CAMILLA PORTSMANN KINDLEIN
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE NITRATOS E NITRITOS NA ÁGUA
DE ABASTECIMENTO DO MUNICÍPIO DE NOVA SANTA RITA
CANOAS, 2010
1
CAMILLA PORTSMANN KINDLEIN
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE NITRATOS E NITRITOS NA ÁGUA
DE ABASTECIMENTO DO MUNICÍPIO DE NOVA SANTA RITA
Trabalho de conclusão apresentado a
banca examinadora do curso de Química
do Centro Universitário La Salle –
Unilasalle, como exigência parcial para
obtenção do grau de Bacharel em
Química.
Orientação: Profª. Me. Silvia Rosane Santos Rodrigues
CANOAS, 2010
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CAMILLA PORTSMANN KINDLEIN
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE NITRATOS E NITRITOS NA ÁGUA
DE ABASTECIMENTO DO MUNICÍPIO DE NOVA SANTA RITA
Trabalho de conclusão aprovado
como requisito parcial para a
obtenção do grau de Bacharel em
Química do Centro Universitário La
Salle – Unilasalle,
Aprovado pelo avaliador em 2010
Profª. Me. Silvia Rosane Santos Rodrigues
3
Dedico este trabalho aos meus pais,
Carlos Roberto e Simone, que tanto
me apoiaram e me ajudaram durante
esta etapa tão importante da minha
vida.
4
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus primeiramente pela oportunidade de estar concluindo mais
uma etapa da minha vida.
Agradeço aos meus pais, Carlos Roberto e Simone, que com muito amor e
carinho não mediram esforços para que eu pudesse estudar, sempre me apoiando,
incentivando, ambos serão responsáveis por cada sucesso obtido e cada degrau
avançado pro resto da minha vida. Obrigada por estarem sempre comigo. Obrigada
simplesmente por participarem comigo durante essa caminhada, me ajudando a
construir os alicerces de um futuro que começa agora.
Agradeço ao Vô Arno e a Vó Jussara por me apoiarem e sermpre estarem
presentes na minha educação e formação até hoje.
Aos meus tios (principalmente o tio Paulo), tias, primos e primas que me
acompanharam nesta caminhada.
Aos meus dindos, pelo entusiasmo que sempre me passaram, para seguir em
frente e nunca desitir dos meus ideais.
Agradeço in memorian ao meu querido Dani, por ter se dedicado tanto a mim,
me ajudando e incentivando sem medir esforços, pelas longas tardes de estudo
onde sempre se fez presente. MUITO OBRIGADA!
Aos meus colegas e amigos por me escutarem e me acalmarem durante estes
longos anos de graduação.
Agradeço aos professores em especial a minha orientadora Silvia Rosane, por
ter se dedicado ao meu projeto.
A Secretária de Saúde de Nova Santa Rita por ceder e coletar as amostras
permitindo assim a elaboração do meu projeto.
Ao IQ, Instituto de Química do Unilasalle, por ter me liberado o laboratório para
a análise das minhas amostras. E as colegas, Daniele e Vanessa, por me auxiliarem
neste projeto.
Aos meus chefes, que me liberaram do estágio em certos períodos para poder
dar andamento ao meu trabalho de conclusão.
E finalmente, agradeço a todos que me ajudaram direta ou indiretamente para
o desenvolvimento deste projeto. Um MUITO OBRIGADA a todos vocês!!!!
5
RESUMO
Este trabalho apresenta as análises feitas em amostras de água coletadas em poços
de abastecimento do município de Nova Santa Rita. Foram avaliada os teores de
nitratos e nitritos das amostras de 12 poços. As metodologias foram da ABNT e do
Standart Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21ª Ed (2005). A
avaliação dos resultados foi com base na Portaria n° 518, de 25 de março de 2004,
do Ministério da Saúde.
Palavras-chave: Água subterrânea, nitrato, nitrito, metemoglobinemia.
6
ABSTRACT
This paper present the nitrite and nitrate result obtained to the 12 wells of drinking
water in Nova Santa Rita city. These analysis were performed in according to ABNT
and the Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 21st Ed
(2005). The result evaluation showed that 12 wells analyzed are in according to the
legislation No. 518 of March 25, 2004, the Ministry of Health. Parameters, that is ≤ 10
mg to nitrate and ≤ 1 mg to nitrite.
Keywords: Ground Water, Analysis, Nitrate, Nitrite, Methemoglobin
7
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Parâmetros e seus respectivos Valores Máximos Permitido, de acordo com
a Portaria n° 518/04............................... ......................................................…………38
Tabela 2: Diluição da curva padrão de nitrato............................................................50
Tabela 3: Dados da curva de calibração da análise de nitrato..................................51
Tabela 4: Diluição para a curva padrão de nitrito.......................................................51
Tabela 5: Dados da curva de calibração da análise de nitrito....................................51
Tabela 6: Local de coleta x Ponto..............................................................................54
Tabela 7: Resultados das absorbâncias de nitrato....................................................56
Tabela 8: Resultados das concentrações e desvio padrão de nitrato........................57
Tabela 9: Resultado das absorbâncias de nitrito.......................................................58
Tabela 10: Resultados das concentrações e desvio padrão de nitrito.......................58
8
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Mapa de Nova Santa Rita...........................................................................15
Figura 2: Bomba centrífuga........................................................................................23
Figura 3: Bomba de eixo prolongado.........................................................................23
Figura 4: Bomba submersa........................................................................................24
Figura 5: Frasco de polietileno...................................................................................47
Figura 6: Caixa de isopor...........................................................................................47
Figura 7: Curva de calibração nitrato.........................................................................53
Figura 8: Curva de calibração nitrito...........................................................................54
Figura 9: Mapa destacando os pontos de coleta.......................................................55
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SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO........................................................................................................11
2 OBJETIVO..............................................................................................................13
3 O MUNICÍPIO DE NOVA SANTA RITA..................................................................14
4 A IMPORTÂNCIA DA ÁGUA..................................................................................16
5 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS.....................................................................................18
5.1 Classificação das águas subterrâneas............................................................20
6 CAPTAÇÃO DE POÇOS DE ÁGUA.......................................................................21
7 POLUIÇÃO DA ÁGUA............................................................................................25
8 CLASSIFICAÇÃO DAS ÁGUAS............................................................................28
8.1 Águas doces.......................................................................................................28
8.2 Águas salinas.....................................................................................................29
8.3 Águas salobras...................................................................................................29
9 VARIÁVEIS FÍSICAS DA ÁGUA............................................................................30
9.1 Cor.......................................................................................................................30
9.2 Resíduo total.......................................................................................................30
9.3 Temperatura........................................................................................................32
9.4 Transparência.....................................................................................................33
9.5 Turbidez...............................................................................................................33
10 VARIÁVEIS MICROBIOLÓGICAS.......................................................................35
11 NITROGÊNIO.......................................................................................................37
11.1 Amônia..............................................................................................................38
11.2 Nitratos..............................................................................................................39
11.2.1 Solubilidade dos nitratos.................................................................................40
11.3 Nitritos...............................................................................................................42
12 METEMOGLOBINEMIA........................................................................................44
13 PARTE EXPERIMENTAL.....................................................................................46
13.1 Colorimetria e espectrofotometria..................................................................46
13.2 Coleta.................................................................................................................47
13.3 Metodologias....................................................................................................48
13.3.1 Nitrato..............................................................................................................48
13.3.1.1Interferentes do nitrato..................................................................................48
10
13.3.1.2 Preservação da amostra do nitrato..............................................................48
13.3.1.3 Análise..........................................................................................................48
13.3.2 Nitrito...............................................................................................................49
13.3.2.1 Interferentes do nitrito..................................................................................49
13.3.2.2 Preservação da amostra do nitrito................................................................49
13.3.2.3 Análise..........................................................................................................49
3.4 Curva de calibração...........................................................................................50
13.4.1 Curva de calibração do nitrato.........................................................................50
13.4.2 Curva de calibração do nitrito..........................................................................51
13.5 Cálculos.............................................................................................................52
13.5 1 Concentração do nitrato..................................................................................52
13.5.2 Concentração do nitrito...................................................................................52
13.6 Resultados e discussões................................................................................52
13.6.1 Curvas de calibração.......................................................................................52
13.6.1.1 Curva de calibração do nitrato......................................................................53
13.6.1.2 Curva de calibração do nitrito.......................................................................53
13.6.2 Resultados das coletas...................................................................................54
13.6.2.1 Resultados de nitrato....................................................................................56
13.6.2.2 Resultados de nitrito.....................................................................................58
13.6.2.3 Resultado da análise microbiológica............................................................59
CONCLUSÃO.......................................................................................................
60
REFERÊNCIAS..........................................................................................................61
ANEXO A – Metodologia utilizada no preparo de soluções.................................63
ANEXO B – Procedimento para coleta...................................................................66
ANEXO C – Laudo de coleta para água potável....................................................67
11
1 INTRODUÇÃO
Desde os primórdios dos tempos os gregos já afirmavam que tudo
provém da água. A ciência tem, por sua vez, demonstrado que a vida se originou na
água e que ela constitui a matéria predominante em todos os corpos vivos. Somos
incapazes de imaginar um tipo de vida em sociedade que dispense o uso da água:
água para beber e cozinhar; para a higiene do lar e das cidades; para uso industrial,
irrigação das plantações, geração de energia, navegação, transportes de detritos e
muitas outras aplicações.
Em nosso planeta a água se distribui não só na superfície como abaixo
dela. Chamamos água de superfície as águas dos oceanos, mares, lagos e rios. As
águas subterrâneas são aquelas situadas abaixo da superfície, em lençóis d’água.
Para que tenhamos uma água adequada para o consumo humano,
levamos em conta as qualidades físicas e químicas dessa água. Um composto muito
importante na potabilidade da água é o nitrogênio.
O nitrogênio é um dos elementos mais importantes no metabolismo de
ecossistemas aquáticos. Sua importância deve-se principalmente à participação na
formação de proteínas, um dos componentes básicos da biomassa.
As principais fontes de nitrogênio são: a chuva, material orgânico e
inorgânico de origem alóctone (algo que não é do lugar onde se encontra) e a
fixação de nitrogênio molecular dentro do próprio lago.
Dentre as diferentes formas de nitrogênio, o nitrato, juntamente com o íon
amônio, assumem grande importância nos ecossistemas aquáticos. O nitrito um
outro composto de nitrogênio representa uma fase intermediária entre a amônia
(forma mais reduzida) e o nitrato (forma mais oxidada).
O nitrato é um composto muito importante para a saúde humana cada vez
mais encontrado em águas de poços. O seu consumo por meio de águas de
abastecimento esta associado a dois problemas adversos à saúde: a indução à
metemoglobinemia, especialmente em crianças, e a formação potencial de
nitrosaminas e nitrosamidas carcinogênicas.
