribuição não é uniforme em todo o
território nacional.
O Brasil possui cerca de 13 % da
água doce disponível no mundo
73% está na bacia
Amazônica
27% no resto do país
Atendem 5 % da
população
Atendem 95% da
população
Floresta amazônica
•
Cerca de 47% dos recursos hídricos do planeta estão na América do Sul;
•
Grande parte concentrada no Rio Amazonas, o maior rio do mundo em
extensão e volume d’água, que corta seis países: Brasil, Peru, Equador,
Colômbia, Venezuela e Bolívia.
Bacias Hidrográficas do Brasil
Bacia Hidrográfica
•
É um conjunto de terras
banhadas por um rio principal
e seus tributários (afluentes,
subafluentes etc.);
•
Formação: dá-se através dos
desníveis dos terrenos que
direcionam os cursos da água,
sempre das áreas mais altas
para as mais baixas. E é essa
tendência que a água tem em
seguir
uma
determinada
orientação dada pelo relevo e
pelo efeito da gravidade que
pode ser chamada de bacia
hidrográfica.
Fonte: Ministério de Minas e Energia
Dominialidade dos corpos d’água
Águas estaduais
Águas federais
•
Águas federais:
 rios atravessando mais de um
estado ou outro país.
•
Águas estaduais:
 águas subterrâneas e rios
situados inteiramente no território
de um único estado, exceto
aqueles reservados em obras da
União.
Importância da água
• A água é um elemento essencial à vida dos seres vivos (sua
falta provoca a debilidade ou até a morte dos seres vivos);
• Essencial a manutenção dos ecossistemas do planeta;
• Usos da água:
 Abastecimento humano;
 Abastecimento industrial;
 Irrigação;
 Geração de energia elétrica;
 Navegação;




Preservação da flora e da fauna;
Aqüicultura;
Recreação;
Diluição de despejos.
• Desafio de alimentar o mundo: agricultura e água.
Usos da água
• Consuntivos
– abastecimento humano
• Não consuntivos
– dessedentação de animais
– geração de energia elétrica hidroelétricas
– indústria
– recreação/lazer
– irrigação
– harmonia paisagística
– conservação da flora e fauna
– navegação
– pesca
– diluição de despejos
Distribuição do consumo de água no planeta
Fonte: WRI (1998).
Água no corpo humano
• A
água representa
70%
da massa do corpo
humano;
• Sintomas de desidratação:
– Perda de 1% a 5% de água
 Sede, pulso acelerado, fraqueza
– Perda de 6% a 10% de água
 Dor de cabeça, fala confusa, visão turva
– Perda de 11% a 12% de água
 Delírio, língua inchada, morte
• Uma pessoa pode suportar até 28 dias sem comer,
mas apenas 3 dias sem beber água.
Principais problemas
com a água
relacionados
• Quantidade – distribuição;
• Qualidade – poluição;
 População Mundial: crescimento populacional;
• Vários países já enfrentam escassez crônica de água:
 Oriente Médio (Israel, Jordânia, Arábia Saudita e Kuwait),
China, Índia e o norte da África (região abrange países
situados no deserto do Saara, como Argélia e Líbia);
 No Brasil: Pernambuco, Alagoas, Paraíba, Sergipe, Rio Grande
do Norte, Distrito Federal e mais recentemente, a grande São
Paulo.
Resumo do saneamento no Brasil
• De acordo com o IBGE, um quarto da população do Brasil não
conta com água potável e quase metade não têm serviço de
esgoto;
• Apenas 6% dos esgotos são tratados no Brasil. Mais de 90% são
lançados nos rios, nos solos e nos mares;
• A falta de água potável e de saneamento é causa de 80% das
doenças e 65% das internações hospitalares no Brasil, implicando
gastos de US$ 2,5 bilhões, de acordo com a Organização Mundial
da Saúde (OMS).
Principais problemas
com a água
relacionados
• Problemas:
 Proliferação de doenças transmitidas pela água, como cólera e
diarréias;
 Grande parte da população não dispõem de abastecimento
adequado de água potável;
 Imprópria para os diversos usos.
• Fonte de conflitos internacionais:
 Guerras mundiais pela água: em 1967, um dos motivos da
guerra entre Israel e seus vizinhos foi justamente a ameaça,
por parte dos árabes, de desviar o fluxo do rio Jordão. Países
como a Síria também depende desse rio;
 Crescimento populacional exige cada vez mais dos recursos
naturais, principalmente a água.