O desenvolvimento da metemoglobinemia a partir do nitrato nas águas
potáveis depende da conversão bacteriana deste para nitrito durante a digestão, o
que pode ocorrer na saliva e no trato gastrointestinal. As crianças pequenas,
12
principalmente as menores de três meses de idade, são bastante suscetíveis ao
desenvolvimento desta doença por causa das condições mais alcalinas do seu
sistema gastrointestinal, fato também observado em pessoas adultas que
apresentam
gastroenterites,
removidas e mulheres grávidas.
anemia,
porções
do
estômago
cirurgicamente
13
2 OBJETIVO
Determinar o teor de nitratos e nitritos na água de abastecimento do município
de Nova Santa Rita. Este trabalho teve como objetivo analisar diferentes pontos de
coleta, tentando assim, abranger a maior área possível. Foram analisadas as águas
de poços artesianos individuais e coletivos, e um ponto no Rio dos Sinos (água
superficial), não incluída a rede de água tratada. Os resultados obtidos nas análises
foram comparados com a Portaria n° 518/04, que dete rmina os padrões de
potabilidade de água pelos Valores Máximos Permitidos (VMP).
14
3 O MUNICÍPIO DE NOVA SANTA RITA
Situada a 25 km de Porto Alegre, na região metropolitana Nova Santa Rita é a
pequena entre as grandes. Com 16 anos de emancipação política, se destaca entre
as outras por estar tão próxima da capital e ainda ter traços de vida interiorana. O
município tem como base da economia a agricultura e o cultivo do melão ganhando
assim, o título de capital Gaúcha do Melão.
Possui água tratada, porém, esta água atende apenas uma parcela da
população, sendo que muitas das pessoas que poderiam usar a água tratada não o
fazem porque preferem os poços domésticos, assim, a maior parte do
abastecimento de água é proveniente de poços artesianos e poços comunitários.
Considerando o aumento populacional de Nova Santa Rita, que nos últimos 10
anos foi de 100%, o monitoramento da qualidade da água de abastecimento passa a
ser necessário. Os bairros mais populosos (Berto Círio, Califórnia e centro) têm rede
de água tratada disponível. Um problema já identificado no passado, é o caso da
água de abastecimento do bairro Pedreira, onde problemas de saúde, proveniente
do excesso de flúor presente na água. Por esse motivo, hoje existe abastecimento
com água tratada para este bairro, contudo a população ainda insiste em usar a
água de poço.
15
Figura 1: Mapa de Nova Santa Rita
Fonte: Google, 2010a
16
4 A IMPORTÂNCIA DA ÁGUA
A água exerceu, ao longo dos tempos, grande atração sobre o homem. Está
presente em todas as partes de nosso planeta e das mais diferentes formas. É
fundamental para a vida. (KRÜGER, 1997).
Apesar de todos os esforços para armazenar e diminuir o seu consumo, a água
está se tornando, cada vez mais, um bem escasso, e sua qualidade se deteriora
cada vez mais rápido. (FREITAS, 2001).
O crescimento da população humana e da produção industrial, aliado à busca
de maior conforto, tem gerado um aumento cada vez maior das cargas poluidoras.
Os corpos d’água (qualquer acumulação significativa de água) acabam, de uma ou
outra forma, servindo como receptáculos temporários ou finais de uma grande
variedade e quantidade desses poluentes, principalmente a partir de fontes nãonaturais e de atividades humanas. (AYACH, 2007).
Todas as formas de vida existentes na Terra dependem da água. Cada ser
humano necessita consumir diariamente vários litros de água doce para manter-se
vivo. Contudo a água doce é um prêmio. Mais de 97% da água do mundo é água de
mar, indisponível para beber e para a maioria dos usos agrícolas. Três quartas
partes da água doce estão presas em geleiras e nas calotas polares. Lagos e rios
são as principais fontes de água potável, mesmo constituindo, em seu conjunto,
menos de 0,01% do suprimento total de água. (BAIRD, 2002).
As diferentes formas de impactos no meio natural vêm aumentando a
preocupação com a qualidade do ambiente físico e com a própria qualidade de vida,
o que tem impulsionado a utilização de diferentes métodos para analisar os efeitos
das atividades humanas sobre os ecossistemas. (AYACH, 2007).
Nesse sentido, a ocupação das áreas urbanas de forma desordenada tem
desencadeado inúmeros impactos, decorrentes das atividades humanas, ao
ambiente
biofísico
tornando-se,
muitas
vezes,
irreversíveis
e,
sobretudo,
influenciando diretamente na saúde e na qualidade de vida da população. (AYACH,
2007).
É importante entender os tipos de processos químicos que ocorrem em águas
naturais e como a ciência e o uso da química podem ser empregadas para purificar
a água destinada ao consumo humano. (BAIRD, 2002).
17
Hoje, ainda, muitos aspectos do comportamento da água continuam sendo
estudados, refletindo o papel fundamental que continua desempenhando na história
da vida sobre a Terra. (KRÜGER, 1997).
18
5 ÁGUAS SUBTERRÂNEAS
Com o grande comprometimento da qualidade das águas superficiais, o uso
das águas subterrâneas para abastecimento público tornou-se uma opção
assustadoramente crescente. Dada à complexidade dos processos ocorrentes em
subsuperfície, é cada vez mais necessária a implementação de estudos sobre as
diferentes formas de impactos na qualidade das águas subterrâneas. (AYACH,
2007).
A água subterrânea, além de ser um bem econômico, é considerada
mundialmente uma fonte imprescindível de abastecimento para consumo humano,
para as populações que não têm acesso à rede pública de abastecimento ou para
aqueles que, tendo acesso a uma rede de abastecimento, têm o fornecimento com
frequência irregular. (FREITAS, 2001).
A maior parte da água doce disponível na Terra encontra-se no subsolo, sendo
que a metade dessa água encontra-se a profundidade que excede um quilômetro. À
medida que vamos nos aprofundando no solo, sob a camada inicial de solo úmido, a
camada seguinte encontrada é a zona de aeração ou insaturada, onde as partículas
de solo estão cobertas com um filme de água, mas existe ar entre as partículas. À
maior profundidade, está a zona saturada, em que a água deslocou todo o ar. O
nome dado à água doce da zona saturada é lençol de água subterrâneo; ele
constitui 0,6% do suprimento total de água mundial. A principal fonte das águas
subterrâneas são as chuvas que caem sobre a superfície, uma pequena parte das
quais infiltra-se até atingir a zona saturada. (BAIRD, 2002).
A parte superior da região (saturada) das águas subterrâneas é chamada de
lençol freático. Em alguns locais, ele ocorre exatamente na superfície do solo, um
fenômeno que dá lugar a pântanos. Quando o lençol freático repousa sobre o solo,
encontramos lagos e água corrente. (BAIRD, 2002).
Se a água subterrânea está contida em solo composto por rochas porosas,
como arenito, ou em rochas altamente fraturadas, como pedregulhos ou areia, e se
as águas mais profundas estão em contato com uma camada de argila ou rochas
impermeáveis, então constitui-se um reservatório permanente – uma espécie de
lago subterrâneo – chamado de aquífero. Essa água pode ser extraída mediante a
19
perfuração de poços, e é o principal suprimento de água para o consumo humano.
(BAIRD, 2002).
As fontes de contaminação antropogênica em águas subterrâneas são em
geral diretamente associadas a despejos domésticos, industriais e ao chorume
oriundo de aterros de lixo que contaminam os lençóis freáticos com microorganismos
patogênicos. Além de promoverem a mobilização de metais naturalmente contidos
no solo, como alumínio, ferro e manganês, também são potenciais fontes de nitrato
e substâncias orgânicas extremamente tóxicas ao homem e ao meio ambiente.
(FREITAS, 2001).
Diversos fatores podem comprometer a qualidade da água subterrânea. O
destino final do esgoto doméstico e industrial em fossas e tanque sépticos, a
disposição inadequada de resíduos sólidos urbanos e industriais, postos de
combustíveis e de lavagem e a modernização da agricultura representam fontes de
contaminação das águas subterrâneas por bactérias e vírus patogênicos, parasitas,
substâncias orgânicas e inorgânicas. (SILVA, 2003).
Nos sistemas de distribuição de água potável, a qualidade desta pode sofrer
uma série de mudanças, fazendo com que a qualidade da água na torneira do
usuário se diferencie da qualidade da água que deixa a estação de tratamento. Tais
mudanças podem ser causadas por variações químicas e biológicas ou por uma
perda de integridade do sistema. (FREITAS, 2001).
O efeito da mistura de água de diferentes fontes, tais como uma combinação
de poços, fontes superficiais ou ambos, pode influenciar muito a qualidade da água
na rede. (FREITAS, 2001).
Nos países em desenvolvimento, em virtude das precárias condições de
saneamento e da má qualidade das águas, as doenças diarréicas de veiculação
hídrica, como, por exemplo, febre tifóide, cólera, salmonelose, shigelose e outras
gastroenterites, poliomielite, hepatite A, verminoses, amebíase e giardíase, têm sido
responsáveis por vários surtos epidêmicos. (FREITAS, 2001). Essas infecções
representam causa de elevada taxa de mortalidade em indivíduos com baixa
resistência, atingindo especialmente idosos e crianças menores de cinco anos.
(SILVA, 2003).
É certo que todos os aquíferos, de alguma forma, são vulneráveis se
contaminados por substâncias altamente móveis e persistentes, como sais e
nitratos, por exemplo.
20
5.1 Classificação das águas subterrâneas
Segundo a resolução n° 396 do CONAMA, as águas subt errâneas são
classificadas em:
Classe Especial: águas dos aquíferos, conjunto de aquíferos ou porção desses
destinadas à preservação de ecossistemas em unidades de conservação de
proteção integral e as que contribuam diretamente para os trechos de corpos de
água superficial enquadrados como classe especial;
Classe 1: águas dos aquíferos, conjunto de aquíferos ou porção desses, sem
alteração de sua qualidade por atividades antrópicas, e que não exigem tratamento
para
quaisquer
usos
preponderantes
devido
às
suas
características
hidrogeoquímicas naturais;
Classe 2: águas dos aquíferos, conjunto de aquíferos ou porção desses, sem
alteração de sua qualidade por atividades antrópicas, e que podem exigir tratamento
adequado, dependendo do uso preponderante, devido às suas características
hidrogeoquímicas naturais;
Classe 3: águas dos aquíferos, conjunto de aquíferos ou porção desses, com
alteração de sua qualidade por atividades antrópicas, para as quais não é
necessário o tratamento em função dessas alterações, mas que podem exigir
tratamento adequado, dependendo do uso preponderante, devido às suas
características hidrogeoquímicas naturais;
Classe 4: águas dos aquíferos, conjunto de aquíferos ou porção desses, com
alteração de sua qualidade por atividades antrópicas, e que somente possam ser
utilizadas, sem tratamento, para o uso preponderante menos restritivo;
Classe 5: águas dos aquíferos, conjunto de aquíferos ou porção desses, que
possam estar com alteração de sua qualidade por atividades antrópicas, destinadas
a atividades que não têm requisitos de qualidade para uso.
21
6 CAPTAÇÃO DE POÇOS DE ÁGUA
Retirar água doce do subsolo por meio de poços foi sempre uma alternativa
usada pelo homem quando as fontes superficiais são inexistentes ou insuficientes.
No início, os poços eram simples escavações manuais de onde a água era
retirada por meio de baldes ou similares (provavelmente, ainda existentes em muitos
locais). Na era da modernidade, as técnicas e recursos da engenharia evoluíram. É
possível perfurar grandes profundidades e sistemas de bombeamento permitem a
plena utilização da capacidade do poço.
O Brasil dispõe da maior reserva de água doce do planeta. Mas, infelizmente,
ela e a população não se encontram uniformemente distribuídas. Em vários centros
urbanos, principalmente em capitais, a escassez do fornecimento normal provocou o
uso intensivo da captação por meio de poços e, com isso, também os problemas
decorrentes.