Quantidade de água
Estados Unidos: 600 L por habitante
dia
Sertão:
10 L por habitante
dia
Quantidade de água
• Os oceanos contêm a maior parte da água do planeta (975 a cada
1.000 litros );
• A água do mar apresenta @ 3,3% de sais dissolvidos (principalmente
NaCl(aq));
 Uma pessoa pode beber água com até 5g de sal/kg de água. Os
oceanos contêm 35 g de sal/kg de água (7 vezes mais).
• Uma pessoa que bebe apenas água do mar acabará morrendo;
• A água do mar também não pode ser usada na agricultura ou na
indústria:
 O excesso de sal mataria as plantações;
 Deterioraria maquinários, entupiria válvulas e explodiria caldeiras.
Quantidade de água
• Para que a água dos oceanos possa ser usada é necessário que o sal
seja retirado;
• Todos os métodos de dessalinização consomem grandes quantidades
de energia:
termômetro
saída de água
de resfriamento
Custo nos Estados Unidos
•
4.000 L de água doce
a partir da água do mar
•
4.000 L de água doce
a partir de mananciais
balão
de destilação
entrada
de gás
bico
de Bunsen
condensador
entrada
de água
de resfriamento
erlenmeyer
} @ 1 dólar
} @ 0,30 dólar
Qualidade da água
• Recursos hídricos  condições físicas e químicas adequadas para
sua utilização;
• Devem conter substâncias essenciais à vida e estar isentos de
outras substâncias que possam produzir efeitos nocivos aos
organismos;
• Disponibilidade da água: em quantidade e qualidade adequadas;
• Devido às suas propriedades de solvente e à sua capacidade de
transportar partículas, incorpora a si diversas impurezas.
Uso x qualidade da água
Padrões de qualidade
• Padrões são teores máximos de impurezas permitidos na água,
estabelecidos em função dos seus usos;
• São fixados por entidades públicas, de acordo com uma legislação,
com o objetivo de garantir que a água a ser utilizada para um
determinado fim não contenha impurezas que venham a prejudicá-lo;
• Em termos práticos, há 3 tipos de padrões de interesse direto dentro
da Engenharia Ambiental referentes a qualidade da água:
– Padrões de lançamento no corpo receptor;
– Padrões de qualidade do corpo receptor;
– Padrões de qualidade para determinado uso imediato (ex.:
padrões de potabilidade, balneabilidade, irrigação);
Padrões de qualidade
• Padrões de lançamento no corpo receptor:
– Tem como objetivo a preservação da qualidade do corpo d´água;
– 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;
• Além de satisfazer os padrões de lançamento, deve proporcionar
condições tais no corpo receptor, de tal forma que a qualidade do
mesmo se enquadre dentro dos padrões para corpos receptores;
Padrões de lançamento e qualidade do
corpo receptor
• Estabelecimento do nível de qualidade (classe) a ser alcançado e/ou
mantido em um segmento de corpo d´água ao longo do tempo;
• No Brasil o dispositivo legal em vigor é a Resolução CONAMA nº. 357
do Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA – de 2005, que
apresenta:
– padrões de qualidade dos corpos receptores;
– padrões para o lançamento de efluentes nos corpos receptores;
– padrões de balneabilidade;
– e classifica as águas de acordo com seus usos predominantes.
Padrões de lançamento e qualidade do
corpo receptor
• A resolução CONAMA n. 357/05, dividiu as águas do território
nacional em:
– Águas doces  salinidade ≤ 0,5%;
– Salobras  0,5 < salinidade < 30%;
– Salinas  salinidade ≥ 30%;
• Em função dos usos previstos, foram criadas classes para águas
superficiais brasileiras;
• Águas doces  Classe especial e classes 1, 2, 3, 4;
• Águas salinas  Classe especial e classes 1, 2, 3;
• Águas salobras  Classe especial e classes 1, 2, 3;
• A cada uma dessas classes corresponde uma determinada qualidade a
ser mantida no corpo d´água, são os Padrões de Qualidade.
Legislação
• Cabe aos órgãos ambientais dos estados, territórios e Distrito
Federal efetuar, não só o enquadramento dos corpos de água
no âmbito das classes preconizadas pela Resolução CONAMA
n0.
357/05,
como
exercer
atividade
orientadora,
fiscalizadora e punitiva junto às fontes de poluição que
possam alterar os valores dos padrões de qualidade das águas
da classe estabelecida para o corpo d’água receptor.
Poluição hídrica
• “É qualquer alteração nas características físicas, químicas
e/ou biológicas das águas, que possa constituir prejuízo à
saúde, à segurança e ao bem estar da população e, ainda,
possa comprometer a fauna ictiológica e a utilização das
águas para fins recreativos, comerciais, industriais e de
geração de energia” (CONAMA).