Mesmo em cidades onde o abastecimento convencional é satisfatório, ocorre a
utilização
disseminada
de
poços.
Muitos
condomínios,
hotéis
e
outros
estabelecimentos comerciais investem na perfuração e manutenção deles devido ao
menor custo, se comparado com o fornecimento das concessionárias.
Entre as questões mais preocupantes do uso de poços em grandes cidades,
pode-se citar:
a) Poluição: contaminações de origens diversas podem ocorrer nos lençóis
subterrâneos. Esgotos domésticos não tratados, por exemplo. Depósitos de lixo
e de sucatas e empresas que não consideram o ambiente são fontes potenciais
de poluentes perigosos como metais pesados e produtos químicos diversos.
b) Construções e pavimentações nas cidades reduzem a renovação da água no
subsolo. Em geral, a água da chuva é captada e dirigida, por meio de redes
pluviais, a rios ou mares e, portanto, a infiltração no solo é reduzida. A água
captada por poços, em sua maior parte, também não retorna para o subsolo.
Após o uso, é conduzida por redes de esgotos ou pluviais para destino
semelhante.
c) Em cidades situadas à beira-mar, a redução do nível do lençol subterrâneo
provocado pela captação excessiva provoca um fenômeno indesejável: a água
22
do mar tende a avançar mais, provocando a salinização e, assim, fazendo a
água imprópria para o consumo.
Normalmente, os poderes públicos tentam controlar a situação. A tarefa,
entretanto, nem sempre é das mais fáceis, pois estima-se que o número de poços
perfurados sem autorização seja considerável.
O usuário também precisa estar atento principalmente para a constante
monitoração da qualidade. Afinal, novas fontes de poluição podem surgir e nada
garante que uma água, hoje considerada própria para o consumo, assim se manterá
no futuro.
Semelhante ao poço convencional, um poço artesiano é assim denominado
quando as águas fluem naturalmente do solo, sem a necessidade de bombeamento.
Geralmente a sua profundidade é maior que a de um poço convencional, e em geral
suas águas são mais puras e com mais sais minerais.
Existem três tipos de poço:
a) Poço Artesiano Normal: onde a água permanece dentro do poço e a captação
de água subterrânea é feita no interior da obra, por meio de uma bomba. É o
mais comum.
b) Poço Artesiano Surgente ou Jorrante: a água jorra naturalmente. Apesar disso
são inseridas bombas submersas.
c) Poço Freático ou “caipira”: obtém água de lençóis freáticos (rios subterrâneos
de profundidade pequena). Podem contaminar-se facilmente, portanto, não são
artesianos.
Existem vários meios para bombeamento da água de poços. O mais simples é
através de uma bomba centrífuga com a tubulação de sucção e respectiva válvula
de pé no interior do poço.
23
Figura 2: Bomba centrífuga
Fonte: Google, 2010b
Figura 2: É adequado para poços pouco profundos, uma vez que a altura máxima de
sucção de uma bomba centrífuga (H da figura) é teoricamente cerca de 10 metros.
Na prática, devido a perdas nas tubulações, o valor máximo se situa na faixa de 7 a
8 metros.
Figura 3: Bomba de eixo prolongado
Fonte: Google, 2010c
Figura 3: Para profundidades maiores, outros arranjos devem ser utilizados, como
uma bomba de eixo prolongado.
O motor fica na superfície e aciona a bomba no fundo do poço por meio de um
eixo vertical no interior da tubulação. Assim, a altura H não é altura de sucção e sim
24
de recalque e seu valor máximo só depende das características construtivas da
bomba. Em geral, é usado para profundidades de até 300 metros.
Figura 4: Bomba submersa
Fonte: Google, 2010d
Figura 4: Bomba submersa, ou seja, um conjunto de bomba e motor de construções
especiais, que ficam submersos no fundo do poço. Da bomba até a superfície
encontram-se a tubulação de recalque e o condutor elétrico de alimentação do
motor.
25
7 POLUIÇÃO DA ÁGUA
A poluição das águas naturais é um problema de âmbito mundial; embora as
pessoas venham se preocupando com a poluição das águas superficiais de rios e
lagos há muito tempo, a contaminação das águas subterrâneas por produtos
químicos não foi reconhecida como um problema até meados dos anos 80. As
águas superficiais podem ser purificadas com relativa facilidade e rapidez, enquanto
que a poluição das águas subterrâneas é um problema muito mais difícil e mais caro
de ser resolvido.
A contaminação da água subterrânea por produtos químicos orgânicos é um
problema que causa grande preocupação. O líquido que contém material dissolvido
e em suspensão proveniente de uma fonte terrestre é chamado chorume. Tanto os
aterros de lixos municipais, quanto os depósitos utilizados para descarte industrial,
são habitualmente a origem de contaminantes do chorume. Os contaminantes
orgânicos mais importantes típicos dos suprimentos de água subterrânea são os
solventes clorados e os hidrocarbonetos.
Os
produtos
químicos
mencionados
ocorrem
comumente
em
águas
subterrâneas de locais onde foram fabricados ou acumulados seus descartes. As
fontes dessas substâncias orgânicas abrangem vazamentos de depósitos de lixo
químico, vazamento de tanques subterrâneos de armazenamento de gasolina,
vazamentos de aterros de lixo municipais e derramamentos acidentais de produtos
químicos (BAIRD, 2002).
Muitas substâncias decaem rapidamente ou são imobilizadas no solo, de
maneira que o número de compostos com persistência e mobilidade suficientes para
deslocar-se até o lençol freático e contaminar as águas subterrâneas é relativamente
pequeno. O comportamento dos compostos orgânicos que migram para o lençol
freático depende significativamente de sua densidade relativa à da água. Líquidos
menos densos que a água formam uma massa que flutua sobre a parte superior do
lençol freático, já os líquidos mais densos, tendem a descer até a parte mais
profunda dos aquíferos.
Embora as “bolhas” de líquido oleaginoso que esses compostos orgânicos
formam sejam geralmente encontradas em um aquífero tanto em uma posição
diretamente abaixo de seu ponto de entrada inicial do solo ou em suas
26
proximidades, a conclusão de que estejam imóveis na posição horizontal é
enganosa. Esses compostos de baixa solubilidade dissolvem-se gradualmente na
água que passa sobre a bolha, proporcionando, assim, um suprimento contínuo de
contaminantes para as águas subterrâneas. Dessa maneira, vão se desenvolvendo
plumas de água poluída na direção do fluxo da água, contaminando, portanto, todo o
volume do aquífero. Devido a essa contaminação, muitos poços tem sido fechados.
(BAIRD, 2002).
Ultimamente, têm sido gastos, dinheiro e energia consideráveis na tentativa de
controlar a poluição dos aquíferos por esses líquidos oleaginosos. Os chorumes
orgânicos densos presentes na maioria dos locais destinados ao depósito de lixo
tóxico, os chamados “superfundos” têm causado a contaminação das águas
subterrâneas adjacentes. O controle consiste na utilização de sistemas de bombeio
e tratamento, que bombeiam do aquífero a água contaminada, realizam seu
tratamento para remover os contaminantes orgânicos e devolvem a água limpa para
o aquífero ou para algum outro corpo de água.
Como
atualmente
estamos
cientes
das
consequências
do
descarte
descontrolado de resíduos orgânicos, inclusive os altos custos para remediar os
problemas, as grandes empresas dos países desenvolvidos têm se tornado muito
mais responsáveis com relação a essa prática. Infelizmente, as descargas coletivas
de fontes menores, entre as quais incluem-se as de municípios e pequenas
indústrias e granjas, não têm sido controladas da mesma maneira. Além disso, o
grande número de fossas sépticas é, em seu conjunto, uma das fontes principais de
nitratos, bactérias, vírus, detergentes e produtos de limpeza domésticos na água
subterrânea. (BAIRD, 2002).
O contaminante inorgânico que causa maior preocupação é o íon nitrato, NO3,que ocorre tanto nos aquíferos rurais quanto nos suburbanos. O nitrato das águas
subterrâneas é originado de três fontes principais: a aplicação de fertilizantes
nitrogenados, tanto inorgânicos como provenientes de esterco animal, em terras
cultiváveis; deposição atmosférica; e esgoto doméstico depositados em sistemas
sépticos.
Na maioria dos casos, as formas originais de nitrogênio tornam-se oxidadas
para nitrato no solo, o qual migra, então, para as águas subterrâneas nas quais é
dissolvido e diluído pela água. Como sua remoção é muito cara, a água
27
contaminada com altos níveis de nitrato não é normalmente usada para consumo
humano, ao menos nos serviços públicos de abastecimento. (BAIRD, 2002).
Uma classificação simples das fontes de poluição pode ser a seguinte:
a) Fontes pontuais: redes de efluentes domésticos e industriais, derramamentos
acidentais, atividades de mineração, enchentes, etc.
b) Fontes não-pontuais: práticas agrícolas, residências dispersas, deposições
atmosféricas, trabalho de construção, enxurradas em solos, etc.
c) Fontes lineares: enxurradas em auto-estradas.
As características dessas fontes podem variar amplamente desde pontos bem
definidos ou emissões difusas originadas de pequenos pontos múltiplos, como
exaustores de gases ou escoamento de rodovias. Fontes pontuais e não-pontuais
também diferem nas rotas pelas quais os poluentes emitidos aportam nos
mananciais. As fontes pontuais geralmente resultam em descargas diretas para os
corpos d’água, ao passo que fontes não-pontuais podem ter rotas resultando em
deposições parciais dos poluentes antes de atingirem os mananciais. (ROCHA,
2004).
Emissões contínuas caracterizam-se por ser praticamente constantes por um
longo período – por exemplo, efluentes de estações de tratamento de esgotos,
descarga de processos de produção continuados. Emissões descontínuas
apresentam, com o tempo variação no volume e na concentração e podem ser de
picos ou de blocos. As emissões de picos são caracterizadas por grandes descargas
em pouco tempo, e a altura do pico pode variar muito. As emissões de blocos, por
sua parte, são caracterizadas por fluxo relativamente constante por determinados
períodos, mas com intervalos regulares de emissões praticamente zero. (ROCHA,
2004).
28
8 CLASSIFICAÇÃO DAS ÁGUAS
Segundo a resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA nº
20, de 18/06/1986, as águas de todo território nacional foram classificadas, de
acordo com sua salinidade, como águas doces, salobras e salinas. Águas com
valores de salinidade iguais ou inferiores a 0,50% são consideradas doces; águas
com valores entre 0,50 e 30,0% salobras e águas com valores iguais ou superiores a
30,0% são ditas salinas. Em função dos usos, foram estabelecidos níveis de
qualidade (classes) a serem alcançados em um segmento de um corpo d’água ao
longo do tempo, e foram estabelecidas nove classes em função dos usos
preponderantes. (ROCHA, 2004).
De acordo com a resolução CONAMA n° 20, para cada classe foram
estabelecidos limites e condições tanto em relação aos corpos d’água quanto aos
efluentes líquidos aportados. Também foram estabelecidos limites para águas
utilizadas para fins de balneabilidade (recreação de contato primário). Em função
principalmente da quantidade de organismos do grupo coliformes, as águas para fins
de banho podem ser classificadas como excelente, muito boa, satisfatória e
imprópria. (ROCHA, 2004).