•
POLUIÇÃO = f (uso);
•
USO = f(qualidade da água);
•
QUALIDADE
=
f(características
biológicas das águas).
físicas,
químicas
e/ou
Causas da poluição
• Alto grau de urbanização aliado à falta de saneamento
básico;
• Desenvolvimento da indústria e seus despejos complexos;
• Aumento da produção agrícola, que resulta numa carga mais
pesada de pesticidas e fertilizantes no ambiente.
Fontes poluidoras
Águas superficiais:
•
Esgoto doméstico;
•
Efluentes industriais;
•
Águas pluviais, carreando impurezas do solo
ou contendo esgotos lançados nas galerias;
•
Resíduos sólidos (lixo);
•
Pesticidas;
•
Fertilizantes;
•
Detergentes;
•
Precipitação de poluentes
(sobre o solo ou a água);
•
Alteração nas margens dos mananciais,
provocando carreamento do solo, como
conseqüências da erosão.
•
•
atmosféricos
Águas subterrâneas:
– Infiltração de:
• esgotos a partir de sumidouros ou
valas de infiltração (fossas sépticas);
• esgotos depositados em lagoas de
estabilização ou em outros sistemas
de tratamento usando disposição no
solo;
• esgotos aplicados no solo em
sistemas de irrigação;
• águas
contendo
pesticidas,
fertilizantes, detergentes e poluentes
atmosféricos depositados no solo;
• outras impurezas presentes no solo;
• águas superficiais poluídas;
– Vazamento de tubulações ou depósitos
subterrâneos;
– Percolação do chorume resultante de depósitos
de lixo no solo;
– Injeção de esgoto no subsolo;
– Intrusão de água salgada;
– Resíduos de outras fontes: cemitérios, minas,
depósitos de materiais radioativos.
As águas subterrâneas e superficiais muitas vezes se interligam, e assim os mananciais
da superfície proporcionam a recargas dos reservatórios subterrâneos, ou, vice-versa,
podendo servir de fontes poluidoras;
A poluição das águas também estão ligadas com alterações (poluições) provocadas no
solo e ar - Ex. uso de fertilizantes e chuva ácida.
Fontes poluidoras
Pontual
ou
Difusa
Descarga de efluentes a partir
de indústrias e de estações
de tratamento de esgoto
Escoamento superficial urbano,
escoamento superficial de áreas
agrícolas e deposição atmosférica
São bem localizadas, fáceis
de identificar e de monitorar
Espalham-se por toda a cidade,
são difíceis de identificar e tratar
Fontes poluidoras
Principais poluentes e indicadores
• Mat. Orgânica - DBO, DQO e OD (mg/l);
• Sólidos - SS e RS (ml/l); turbidez (unt);
• Ácidos e Álcalis - pH;
• Bactérias - IC (coli/100 ml);
• Óleos e Gorduras - OG (mg/l);
• Nitratos - NO3 (mg/l);
• Fosfatos - PO4 (mg/l);
• Temperatura - T (°C);
• Metais – Metais (mg/l).
Principais formas de poluição
Reservas de água
Poluição
Sedimentar
Biológica
Térmica
Despejo de substâncias
Poluição sedimentar
• Acúmulo de partículas em suspensão (solo, produtos químicos
insolúveis).
Qual a origem?
O que causam?
Partículas do solo
Extração mineral
Desmatamentos
Erosões
Interferem na fotossíntese
e na capacidade dos animais
encontrarem alimentos
Produtos químicos
insolúveis
Extração mineral
Esgotos e efluentes
Adsorvem e concentram os
poluentes biológicos e os
poluentes químicos
Poluição biológica
• Presença de microorganismos patogênicos, especialmente na água
potável:
 4 bilhões de pessoas no mundo não têm acesso à água potável
tratada;
 2,9 bilhões de pessoas vivem em áreas sem coleta ou tratamento
de esgoto.
Controle simples
Adição de NaClO
Ou Ca(OH)2
Fervura da água
Apesar disso
250 milhões de casos de doenças (cólera, febre tifóide,
diarréia, hepatite A) são transmitidas pela água por ano
10 milhões desses casos resultam em mortes (50% são crianças)
Poluição térmica
• Descarte de grandes volumes de água aquecida em rios e oceanos.
Diminui a quantidade de oxigênio dissolvido
(43,39 mg de O2/kg de H20 a 20 °C)
Diminui do tempo de vida de algumas espécies aquáticas
Altera os ciclos de reprodução
Aumenta a quantidade de gás carbônico na atmosfera
(0,86 L de CO2/L de H2O a 20 °C)
Aumenta a velocidade das reações entre os poluentes presentes na água
Potencializa a ação nociva dos poluentes
Poluição por despejo de substâncias
• Substâncias tóxicas cuja presença na água não é fácil de
identificar nem de remover;
• Em geral os efeitos são cumulativos e podem levar anos para
serem sentidos;
• Os poluentes mais comuns das águas são:
 Fertilizantes agrícolas;
 Esgotos doméstico e industrial;
 Compostos orgânicos sintéticos;
 Plásticos;
 Petróleo;
 Metais pesados.
Poluição por
fertilizantes agrícolas
Poluição por
esgotos domésticos
e industriais
Poluição por compostos orgânicos sintéticos
Poluição por plásticos
Alta produção
Alta velocidade de uso e descarte
Longo tempo para degradação
Causam a morte de animais por sufocamento
Poluição por petróleo
Grandes acidentes
Pequenos acidentes
Vazamentos em poços
de petróleo, superpetroleiros,
rompimentos de dutos
Vazamentos de óleo
de motor de barcos
e de carros
Exxon Valdez: 42 milhões de litros
Kuwait: 200.000 t no Golfo Pérsico
Rio Barigüi: 4 milhões de litros
Baia de Guanabara: 1,3 milhão de litros
Somente no Canadá:
300 milhões de litros/ano
5% dos danos
95% dos danos
Poluição por petróleo
• O petróleo vaza e se espalha no mar ou no rio;
• A mancha recobre a superfície das águas;
• Sem a luz do sol as algas param de fazer fotossíntese.
Poluição por petróleo
• A quantidade de oxigênio diminui e outras espécies acabam
morrendo;
• Os peixes da superfície
morrem por intoxicação
e falta de oxigênio;
• Peixes que vivem no
fundo e se alimentam
de
resíduos,
envenenados.
morrem
Poluição por petróleo
• As aves marinhas ficam com o corpo impregnado de óleo;
• Deixam de reter o ar entre as
penas e morrem afogadas ao
mergulhar;
• O óleo penetra no bulbo
causando intoxicação;
• Mesmo as aves tratadas
acabam morrendo.
Poluição por petróleo
• No mangue o óleo impede as árvores de captar o oxigênio do ar
causando sua morte;
• Os crustáceos
decompostas);
morrem
pela
• Além disso, o óleo fecha as
brânquias, por onde respiram,
e superaquece a lama, seu
hábitat;
• No
acidente
da
Baía
de
Guanabara espécies como o
caranguejo-uça podem ter sido
extintas.
falta
de
alimento
(folhas
Poluição por petróleo
• Com o ecossistema comprometido milhares de pessoas ficam
sem trabalho;
• Famílias de pescadores perdem sua fonte de sustento;
• O comércio local acaba falindo com o fim do turismo na
região.
Poluição por metais
pesados
Poluição por metais pesados
Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, Ni e Sn
Pilhas e baterias
Mineração (garimpo)
Aterro sanitário
Rios e mares
Contaminação de águas
subterrâneas, córregos
e riachos
Os oceanos recebem por ano
400.000 t de metais pesados
(80.000 t só de mercúrio)
Bioacumulação
Poluição orgânica
• Resultante do lançamento de esgotos domésticos e industriais
ricos em matéria orgânica;
• Forma de poluição mais presente no dia-a-dia dos brasileiros;
• Carência do sistema de esgotamento sanitário;
• Esse tipo de poluição é causada
suscetíveis de degradação bacteriana:
por
matérias
orgânicas
– Degradação aeróbia  água rica em oxigênio dissolvido e
matéria orgânica pouco abundante (formam-se gás carbônico,
água e nitratos);
– Degradação anaeróbia  água não contém oxigênio suficiente
(produção de gás carbônico, metano, amônia, ácidos graxos,
etc.);
• Morte do corpo d’água  quantidade de esgotos lançada >>
volume do corpo receptor e capacidade de de oxigenação 
proliferação de bactérias  consumo de todo oxigênio dissolvido.