8.1 Águas doces
Classe especial: Destinadas ao abastecimento doméstico sem prévia ou com
simples desinfecção e à preservação do equilíbrio natural das comunidades
aquáticas.
Classe 1: Abastecimento doméstico após tratamento simplificado; proteção das
comunidades aquáticas; recreação de contato primário (natação, esqui aquático e
mergulho); irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se
desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película;
e criação natural e/ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas á alimentação
humana.
29
Classe 2: Abastecimento doméstico, após tratamento convencional; proteção das
comunidades aquáticas; recreação de contato primário (esqui aquático, natação e
mergulho); irrigação de hortaliças e plantas frutíferas; e criação natural e/ou
intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à alimentação humana.
Classe 3: Abastecimento doméstico, após tratamento convencional; irrigação de
culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras; e dessedentação de animais.
Classe 4: Navegação; harmonia paisagística; e usos menos exigentes.
8.2 Águas salinas
Classe 5: Recreação de contato primário; proteção das comunidades aquáticas; e
criação natural e/ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à alimentação
humana.
Classe 6: Navegação comercial; harmonia paisagística; e recreação de contato
secundário.
8.3 Águas salobras
Classe 7: Recreação de contato primário; proteção das comunidades aquáticas; e
criação natural e/ou intensiva (aquicultura) de espécies destinadas à alimentação
humana.
Classe 8: Navegação comercial; harmonia paisagística; e recreação de contato
secundário
30
9 VARIÁVEIS FÍSICAS DA ÁGUA
9.1 Cor
A cor de uma amostra de água está associada ao grau de redução de
intensidade que a luz sofre ao atravessá-la (e esta redução dá-se por absorção de
parte da radiação eletromagnética), devido à presença de sólidos dissolvidos,
principalmente material em estado coloidal orgânico e inorgânico. Dentre os colóides
orgânicos, pode-se mencionar os ácidos húmico e fúlvico, substâncias naturais
resultantes da decomposição parcial de compostos orgânicos presentes em folhas,
dentre outros substratos. Também os esgotos sanitários se caracterizam por
apresentarem predominantemente matéria em estado coloidal, além de diversos
efluentes industriais contendo taninos (efluentes de curtumes, por exemplo), anilinas
(efluentes de indústrias têxteis, indústrias de pigmentos etc.), lignina e celulose
(efluentes de indústrias de celulose e papel, da madeira etc.).
Há também compostos inorgânicos capazes de possuir as propriedades e
provocar os efeitos de matéria em estado coloidal. Os principais são os óxidos de
ferro e manganês, que são abundantes em diversos tipos de solo. Alguns outros
metais presentes em efluentes industriais conferem-lhes cor, mas, em geral, íons
dissolvidos pouco ou quase nada interferem na passagem da luz. O problema maior
de cor na água, em geral, é o estético, já que causa um efeito repulsivo aos
consumidores.
É importante ressaltar que a coloração, realizada na rede de monitoramento,
consiste basicamente na observação visual do técnico de coleta no instante da
amostragem.
9.2 Resíduo total
Em saneamento, sólidos nas águas correspondem a toda matéria que
permanece como resíduo, após evaporação, secagem ou calcinação da amostra a
31
uma temperatura pré-estabelecida durante um determinado tempo. Em linhas gerais,
as operações de secagem, calcinação e filtração são as que definem as diversas
frações de sólidos presentes na água (sólidos totais, em suspensão, dissolvidos,
fixos e voláteis). Os métodos empregados para a determinação de sólidos são
gravimétricos (utilizando-se balança analítica ou de precisão).
Nos estudos de controle de poluição das águas naturais, principalmente nos
estudos de caracterização de esgotos sanitários e de efluentes industriais, as
determinações dos níveis de concentração das diversas frações de sólidos resultam
em um quadro geral da distribuição das partículas com relação ao tamanho (sólidos
em suspensão e dissolvidos) e com relação à natureza (fixos ou minerais e voláteis
ou orgânicos).
Este quadro não é definitivo para se entender o comportamento da água em
questão, mas constitui-se em uma informação preliminar importante. Deve ser
destacado que, embora a concentração de sólidos voláteis seja associada à
presença de compostos orgânicos na água, não propicia qualquer informação sobre
a natureza específica das diferentes moléculas orgânicas eventualmente presentes
que, inclusive, iniciam o processo de volatilização em temperaturas diferentes,
sendo a faixa compreendida entre 550-600ºC uma faixa de referência. Alguns
compostos orgânicos volatilizam-se a partir de 250ºC, enquanto que outros exigem,
por exemplo, temperaturas superiores a 1000ºC.
No controle operacional de sistemas de tratamento de esgotos, algumas
frações de sólidos assumem grande importância. Em processos biológicos aeróbios,
como os sistemas de lodos ativados e de lagoas aeradas mecanicamente, bem
como em processos anaeróbios, as concentrações de sólidos em suspensão
voláteis nos lodos dos reatores tem sido utilizadas para se estimar a concentração
de microrganismos decompositores da matéria orgânica. Isto por que as células
vivas são, em última análise, compostos orgânicos e estão presentes formando
flocos em grandes quantidades relativamente à matéria orgânica “morta” nos
tanques de tratamento biológico de esgotos. Embora não representem exatamente a
fração ativa da biomassa presente, os sólidos voláteis têm sido utilizados de forma a
atender as necessidades práticas do controle de rotina. Imagine-se as dificuldades
que se teria se fosse utilizada, por exemplo, a concentração de DNA para a
identificação da biomassa ativa nos reatores biológicos.
32
Algumas frações de sólidos podem ser inter-relacionadas produzindo
informações importantes. É o caso da relação SSV/SST que representa o grau de
mineralização de lodos. Por exemplo, determinado lodo biológico pode ter relação
SSV/SST = 0,8 e, depois de sofrer processo de digestão bioquímica, ter esse valor
reduzido abaixo de 0,4.
Para o recurso hídrico, os sólidos podem causar danos aos peixes e à vida
aquática. Eles podem se sedimentar no leito dos rios destruindo organismos que
fornecem alimentos, ou também danificar os leitos de desova de peixes. Os sólidos
podem reter bactérias e resíduos orgânicos no fundo dos rios, promovendo
decomposição anaeróbia. Altos teores de sais minerais, particularmente sulfato e
cloreto, estão associados à tendência de corrosão em sistemas de distribuição, além
de conferir sabor às águas.
9.3 Temperatura
Variações de temperatura são parte do regime climático normal e, corpos de
água naturais apresentam variações sazonais e diurnas, bem como estratificação
vertical. A temperatura superficial é influenciada por fatores tais como latitude,
altitude, estação do ano, período do dia, taxa de fluxo e profundidade. A elevação da
temperatura em um corpo d’água geralmente é provocada por despejos industriais
(indústrias canavieiras, por exemplo) e usinas termoelétricas.
A temperatura desempenha um importante papel de controle no meio aquático,
condicionando as influências de uma série de variáveis físico-químicas. Em geral, à
medida que a temperatura aumenta, de 0 a 30°C, a vi scosidade, tensão superficial,
compressibilidade, calor específico, constante de ionização e calor latente de
vaporização diminuem, enquanto a condutividade térmica e a pressão de vapor
aumentam. Organismos aquáticos possuem limites de tolerância térmica superior e
inferior, temperaturas ótimas para crescimento, temperatura preferida em gradientes
térmicos e limitações de temperatura para migração, desova e incubação do ovo.
33
9.4 Transparência
Essa variável pode ser medida facilmente no campo utilizando-se o disco de
Secchi, um disco circular branco ou com setores branco e preto e um cabo
graduado, que é mergulhado na água até a profundidade em que não seja mais
possível visualizar o disco. Essa profundidade a qual o disco desaparece, e logo
reaparece, é a profundidade de transparência. A partir da medida do disco de
Secchi, é possível estimar a profundidade da zona fótica, ou seja, mede a
profundidade de penetração vertical da luz solar na coluna d’água. Na zona fótica
ocorre a fotossíntese, indicando o nível da atividade biológica de lagos ou
reservatórios.
9.5 Turbidez
A turbidez de uma amostra de água é o grau de atenuação de intensidade que
um feixe de luz sofre ao atravessá-la (esta redução dá-se por absorção e
espalhamento, uma vez que as partículas que provocam turbidez nas águas são
maiores que o comprimento de onda da luz branca), devido à presença de sólidos
em suspensão, tais como partículas inorgânicas (areia, silte que é um fragmento
menor que areia fina e maior que argila, argila) e de detritos orgânicos, algas e
bactérias, plâncton em geral, etc. A erosão das margens dos rios em estações
chuvosas é um exemplo de fenômeno que resulta em aumento da turbidez das
águas e que exigem manobras operacionais, como alterações nas dosagens de
coagulantes e auxiliares, nas estações de tratamento de águas. A erosão pode
decorrer do mau uso do solo em que se impede a fixação da vegetação. Este
exemplo mostra também o caráter sistêmico da poluição, ocorrendo inter-relações
ou transferência de problemas de um ambiente (água, ar ou solo) para outro.
Os esgotos sanitários e diversos efluentes industriais também provocam
elevações na turbidez das águas. Um exemplo típico deste fato ocorre em
consequência das atividades de mineração, onde os aumentos excessivos de
34
turbidez têm provocado formação de grandes bancos de lodo em rios e alterações
no ecossistema aquático.
Alta turbidez reduz a fotossíntese de vegetação enraizada submersa e algas.
Esse desenvolvimento reduzido de plantas pode, por sua vez, suprimir a
produtividade de peixes. Logo, a turbidez pode influenciar nas comunidades
biológicas aquáticas. Além disso, afeta adversamente os usos doméstico, industrial
e recreacional de uma água.
35
10 VARIÁVEIS MICROBIOLÓGICAS
Segundo a Portaria n° 518/04 coliformes totais (ba ctérias do grupo coliforme)
são bacilos gram-negativos, aeróbios ou anaeróbios facultativos, não formadores de
esporos, oxidase-negativos, capazes de desenvolver na presença de sais biliares ou
agentes tensoativos que fermentam a lactose com produção de ácido, gás e aldeído
à 35,0 ± 0,5°C em 24-48 horas, e que podem apresent ar atividade da enzima βgalactosidase. A maioria das bactérias do grupo coliforme pertence aos gêneros
Escherichia, Citrobacter, Klebsiella e Enterobacter, embora vários outros gêneros e
espécies pertençam ao grupo.
Coliformes termotolerantes pertencente ao subgrupo das bactérias do grupo
coliforme que fermentam a lactose a 44,5 ± 0,2°C em 24 horas; tendo como principal
representante a Escherichia coli, de origem exclusivamente fecal;
Escherichia Coli, bactéria do grupo coliforme que fermenta a lactose e manitol,
com produção de ácido e gás à 44,5 ± 0,2°C em 24 ho ras, produz indol a partir do
triptofano, oxidase negativa, não hidroliza a uréia e apresenta atividade das enzimas
β-galactosidase e β-glucoronidase, sendo considerada o mais específico indicador
de contaminação fecal recente e de eventual presença de organismos patogênicos;
Contagem de bactérias heterotróficas determina a densidade de bactérias que
são capazes de produzir unidades formadoras de colônias (UFC), na presença de
compostos orgânicos contidos em meio de cultura apropriada, sob condições préestabelecidas de incubação: 35,0 ± 0,5°C por 48 hor as;
Cianobactérias são microorganismos procarióticos autotróficos, também
denominados como cianofíceas (algas azuis), capazes de ocorrer em qualquer
manancial superficial especialmente naqueles com elevados níveis de nutrientes
(nitrogênio e fósforo), podendo produzir toxinas com efeitos adversos à saúde; e
Cianotoxinas são toxinas produzidas por cianobactérias que apresentam
efeitos adversos à saúde por ingestão oral, incluindo:
a) microcistinas
-
hepatotoxinas
heptapeptídicas
cíclicas
produzidas
por
cianobactérias, com efeito potente de inibição de proteínas fosfatases dos tipos
1 e 2A e promotoras de tumores;
b) cilindrospermopsina
-
alcalóide
guanidínico
cíclico
produzido
por
cianobactérias, inibidor de síntese protéica, predominantemente hepatotóxico,
36
apresentando também efeitos citotóxicos nos rins, baço, coração e outros
órgãos; e
c) saxitoxinas - grupo de alcalóides carbamatos neurotóxicos produzido por
cianobactérias, não sulfatados (saxitoxinas) ou sulfatados (goniautoxinas e Ctoxinas) e derivados decarbamil, apresentando efeitos de inibição da condução
nervosa por bloqueio dos canais de sódio.
37
11 NITROGÊNIO
O nitrogênio é um dos elementos mais importantes no metabolismo de
ecossistemas aquáticos. Esta importância deve-se principalmente à sua participação
na formação de proteínas, um dos componentes básicos da biomassa. Quando
presente em baixas concentrações, pode atuar como fator limitante na produção
primária de ecossistemas aquáticos. (ESTEVE, 1998).
O nome desse elemento provém do grego e significa “formador de nitro”, onde
“nitron” se refere ao nitrato de potássio, KNO3. Em francês, o nome para o nitrogênio
é azoto, que significa “sem vida”. Os sais de amônio e os nitratos eram conhecidos
dos primeiros alquimistas, que também preparavam o que deveria ser o ácido
nítrico. (RUSSELL, 1994).
O nitrogênio ocorre na terra como o principal constituinte do ar (cerca de 78%
em volume). Compostos inorgânicos do nitrogênio não são comumente encontrados
como minerais, devido a sua grande solubilidade em água. (RUSSELL, 1994).
O nitrogênio é encontrado em compostos orgânicos em todos os seres
viventes, animais e plantas. Proteínas, por exemplo, são moléculas gigantes, cujas
peças constituintes são compostos contendo nitrogênio chamados aminoácidos.
(RUSSELL, 1994).
O nitrogênio dos vegetais, animais e esgotos passa por uma série de
transformações. Nos vegetais e animais, o nitrogênio se encontra na forma orgânica.
Ao chegar à água, ele é rapidamente transformado em nitrogênio amoniacal, que é,
posteriormente, transformado em nitritos (ou nitrogênio nitroso) os quais, finalmente,
chegam a nitratos (nitrogênio nítrico). Essas duas últimas transformações só
ocorrem em águas que contenham bastante oxigênio dissolvido. Assim, se for
encontrado muito nitrogênio amoniacal na água, isso significa que existem matérias
orgânicas ou esgoto, em decomposição, e que o ambiente é, provavelmente, pobre
em oxigênio. (AYACH, 2007).
Em algumas águas naturais, o nitrogênio ocorre em formas inorgânicas e
orgânicas que são de interesse para a saúde humana. Existem formas importantes
de nitrogênio do ponto de vista ambiental que se diferenciam no grau de oxidação do
átomo de nitrogênio. As formas mais reduzidas são a amônia, NH3, e seu ácido
conjugado, o íon amônio, NH4+. A forma mais oxidada é o íon nitrato, NO3-, que
38
existe em sais, soluções aquosas e no ácido nítrico, HNO3. Em solução, as formas
mais importantes entre esses extremos são o íon nitrito, NO2-, e o nitrogênio
molecular, N2. (BAIRD, 2002).
Nos processos de nitrificação catalisados por microorganismos, a amônia e o
íon amônio são oxidados para nitrato, quanto nos processos de desnitrificação
correspondentes, nitrato e nitrito são reduzidos para nitrogênio molecular (o óxido
nitroso, N2O, é em ambos os casos, um subproduto minoritário). Os dois processos
são importantes em solos e em águas naturais. Em ambientes aeróbicos, como na
superfície dos lagos, o nitrogênio existe na forma mais oxidada, o nitrato, ao passo
que, em ambientes anaeróbicos, como no fundo dos lagos estratificados, o
nitrogênio existe em suas formas completamente reduzidas, amônia e íon amônio. O
íon nitrito ocorre em ambientes anaeróbicos, como solos alagados, que não são
redutores o suficiente para converter todo o nitrogênio em amônia. A maior parte das
plantas pode absorver o nitrogênio unicamente na forma de íon nitrato, de maneira
que tanto a amônia como o íon amônio usados como fertilizantes devem ser
primeiramente oxidados através de microorganismos para que sejam úteis à vida
das plantas. (BAIRD, 2002).
Tabela 1: Parâmetros e seus respectivos valores máximos, de acordo com a Portaria
n° 518/04
Parâmetro
VPM (mg/L)
Amônia
1,5
Nitrato
10,0
Nitrito
1,0
Fonte: Autoria própria, 2010
11.1 Amônia
A amônia pode estar presente naturalmente em águas superficiais ou
subterrâneas, sendo que usualmente sua concentração é bastante baixa devido à
sua fácil adsorção por partículas do solo ou à oxidação a nitrito e nitrato. Entretanto,
a ocorrência de concentrações elevadas pode ser resultante de fontes de poluição
próximas, bem como da redução de nitrato por bactérias ou por íons ferrosos
39
presentes no solo. A presença da amônia produz efeito significativo no processo de
desinfecção da água pelo cloro, através da formação de cloraminas, que possuem
baixo poder bactericida. (ALABURDA; NISHIHARA, 1998).
A ocorrência se dá como produto da degradação de compostos orgânicos e
inorgânicos do solo e da água, resultado da excreção da biota, redução do
nitrogênio gasoso da água por micro-organismos ou por trocas gasosas com a
atmosfera. A amônia é, também, constituinte comum no esgoto sanitário, resultado
direto de descargas de efluentes domésticos e industriais, da hidrólise da uréia e da
degradação biológica de aminoácidos e outros compostos orgânicos nitrogenados.
(REIS; MENDONÇA, 2009).
O íon amônio (NH4+) é muito importante para os organismos produtores,
especialmente porque sua absorção é energeticamente mais viável. O íon amônio
também pode ser encontrado na sua forma não dissolvida, como hidróxido de
amônio (NH4OH). A relação NH4+ para NH4OH, no meio, é função principalmente do
pH, por exemplo, em pH 6 a relação amônio/hidróxido de amônio é 3000:1; em pH 7,
300:1; em pH 8, 30:1 e em pH 9,5 1:1. (ESTEVES, 1998).
Altas concentrações do íon amônio podem ter grandes implicações ecológicas
como, por exemplo: influenciar fortemente a dinâmica do oxigênio dissolvido no
meio, que dependendo de sua concentração pode ser tóxica para a comunidade dos
peixes. Em condições naturais a concentração de amônia atinge muito raramente,
níveis letais. Outro aspecto ecológico importante do processo de formação de
amônia é que, por este composto ser um gás, difunde-se para a atmosfera, podendo
acarretar significativas perdas de nitrogênio do ecossistema aquático. (ESTEVES,
1998).
11.2 Nitratos
A preocupação com o aumento nos níveis do íon nitrato na água potável,
especialmente em áreas rurais; a principal fonte deste NO3- é o escoamento que
ocorre de terras agrícolas para rios e riachos. De inicio, pensou-se que resíduos
oxidados de animais (esterco), juntamente com nitrato de amônio não-absorvido e
outros fertilizantes nitrogenados, eram os principais culpados. Atualmente acredita-
40
se que o cultivo intensivo da terra, mesmo sem a aplicação de fertilizantes ou
esterco, facilita a oxidação para nitrato do nitrogênio reduzido presente na matéria
orgânica decomposta no solo pelo efeito da aeração e da umidade. (BAIRD, 2002).
O nitrato geralmente ocorre em baixos teores nas águas superficiais, mas pode
atingir altas concentrações em águas profundas. (FREITAS, 2001).
O excesso de nitrato na água potável constitui um risco para a saúde, visto que
pode resultar em metemoglobinemia tanto em bebês recém-nascidos, como em
adultos com determinada deficiência enzimática. (BAIRD, 2002).
O excesso de íon nitrato na água potável pode levar a um aumento na
incidência de câncer de estômago em seres humanos, uma vez que parte desses
íons pode ser convertida em nitrito no estômago. (BAIRD, 2002).
Levantamentos das prováveis fontes de nitratos mostraram que apenas águas
residuárias, oriundas da fuga da rede de esgotos sanitários, se relacionam ao
contaminante. Em decorrência da maior concentração humana e em razão de um
descompasso entre aumento de densidade populacional e a modernização da rede
de esgotos, a sobrecarga determina fugas cada vez maiores de águas residuárias,
ricas em matéria orgânica nitrogenada da rede de esgotos, permitindo a produção
de nitratos na zona insaturada. Sendo solúveis e estáveis, esses nitratos misturamse à água subterrânea bombeada pelos poços. (AYACH, 2007).
A determinação de nitrato é difícil, pois requer processos relativamente
complexos, há alta probabilidade de conter interferentes, e os limites de
concentração são limitantes de várias técnicas.
O método utilizado para a quantificação de nitrato é a do ácido
fenoldissulfônico. O nitrato reage com o ácido fenoldissulfônico para produzir nitro
derivados, o qual em meio alcalino, forma um composto corado amarelo. A leitura é
feita em espectrofotômetro a 410 nm se a amostra tiver até 2 mg/L de NO3- ou a 480
nm, até 12 mg/L de NO3-.
11.2.1 Solubilidade dos nitratos
Solubilidade, por definição, é a concentração de soluto dissolvido em um
solvente em equilíbrio com o soluto não dissolvido à temperatura e pressão
41
especificadas, ou seja, é a medida da quantidade máxima de soluto que pode ser
dissolvida em um determinado solvente. O tamanho molecular (ou iônico), a
polaridade (ou carga), forças dispersivas e dipolares, ligações de hidrogênio e a
temperatura são fatores que se destacam na determinação da solubilidade e devem
ser considerados no seu entendimento. Entretanto, é comum encontrar em livros
textos de química destinados ao ensino médio, e em vários outros dedicados ao
ensino superior, tabelas de regras de solubilidade que apresentam uma série de
compostos iônicos, classificando-os simplesmente como solúveis ou insolúveis em
água. Normalmente, tais regras não vêm acompanhadas de uma análise sistemática
do processo de dissolução, tanto do ponto de vista microscópico quanto do ponto de
vista macroscópico (SILVA, 2004).
Para que um composto iônico se dissolva em um dado solvente, a atração
eletrostática entre os íons no retículo deve ser superada. Entretanto, a idéia de
dissociação de sais em partículas carregadas, a princípio, poderia ser um contrasenso por conta das fortes interações interiônicas (SILVA, 2004).