Estimativa da poluição
• Poluição orgânica  acarreta grande consumo de oxigênio;
• Estimativa da poluição  DBO5 e DQO;
• DBO5  corresponde à quantidade de oxigênio necessária para que
as bactérias possam oxidar a matéria orgânica (biodegradável):
– Águas limpas  DBO5 na ordem de 2 a 4 mg/l;
– Águas poluídas  várias dezenas de miligramas;
– Esgoto doméstico  chega a 300 mg/l;
• DQO  representa a quantidade de oxigênio dissolvido, cedido por
via química, para oxidação de matéria orgânica biodegradável e nãobiodegradável;
• DQO/DBO5  dá uma idéia do tipo de matéria orgânica que
predomina na poluição:
– Água poluída  DQO/DBO5 é pouca elevada (2 a 3).
Carga poluidora (ou carga de DBO)
• DBO5  dá uma idéia do grau de poluição;
• Avaliação da poluição  necessidade de correlacionar esse
indicador com a quantidade de despejos;
• Representa a quantidade de oxigênio que vai ser requerida do
corpo d’água na unidade de tempo;
• CP = Concentração (DBO5) x Vazão
• Superávit ou déficit de oxigênio;
• EXERCÍCIO DA APOSTILA!!!
Equivalente populacional
• Poluição orgânica  f (quantidade média de detritos
produzidos diariamente por uma pessoa);
• EP  corresponde à carga poluidora ou carga de DBO5
produzida por uma pessoa diariamente.
Indústria
Quant./dia
EP (hab)
Cerveja
1000 litros de cerv.
1.500
Curtume
1 ton de peles
2.500
Matadouro
1 ton de bovino
300
Celulose
1 ton de celulose
5.000
Álcool
65 litros de álcool
400
Granja de Aves
10 aves abatidas
2
Laticínios
1.000 litros de leite
200
Lavanderia
1 ton de roupas
700
Manual de Tratamento de Águas Residuárias.
Autodepuração
•
Zona de Degradação
•
Zona de Decomposição Ativa
•
Zona de Recuperação
•
Zona de Águas Limpas
Características das zonas de autodepuração
Zona de Degradação:
• Início  ponto de lançamento dos despejos;
• Água turva (cor acinzentada);
• Precipitação de partículas  lodo no leito do corpo d’água;
• Proliferação de bactérias (consumo de matéria orgânica);
• Redução da concentração de oxigênio dissolvido;
• Limite da 1ª zona  concentração de oxigênio atinge 40% da
concentração inicial;
• Não há odor;
• Presença de oxigênio não permita a decomposição aneróbia.
Autodepuração
•
Zona de Degradação
•
Zona de Decomposição Ativa
•
Zona de Recuperação
•
Zona de Águas Limpas
Características das zonas de autodepuração
Zona de Decomposição Ativa:
• Início  oxigênio atinge valores inferiores a 40% da concentração de
saturação;
• Água  cor cinza-escura, quase negra;
• Bancos de lodos no fundo em ativa decomposição anaeróbia;
• Desprendimento de gases mal cheirosos (amônia, gás sulfídrico, etc);
• Oxigênio dissolvido  pode zerar ou “ficar negativo”;
• Biota aeróbia é substituída por outra anaeróbia;
• Ambiente fétido e escuro;
• Oxigênio passa a ser reposto  ar atmosférico ou fotossíntese;
• População de bactérias  decresce;
• Água começa a ficar mais clara (ainda impróprio p/ os peixes);
• Fim da 2ª zona  oxigênio elevar-se a 40% da conc. de saturação.
Autodepuração
•
Zona de Degradação
•
Zona de Decomposição Ativa
•
Zona de Recuperação
•
Zona de Águas Limpas
Características das zonas de autodepuração
Zona de Recuperação:
• Início  40% de oxigênio de saturação;
• Término  água saturada de oxigênio;
• Água  mais clara e límpida;
• Proliferação de algas que reoxigenam o meio;
• Amônia  oxidada a nitritos e nitratos (+ fosfatos fertilizam o meio,
favorecendo a proliferação de algas);
• Cor esverdeada intensa (alimento p/ crustáceos, larvas de insetos,
vermes, etc., que servem de alimentos p/ os peixes);
• Diversificação da biocenose.
Autodepuração
•
Zona de Degradação
•
Zona de Decomposição Ativa
•
Zona de Recuperação
•
Zona de Águas Limpas
Características das zonas de autodepuração
Zona de Águas Limpas:
• Água  características diferentes das águas poluídas;
• Água encontra-se “eutrófica”;
• Não é limpa, devido a presença das algas (cor verde);
• Água

recuperou-se,
melhorou
suas
capacidade
alimento protéico (piorou no quesito de potabilidade);
• Péssimo aspecto estético;
• Grande assoreamento nas margens;
• Invasão de plantas aquáticas indesejáveis.
de
produzir
O que fazer para reverter
o grau de poluição?