A capacidade de dissolução de um sal em água é fortemente influenciada pela
entalpia de dissolução, que representa o calor envolvido na dissolução de uma
substância em um dado solvente à pressão constante, e pode ser determinada pelo
balanço energético das etapas teóricas envolvidas na formação da solução. A
energia resultante nesse processo pode ser calculada por:
(1)
No processo de solvatação, grandes perturbações nas interações solventesolvente ocorrerão, modificando significativamente a sua estrutura nas adjacências
do íon. Solventes que interagem fortemente com íons apresentam forças
intermoleculares intensas, tais como interações dipolares e ligações de hidrogênio.
Entretanto, se compararmos a intensidade das interações solvente-solvente (dipolodipolo), soluto-solvente (íon-dipolo) e soluto-soluto (íon-íon), concluiremos facilmente
que a atração eletrostática é mais intensa entre partículas carregadas, ou seja, íoníon. Porém, existe um elevado número de interações íon-dipolo atuando em cada
íon. Como resultado, a energia de interação soluto-solvente torna-se grosseiramente
da mesma ordem de grandeza da energia de coesão entre cátions e ânions,
42
enquanto que as interações solvente-solvente tornam-se negligenciáveis nas
adjacências dos íons comparadas à magnitude dessas. (SILVA, 2004).
O nitrato é um íon poliatômico que apresenta carga pequena, –1, e raio iônico
de 165 pm. Essas características lhe conferem uma baixa entalpia de hidratação
(∆H°hid = -295 kJ mol-1) e entropia relativamente elevada em água (S° = 146,7 J K-1
mol-1).
Sais formados por cátions e ânions com tamanhos substancialmente diferentes
são solúveis devido à baixa energia de rede. A solubilidade de sais em água
também aumenta com o incremento do tamanho de cátions ou ânions, devido a uma
variação de entropia mais favorável na solvatação. Entretanto, o efeito da carga do
íon é mais importante que o efeito do tamanho. A entropia de íons pequenos
hidratados é pouco favorável para a dissolução, especialmente se a carga é
elevada. Sais formados por íons de carga baixa, geralmente, são solúveis (ex.: sais
de metais alcalinos, de ClO4-, NO3-, C2H3O2- e haletos). Existem poucos sais solúveis
de ânions de carga elevada, a menos que estejam associados a cátions univalentes.
(SILVA, 2004).
Os sais de ânions com relação carga/raio reduzida, como é o caso dos nitratos,
mesmo combinados com cátions pequenos de carga elevada, são solúveis, uma vez
que a variação de entropia resultante da solvatação do ânion, associada à entalpia
de solvatação do sal, normalmente, é suficiente para compensar o aumento na
energia de rede e diminuição de entropia na solvatação de cátions com relação
carga/raio elevada. (SILVA, 2004).
11.3 Nitritos
O nitrito é uma forma química do nitrogênio normalmente encontrada em
pequenas quantidades nas águas superficiais e subterrâneas, pois o nitrito é instável
na presença do oxigênio, ocorrendo como uma forma intermediária. A presença do
íon nitrito indica a ocorrência de processos biológicos ativos influenciados por
poluição orgânica (BASTOS, 2007). O nitrito, quando presente na água de consumo
humano, teria um efeito mais rápido e pronunciado do que o nitrato. A cloração com
43
compostos que deixam resíduos de cloro livre convertem nitrito a nitrato. (BATALHA;
PARLATORE, 1993).
Se o nitrito for ingerido diretamente, pode ocasionar metemoglobinemia
independente da faixa etária do consumidor. As nitrosaminas e nitrosamidas podem
surgir como produtos de reação entre o nitrito ingerido ou formado pela redução
bacteriana do nitrato, com as aminas secundárias ou terciárias e amidas presentes
nos alimentos. O pH ótimo para a reação de nitrosaminação é entre 2,5 a 3,5, faixa
semelhante à encontrada no estômago humano após a ingestão de alimentos. Tanto
as nitrosaminas como as nitrosamidas estão relacionadas com o aparecimento de
tumores em animais de laboratório. (ALABURDA; NISHIHARA, 1998).
Nitrito é determinado pelo método colorimétrico através da formação de um
composto púrpura – avermelhado a pH entre 2,0 a 2,5 pelo acoplamento de
sulfanilamida diazotizado com N-(1-naftil)-etilenodiamina dihidroclorídrico (NED
dihidroclorídrico).
44
12 METEMOGLOBINEMIA
A função biológica da hemoglobina é o transporte do oxigênio aos tecidos. Na
sua molécula existem quatro átomos de ferro no estado de oxidação +2. Sua forma
oxidada é o (Fe3+) é a metemoglobina, um pigmento de tom azulado, que não
transporta oxigênio. A presença de metemoglobina em quantidades elevadas é
incompatível com a vida.
Os eritrócitos contém normalmente pequenas quantidades de metemoglobina,
resultantes da oxidação espontânea. Por isso, eles dispõem de dois sistemas
enzimáticos que reduzem a metemoglobina à hemoglobina: diaforase I (que utiliza
NADH como coenzima) e a diaforase II (que utiliza NADPH como coenzima).
As crianças pequenas são mais susceptíveis que os adultos à formação de
metemoglobina, devido a fatores como:
a) Sua ingestão total de líquidos por kg de peso corporal é cerca de 3 vezes maior
que a do adulto;
b) A secreção gástrica é incompleta se comparada com a secreção gástrica de
um adulto e faz com que o pH estomacal fique entre 5 e 7, o que permite a
adaptação de bactérias redutoras de NO3- à parte alta do trato gastrintestinal e
assim o nitrito resultante é absorvido;
c) A hemoglobina fetal (hemoglobina F) é mais facilmente convertida à
metemoglobina do que a adulta (hemoglobina A) e as crianças pequenas tem
consideráveis quantidades de hemoglobina F;
d) As crianças menores, por deficiência de algumas enzimas têm maior
dificuldade para reduzir a metemoglobina.
Vários casos fatais de metemoglobinemia já foram verificados com crianças
menores de 6 meses de idade, que beberam água de poço com excesso de nitrato.
As bactérias, presentes, por exemplo, em mamadeiras que não são
esterilizadas ou no estômago do bebê, reduzem parte do nitrato para nitrito:
NO3- + 2H+ + 2e- → NO2- + H2O (2)
O nitrito combina-se com a hemoglobina do sangue e promove sua oxidação,
impedindo, como consequência, a absorção e o transporte adequados do oxigênio
45
para as células. O bebê torna-se azul e sofre de insuficiência respiratória. Em quase
todos os adultos, a hemoglobina oxidada é facilmente reduzida novamente para sua
forma transportadora de oxigênio, e o nitrito é rapidamente oxidado para nitrato;
além disso, o nitrato é absorvido principalmente no trato digestivo dos adultos, antes
que possa ocorrer a redução para nitrito (BAIRD, 2002).
A concentração fatal de metemoglobina é da ordem de 70%. A níveis inferiores
de 50% os sinais e sintomas de anóxia (ausência de oxigênio) podem ser
observados
As variáveis envolvidas no desenvolvimento da metemoglobinemia infantil pode
ser de 3 tipos:
a) As que condicionam a quantidade de nitrato ingerida;
b) As que influem na redução bacteriana de nitrato a nitrito;
c) E
as
que
implicam
no
equilíbrio
bioquímico
entre
hemoglobina
e
metemoglobina.
Do ponto de vista prático, as medidas preventivas que podem ser tomadas
estão relacionadas ao controle de nitrato nas águas principalmente aquela destina
ao consumo.
Para crianças com até 3 meses, uma dose diária de 10 a 15 mg NO3-/kg pode
produzir metemoglobinemia acima dos valores normais. Tal dose pode ser
conseguida quando as crianças recebem leite em pó com água que contém 50 mg
NO3-/L e fervida por longo tempo. O problema pode ser agravado com a
administração de vegetais ricos em nitratos.
46
13 PARTE EXPERIMENTAL
As amostras foram coletadas, no período de 08 de março a 9 de junho de
2010, no município de Nova Santa Rita.
13.1 Colorimetria e espectrofotometria
A variação da cor de um sistema, com a modificação da concentração de um
certo componente, denomina-se análise colorimétrica. A cor é provocada pela
formação de um composto corado, resultante da adição de um reagente apropriado,
ou pode ser intrínseca ao constituinte analisado. A intensidade da cor pode ser
comparada com a que se obtém pelo tratamento idêntico de uma quantidade
conhecida da substância.
A colorimetria tem como objetivo determinar a concentração de uma substância
pela medida de absorção relativa de luz, tomando como referência a absorção da
substância numa concentração conhecida.
Na espectrofotometria a fonte de radiação emite até a região ultravioleta do
espectro. Quando uma luz (monocromática ou heterogênea) incide sobre um meio
homogêneo, uma parcela da luz incidente é refletida, uma outra parcela é absorvida
no meio e o restante é transmitido.
Um espectrofotômetro pode ser encarado como um fotômetro de filtro que
permite o uso de faixas de luz bastante monocromáticas e que podem variar
continuamente. As partes essenciais de um espectrofotômetro são:
a) Uma fonte de energia radiante;
b) Um monocromador, ou seja, um dispositivo que isola um feixe de luz
monocromática, ou, mais exatamente, uma faixa estreita de radiação da luz
proveniente da fonte;
c) Células (ou cubetas) de vidro, ou de quartzo, para o solvente e a solução
problema;
d) Dispositivo para receber ou medir o feixe, ou os feixes, de energia radiante que
passam pelo solvente e pela solução.
47
13.2 Coleta
As amostras foram coletadas em frascos de 1 litro, conforme anexo B. Após a
coleta as amostras foram identificadas e armazenadas para serem encaminhadas à
baixa temperatura ao laboratório para as análises junto com seus respectivos laudos
conforme anexo C. A temperatura no dia das coletas variou de 18°C a 22°C.
Materiais utilizados para a coleta:
a) Frascos de polietileno;
Figura 5
Fonte: Autoria Própria, 2010
b) Caixa de isopor ou caixa térmica;
Figura 6
Fonte: Google, 2010e
48
13.3 Metodologias
13.3.1 Nitrato
13.3.1.1 Interferentes do nitrato
Os cloretos interferem muito devido à sua ação redutora sobre o íon nitrato. Os
nitritos, quando presentes em quantidades considerável, 0,2 mg/L, interferem, pois
reagem com nitrato.
13.3.1.2 Preservação da amostra do nitrato
A análise foi realizada logo após a coleta dentro do menor tempo possível, uma
vez que a validade da amostra é de até 48 horas.
13.3.1.3 Análise
Neutralizou-se 100 mL da amostra, para pH em torno de 7, transferiu-se para
uma cápsula de porcelana e evaporou-se até a secura em banho-maria. Após a
evaporação o resíduo foi bem agitado com o auxílio de um bastão de vidro,
adicionando 2 mL de ácido fenoldissulfônico, a fim de dissolver todos os sólidos. Foi
diluído, com cerca de 20 mL, de água destilada e adicionou-se, sob agitação, 7 mL
de hidróxido de amônia até que a cor se desenvolvesse ao máximo. A solução foi
levada ao volume final de 100 mL em balão volumétrico. Junto com as amostras foi
efetuada uma prova em branco, que foi utilizada para zerar o equipamento. O
comprimento de onda utilizado na leitura do espectrofotômetro foi de 410 nm.
49
13.3.2 Nitrito
13.3.2.1 Interferentes do nitrito
Incompatibilidade química para nitrito livre de cloreto e tricloreto de nitrogênio
(NCl3) em coexistência. NCl3 dá uma falsa cor vermelha quando o reagente de cor é
adicionado. Outros íons que interferem por causa das condições de teste e não
devem estar presentes: Sb3+, Au3+, Bi3+, Fe3+, Pb2+, Hg2+, Ag+, cloroplatinato (PtCl62-)
e metavanadato (VO32-). Íon cúprico pode causar baixos resultados pela
decomposição do catalisador, o sal diazonio. Íons coloridos podem alterar a cor do
sistema e também devem estar ausentes. Remover sólidos suspensos por filtração.
13.3.2.2 Preservação da amostra do nitrito
A análise foi realizada logo após a coleta dentro do menor tempo possível, uma
vez que a validade da amostra é de até 48 horas.
13.3.2.3 Análise
Ajusta-se o pH da amostra para ficar na faixa de 5 a 9, com uma solução de
ácido clorídrico 1N ou hidróxido de amônia. Para 50 mL de amostra, adicionou-se 2
mL do reagente de coloração e homogeneizou. Entre 10 minutos e 2 horas após a
adição do reagente de coloração para as amostras, mede-se a absorbância a 543
nm.
50
13.4 Curva de calibração
Como todos os métodos selecionados para a determinação dos compostos
nitrogenados são colorimétricos há necessidade de usar uma curva de calibração
para cada parâmetro. Uma vez que para se obter o valor da concentração de
substâncias cuja concentração se desconhece, é necessário estabelecer uma
relação entre a absorbância desta solução em diferentes concentrações com as
suas concentrações.
Assim o preparo da curva de calibração é de suma importância, deve ser bem
entendida e realizada com vidraria calibrada.
Na elaboração da curva, as concentrações, foi levado em consideração o valor
máximo permitido determinado pela Portaria n°518 04 e o limite de detecção do
equipamento utilizado.
13.4.1 Curva de calibração do nitrato
A partir da solução estoque de nitrato preparada conforme anexo A foram feitas
as diluições para a curva de calibração, conforme descrito na NBR 12620. A
construção da curva foi feita em absorbância x concentração (mg/L) de nitrato em
nitrogênio.
Tabela 2: Diluição da curva padrão do nitrato
Concentração de nitrato
em N (mg/L)
Branco
0,099
0,200
0,502
1,013
2,032
Fonte: Autoria própria, 2010
Volume da solução padrão
para a diluição a 100 mL
(mL)
0
5
10
25
50
100
51
Tabela 3: Dados da curva de calibração da análise de nitrato
Concentrações dos
padrões (mg/L)
0,099
0,200
0,502
1,013
2,032
Fonte: Autoria própria, 2010
Absorbância
0,048
0,081
0,220
0,425
0,817
13.4.2 Curva de calibração do nitrito
A curva de calibração foi preparada a partir da solução padrão de nitrito
preparada conforme anexo A.
Tabela 4: Diluições para a curva de nitrito
Concentração de nitrito
em N (mg/L)
Branco
0,010
0,015
0,025
0,051
0,076
0,101
Fonte: Autoria Própria, 2010
Volume (mL) da solução padrão
para diluição a 50 mL
0
2
3
5
10
15
20
Tabela 5: Dados da curva de calibração de nitrito
Concentrações dos
padrões (mg/L)
0,010
0,015
0,025
0,051
0,076
0,101
Fonte: Autoria Própria, 2010
Absorbância
0,033
0,050
0,080
0,155
0,249
0,329
52
13.5 Cálculos
A seguir são apresentados os cálculos para as concentrações de nitrato e
nitrito.
13.5.1 Concentração de nitrato (NO3-)
Os resultados de nitrato são obtidos através da equação da reta resultante e
obtida para a curva de calibração preparada.
mg/L de NO3- =
absorbância − 0,0181
(3)
0,3996
13.5.2 Concentração de nitrito (NO2-)
Os resultados de nitrito são obtidos através da equação da reta resultante e
obtida para a curva de calibração preparada.
mg/L de NO2- =
absorbância − 0,0004
(4)
3,2692
53
13.6 Resultados e discussões
13.6.1 Curvas de calibração
13.6.1.1 Curva de calibração do nitrato
A partir dos resultados obtidos das leituras das soluções padrões, foi obtida a
curva de calibração para a análise de nitrato possuindo assim a seguinte equação
da reta y = 0,3996x + 0,0108.
Nitratos
y = 0,3996x + 0,0108
R20,9993 =
Absorbância
1,000
0,800
0,600
0,400
0,200
0,000
0,000
0,500
1,000
1,500
2,000
2,500
Concentração (m g/L)
Figura 7: Curva de calibração nitrato
Fonte: Autoria própria, 2010
13.6.1.2 Curva de calibração do nitrito
A partir dos resultados obtidos das soluções padrões, foi obtida a curva de
calibração para a análise de nitrito possuindo assim a seguinte equação da reta y =
3,2692x – 0,0004.
54
y = 3,2692x - 0,0004
R20,9999 =
Nitrito
Absorbância
0,400
0,300
0,200
0,100
0,000
0,0000
-0,100
0,0200
0,0400
0,0600
0,0800
0,1000
0,1200
Concentração (m g/L)
Figura 8: Curva de calibração nitrito
Fonte: Autoria própria, 2010
O coeficiente de determinação, indica a proporção da variação total na variável
dependente y que é explicada pela variação da variável independente x. Conforme
foi observado nas curvas de calibrações os coeficientes de determinações, R2,
possuem correlações positivas o que significa que as retas obtidas são lineares. O
fato de r2 não estar próximo de zero sugere que a equação é melhor que a média de
y como preditor.
13.6.2 Resultados das coletas
Os pontos de coleta serão enumerados conforme a tabela abaixo:
Tabela 6: Local de Coleta x Ponto
Local de Coleta (Poço Artesiano)
Assentamento Sinos
Estrada Sanga Funda
Cemitério
Pedreira
Escola Álvaro Almeida
Rua do Areião
Rua José Prates Sarmento
Rio dos Sinos
Estrada Sanga Funda após Caixa D'água
Estrada dos Pires
Estrada do Caju
Rio dos Sinos Divisa com Canoas
Fonte: Autoria Própria, 2010
Ponto
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
55
Além da coleta dos poços, foi coletado dois pontos (8 e 12) em datas diferentes
no Rio dos Sinos que é divisa do município de Nova Santa Rita com Canoas.
1
5
6
2
10
9
11
3
7
4
8 - 12
Figura 9: Mapa destacando os pontos de coleta
Fonte: Secretaria de saúde do município de Nova Santa Rita, 2010
56
13.6.2.1 Resultados de nitrato
Os resultados de nitrato foram obtidos através da equação da reta resultante
da curva de calibração, apresentada na Figura 7.
Tabela 7: Resultados das absorbâncias de nitrato
Ponto
Amostra A
Amostra B
1
0,017
0,014
2
0,013
0,002
3
0,257
0,256
4
0,047
0,049
5
0,014
0,012
6
0,078
0,036
7
Descoloriu
0,457
8
0,147
0,140
9
0,004
0,005
10
0,152
0,160
11
1,667
1,625
12
0,039
0,023
Fonte: Autoria própria, 2010
Amostra C
0,013
0,013
0,252
0,051
0,012
0,051
0,445
Descoloriu
0,004
0,150
1,558
0,055
Conforme os pontos 2 (amostra B), 7 (amostra A) e 8 (amostra C) a diferença
de absorbância entre as provas deve ter sido em decorrência a algum tipo de
contaminação, tanto no momento da evaporação das amostras e ou no momento
das análises.
O branco é zerado para poder calibrar o equipamento e também diminuir
possíveis erros do aparelho.
57
Tabela 8: Resultados das concentrações e desvio padrão de nitrato
Ponto Concentração mg/L
1
0,01
2
0,00
3
0,61
4
0,10
5
0,01
6
0,11
7
1,10
8
0,33
9
0,00
10
0,33
11
4,02
12
0,06
Fonte: Autoria própria, 2010
Desvio Padrão mg/L
± 0,050
± 0,016
± 0,007
± 0,005
± 0,003
± 0,053
± 0,021
± 0,021
± 0,001
± 0,013
± 0,138
± 0,042
Conforme pode ser verificado na tabela 8, observa-se que todas as amostras
apresentaram resultados dentro dos parâmetros citados na portaria que é nitratos ≤
10 mg/L.
Nos pontos 1, 2, 5 e 9 o teor de nitrato está menor do que 0,01 mg/L.
Os pontos 3, 4, 6, 8, 10 e 12 apresentam valores de nitrato em torno de 0,1
mg/L.
Apenas nos pontos 7 e 11 foi detectado a presença de nitrato acima de 1,0
mg/L.
Observa-se também que os pontos 8 e 12 são referentes ao mesmo ponto de
coleta, contudo a diferença de resultados pode ser atribuída às condições das
coletas, que aconteceram em dias diferentes. No ponto 8 o nível de água do rio
estava baixo enquanto que no ponto 12 o rio apresentava um nível de água mais
alto devido a ocorrência de chuva naqueles dias.
13.6.2.2 Resultados de nitrito
Os resultados de nitrito foram obtidos através da equação da reta resultante da
curva de calibração, apresentada na Figura 8.
58
Tabela 9: Resultados das absorbâncias de nitrito
Ponto
Amostra A Amostra B
1
0,001
0,001
2
0,003
0,005
3
0,003
0,002
4
0,003
0,003
5
0,003
0,004
6
0,010
0,009
7
0,002
0,001
8
0,264
0,274
9
0,001
0,003
10
0,000
0,000
11
0,018
0,021
12
0,119
0,115
Fonte: Autoria própria, 2010
Amostra C
0,001
0,003
0,003
0,002
0,003
0,009
0,001
0,270
0,003
0,000
0,020
0,117
Nos resultados das absorbâncias de nitrito, entre provas de um mesmo ponto,
não ocorreu diferenças significativas.
Tabela 10: Resultados das concentrações e desvio padrão de nitrito
Ponto
Conc. mg/L
1
0,00
2
0,00
3
0,00
4
0,00
5
0,00
6
0,00
7
0,00
8
0,08
9
0,00
10
0,00
11
0,01
12
0,04
Fonte: Autoria própria, 2010
Desvio Padrão
mg/L
± 0,000
± 0,000
± 0,000
± 0,000
± 0,001
± 0,000
± 0,000
± 0,002
± 0,000
± 0,001
± 0,000
± 0,001
Conforme resultados apresentados na tabela 10, observa-se que todas as
amostras apresentaram resultados dentro dos parâmetros citados na portaria que é
nitritos ≤ 1 mg/L.
Nos pontos 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9 e 10 não foi detectado a presença de nitrito nas
amostra.
O ponto 11 apresentou teor de nitrito a 0,01 mg/L.
59
Os pontos 8 e 12 são referentes ao mesmo ponto de coleta e apresentaram
valores de nitrato acima de 0,01 mg/L porém menor que 0,10 mg/L. A diferença das
concentrações, assim como para nitratos, pode ser atribuída a ocorrência de chuvas.
13.6.2.3 Resultado da análise microbiológica
Não foi possível obter os resultados das análises microbiológicas, pois até a
finalização do trabalho não foram divulgados para a Secretaria do Município de Nova
Santa Rita os laudos das amostras.
60
14 CONCLUSÃO
A água dos poços apresentaram parâmetros de qualidade dentro dos Valores
Máximos Permitidos estabelecidos pela Portaria n° 5 18/04, do Ministério da Saúde,
determinando assim que a água proveniente dos 12 pontos analisados no município
de Nova Santa Rita, podem ser considerada como potável em termos de nitrato e
nitrito, na data da análise.
Uma dificuldade observada no decorrer do trabalho foi o prazo de validade das
amostras, pois os parâmetros têm uma validade pequena para a sua determinação.
Uma sugestão seria realizar, se possível, novas pesquisas sobre este assunto,
a fim de manter um monitoramento dos mesmos pontos já analisados ou até mesmo
em pontos diferentes, para que seja observada a variação do teor de nitrato e nitrito
ao longo do tempo naquela região.
61
REFERÊNCIAS
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nitrato – métodos do ácido cromotrópico e do ácido fenoldissulfônico: método
de ensaio. Rio de Janeiro: ABNT, 1992. 5p.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Águas – determinação de
nitrito – método da sulfanilamida e N-(1-naftil)-etilenodiamina: método de
ensaio. Rio de Janeiro: ABNT, 1992. 4p.
ALABURDA, J; NISHIHARA, L. Presença de compostos de nitrogênio em águas de
poços. Caderno de Saúde Pública, São Paulo. v.32, n° 2, 1998.
AYACH, L. R; PINTO, A. L; CAPPI, N. Concentrações de nitrato nas águas freáticas
da cidade de Anastácio (MS) e suas implicações ambientais. Climatologia e
Estudos da Paisagem, Rio Claro. v. 2, n° 2, 2007.
BAIRD, Colin. Química Ambiental. Porto Alegre: Bookman, 2002.
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CLESCERI, Lenore S. (Ed.). Standard methods for the examination of water and
wastewater. 21th ed. Washington, D.C.: American Public Health Association, 2005.
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DORIGON, E. B; STOLBERG, J; PERDOMO, C. C. Qualidade da água eu uma
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ESTEVES, Francisco de Assis. Fundamentos de limnologia. 2. ed. Rio de Janeiro:
Interciência, 1998. 602 p.
FREITAS, M.B; BRILHANTE, O. M.; ALMEIDA, L. M. Importância da análise de
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62
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Google. Site <www.google.com.br>. Bomba centrífuga. 2010b Disponível em:
<http://www.mspc.eng.br/fldetc/topdiv_agua_10.shtml> Acesso em: maio/2010.
Google. Site <www.google.com.br>. Bomba de eixo prolongado. 2010c Disponível
em: <http://www.mspc.eng.br/fldetc/topdiv_agua_10.shtml> Acesso em: maio/2010.
Google. Site <www.google.com.br>. Bomba submersa. 2010d Disponível em:
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Google. Site <www.google.com.br>. Caixa de isopor. 2010f Disponível em:
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HERRANZ, M; CLERIGUÉ, N. Intoxicácion em niños: Metahemoglobinemia.
ANALES Sis San Navarra.v 26, Suplemento 1, 2003.
JEFFERY, G. H.; BASSETT, J.; MENDHAM, J.; DENNEY, R. C.; VOGEL, Arthur
Israel; MACEDO, Horacio. Vogel: análise química quantitativa. 5. ed. Rio de
Janeiro: LTC 1992. 712 p.
ROCHA, Julio Cesar; ROSA, André Henrique; CARDOSO, Arnaldo Alves.
Introdução à química ambiental. Porto Alegre: Bookman, 2004.
RUSSELL, John Blair. Química geral. 2. ed. São Paulo: McGraw-Hill do Brasil,
1994. 2 v.
SILVA, L. A; MARTINS, C. R; ANDRADE, J, B. Por que todos os nitratos são
solúveis? Química Nova. v. 27, n° 6, 2004.
63
ANEXO A: Metodologia utilizada no preparo das soluções
1 ANÁLISE DE NITRATO
a) Ácido Fenoldissulfônico
Dissolver 25 g de fenol PA (C6H5OH) em 150 mL de ácido sulfúrico
concentrado PA (H2SO4). Adicionar cuidadosamente 75 mL de ácido sulfúrico
fumegante PA (15% SO3 livre), homogeinizar e aquecer em banho-maria durante 2
horas.
b) Solução estoque de nitrato
Secar a 105°C por 24 horas, nitrato de potássio PA (KNO3), dissolver 0,7218g
em água e diluir a 1000 mL.
c) Solução padrão de nitrato
Diluir 20 mL da solução estoque de nitrato a 1000 mL com água destilada em
balão volumétrico.
d) Hidróxido de amônio PA (NH4OH)
2 ANÁLISE DE NITRITO
a) Reagente colorido
Para 800 mL de água adicione 100 mL de ácido fosfórico 85% (H3PO4) e 10 g
de sulfanilamida. Após dissolução completa da sulfanilamida, adicione 1 g de N-(1naftil) – etilenodiamina. Misture para dissolver, dilua para 1 L com água. A solução é
estável por aproximadamente 1 mês quando estocada em frasco escuro e sob
refrigeração.
b) Oxalato de sódio 0,025M (0,05N)
Dissolver 3,350 g de oxalato de sódio (Na2C2O4), padrão primário, em água e
dilua para 1 L.
c) Sulfato ferroso amoniacal 0,05M (0,05N)
Dissolver 19,607 g de Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O com 20 mL de ácido sulfúrico
concentrado em água e dilua para 1 L. Padronize.
64
d) Solução estoque de nitrito
Dissolver 1,232 g de NaNO2 em água e dilua para 1 L. Preserve com 1 mL de
clorofórmio.
1 mL = 250 µg N
Padronização da solução estoque: pipete 50 mL de KMnO4 (0,01M), 5 mL de H2SO4
concentrado e 50 mL de solução estoque de nitrito. Misture suavemente e aqueça
em chapa de 70-80°C. Decorar o permanganato adicion ando porções de 10 mL de
NaC2O4 (0,025M). Titular com excesso de permanganato de potássio (0,01M) até o
ponto final rosa fraco.
Se a solução padrão de sulfato ferroso amoniacal 0,05M é substituída por
NaC2O4, omitir aquecimento e estenda o período de reação entre KMnO4 e Fe2+ por
5 minutos antes de chegar ao ponto final na titulação com KMnO4.
Calcule a concentração de NO2- pela seguinte equação:
A=
[(B × C) - (D × E)] × 7
F
Onde:
A = mg N- NO2-/mL na solução estoque NaNO2;
B = volume total padrão KMnO4 utilizado;
C = normalidade do padrão de KMnO4;
D = volume total adicionado de padrão redutor;
E = normalidade do padrão redutor;
F = volume em mL de solução NaNO2 utilizada para a titulação.
Cada 1 mL de KMnO4 0,01M consumido por solução de NaNO2 corresponde a
1750 µg N- NO2-.
e) Solução intermediária de nitrito
Calcule o volume, G, de solução estoque de nitrito requerida para a solução
intermediária NO2- de G = 12,5/A. dilua o volume G, aproximadamente 50 mL para
250 mL com água. Preparar diariamente.
65
1 mL = 50 µg N
f) Solução padrão de nitrito
Dilua 10 mL de solução intermediária de nitrito para 1 L com água. Preparar
diariamente.
1 mL = 0,50 µg N
g) Padrão de permanganato de potássio titulante, 0,01M (0,05N)
Dissolver 1,6 g de KMnO4 em 1 L de água. Pese com precisão de 0,1 mg, de
100 a 200 mg de amostra de NaC2O4 anidro em um béquer de 400 mL. Para cada
béquer, e ordem, adicione 100 mL de água destilada e misture para dissolver.
Adicione 10 mL de ácido sulfúrico 1:1 e aqueça rapidamente para 90 a 95°C. Titule
rapidamente com solução de KMnO4 a ser padronizado, sob agitação para uma leve
cor rosa no ponto final, persistente por 1 minuto ou mais. A temperatura não deve
ser menor de 85°C. Se necessário, aqueça o conteúdo do béquer durante a
titulação; 100 mg consome aproximadamente 6 mL de solução. Faça um branco
com água destilada e ácido sulfúrico.
Normalidade de KMnO4 =
Onde:
A = volume de titulante para a amostra
B = volume de titulante para o branco
gNaC 2 O4
( A − B ) × 0,33505
66
ANEXO B: Procedimento para coleta
a) O frasco deve ser aberto somente no momento da coleta e pelo tempo
necessário para seu preenchimento, devendo ser fechado imediatamente após
a coleta;
b) As amostras devem ser acondicionadas em caixa térmica, com gelo;
c) O frasco dever ser identificado com o número do ponto de coleta,
correspondente ao Laudo de Coleta, o qual deve ser preenchido com todos os
dados solicitados;
d) Coleta em residências: abrir a torneira, deixando a água escoar por cerca de 3
minutos; enxaguar o frasco com água de coleta por duas vezes e proceder à
coleta – não encher o frasco até o gargalo, deixando um espaço para a
homogeneização da amostra. Identificar a amostra e preencher o Laudo de
Coleta;
e) Coleta em poços: enxaguar o frasco com água de coleta por duas vezes e
proceder à coleta – não encher o frasco até o gargalo, deixando um espaço
para a homogeneização da amostra. Identificar a amostra e preencher o Laudo
de Coleta.
67
ANEXO C: Laudo de coleta para água potável
AMOSTRA NÚMERO: _______________
1. TIPO DE ABASTECIMENTO NA LOCALIDADE
( ) Rede de Abastecimento
( ) Solução Alternativa Coletiva
( ) Solução Alternativa Individual
Responsável: __________________________________
Responsável: __________________________________
Responsável: __________________________________
2. TIPO DE ÁGUA
( )Tratada
( )Clorada Não Tratada
( )Poço superficial
( ) Poço artesiano
( ) Outro: _________________________________________________________________________________
3. PONTO DE COLETA
Especificar se a coleta foi direto da rede, numa residência, poço coletivo, etc...
__________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________
4. Município: _Nova Santa Rita_____________________ Área: _______________________________________
Endereço da Coleta:
__________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________
Data da Coleta: _________________ Hora da Coleta: ______________
Nome do Coletador: _________________________________________ Telefone p/ contato: ________________
Temperatura Ambiental: _____________ Ocorrência de chuva nas últimas 48 h: ( )SIM
( )NÃO
5. ANÁLISE LABORATORIAL
CARACT. ORGANOLÉPTICAS CARACT. FÍSICO-QUÍMICAS
Aspecto: ___________________ Cor Aparente: ____________ uH Cloro Res. Livre: ___________ mg/L
Odor: ______________________ pH: ___________ Flúor: ___________ mg/L
Outras: ____________________ Turbidez: _______________ UT Outras: _______________
6. CARACT. MICROBIOLÓGICAS
Coliformes Totais: ____________________________________________________________
Coliformes Termotolerantes: ____________________________________________________
Escherichia coli: ______________________________________________________________
Pesquisa de Salmonella spp: ____________________________________________________
Outros:______________________________________________________________________
IDENTIFICAÇÃO DA AMOSTRA
7. Data de Entrada no Laboratório: _________________ Hora de Entrada: _______________