POLUIÇÃO HÍDRICA Águas Superficiais Prof. Paulo Roberto Koetz.
Aula 10 - POLUIÇÃO AMBIENTAL ÁGUAS SUPERFICIAIS. Água no planeta Terra.
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Aula 10 - POLUIÇÃO AMBIENTAL
ÁGUAS SUPERFICIAIS
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Água no planeta Terraágua doce
2,5%
oceanos97,5%
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Distribuição da água doce
geleiras74,26%
ág. subterrâneas25,17%
rios e lagos0,58%
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Usos da águaAbastecimento públicoUso industrialNavegaçãoGeração de energiaIrrigaçãoRecreaçãoDiluição de despejos
AquiculturaPreservação de fauna e floraetc...
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Usos diversos da água e conflitos
A diluição de despejos pode degradar a qualidade da água para outros usos como abastecimento humano, irrigação, preservação do meio ambiente, recreação;Impactos das obras necessárias aos usos da água como por exemplo um reservatório;Uso consuntivo da água - a água usada não retorna para seu local original podendo alterar sua disponibilidade a jusante
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Distribuição do consumo de água no planeta
Ano de Região Volume anual Consumo Consumo por atividade (%)referência consumido per capta Uso Uso Uso
(km3/ano) (m3) doméstico industrial agrícola1995 África 145,14 202 7 5 881995 Europa 455,29 625 14 55 311991 América 512,43 1789 13 47 39
do Norte1987 América 96,01 916 6 8 86
Central1995 América 106,21 335 18 23 59
do Sul1987 Ásia 1633,85 542 6 9 851995 Oceania 16,73 591 64 2 341990 Brasil 36,47 246 22 19 591987 Mundo 3240 645 8 23 69
fonte: (WRI, 1998)
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Poluição das águas
Lançamento de esgotos industriais e domésticosDireto no corpo d´água receptor
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Alteração da qualidade das águas
Poluição das águas é a alteração de suas características por quaisquer ações ou interferências, sejam naturais ou provocadas pelo homem.Os efeitos resultantes da introdução de poluentes na água dependem da natureza do poluente introduzido, do caminho que o poluente percorre e do uso que se faz da água.
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Alteração da qualidade das águas
Principais poluentes:poluentes orgânicos biodegradáveis: (proteínas, gorduras, carboidratos) aqueles que podem ser degradados no meio seja por processos aeróbios ou anaeróbios. Se a carga poluidora for alta o oxigênio será todo consumido e se estabelecerão condições anaeróbias
Auto depuração: capacidade do corpo líquido de receber uma carga poluidora, degradar esta carga sem implicar na morte dos organismos do local
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Processo de autodepuração, adaptado de Braga et al., 2002
Tempo (dias) e distância (Km)
Concentraçãomg/l
O2 dissolvido
Direção ou fluxo
Zona de águas limpas
Zona de degradação
Zona de Decomposiçãoativa
Zona de Recuperação
Zona de águas limpas
DBO8,0
2,0
0 20 80 160 1801d 4d 8d 9d
4,0
6,0
Bactérias
5d2d
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Tratamento biológicoC6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O +
energia (G0’-2870 KJ/mol) (NO3, SO4, PO4)
• Metabolismo Aeróbio
C6H12O6 + aceptor 3CH4 + 3CO2 + energia (G0’-390 KJ/mol) (H2+ NH3+ H2S)
• Metabolismo Anaeróbio
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Metabolismo BacterianoMetabolismo BacterianoAmbiente Doador de
elétronsReceptor de
elétronsProcesso
Aeróbio Compostoorgânico
oxigênio Oxidação aeróbiaMetabolismo
aeróbioNH4
+ oxigênio Nitrificação
Anaeróbio Compostoorgânico
NO3- Desnitrificação
H2 eacetato
SO4 2- Redução de sulfato
H2 CO2 Metanogênico
Fonte: Metcalf & Eddy (1991).
Microrganismos metanogênicos hidrogenotróficos:4H2 + CO2 CH4 + 2 H2O
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Características das Zonas de autodepuração
1-Z. de degradação: no ponto de lançamento a água é turva, de cor acinzentada, com deposição de partículas no fundo. Ainda tem muitos peixes que vem em busca de alimento. Em seguida inicia-se a proliferação bacteriana, consumindo OD. A DBO é máxima no ponto de lançamento devido a oxidação da MO e compostos proteicos, que são oxidados formando amônia (NH4
+, e NH3). Presença de coliformes, e outras bactérias presentes no esgoto (bactérias filamentosas como Zooglea ramigera e Sphaerotilus natans). Presença de protozoários ciliados (Vorticella, Epistylis). Algas são raras devido a turbidez da água, mas podem ser encontradas Oscillatoria, Phormidium.2-Z. decomposição ativa: Na porção mediana o OD pode ser totalmente consumido por bactérias e fungos, encontrando-se condições anaeróbias na massa dá água (cheiro ruim, de H2S e CH4). O N. de coliformes diminuí devido a presença de vírus bacteriófagos. Aumenta a quantidade de protozoários (que predam as bactérias) e vermes tubifecídeos; mas desaparecem na região anaeróbia da zona de decomposição ativa, reaparecendo novamente mais tarde onde a concentração de OD aumenta.
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3-Z. de recuperação: A concentração de OD volta a aumentar, a água se apresenta mais clara; encontram-se as formas mais oxidadas de N (como NO2 e NO3) e PO4, e SO4, condicionando a fertilização do meio e propiciando o desenvolvimento de vegetais fotossintetizantes.Z. de águas limpas: Voltam as condições normais da água antes de se dar a poluição, com relação ao OD e DBO, e índices bacteriológicos. Mas, devido à grande mineralização dos compostos nitrogenados e fosfatados (verificada na zona anterior), essas águas são mais férteis. A produção de algas é maior, podendo dar origem à fenômenos de floração. Tem-se a supersaturação de O2. As algas servem de alimento a protozoários e rotíferos, crustáceos e larvas de insetos dos quais se alimentam os peixes. Restabelece-se, o ciclo biodinâmico normal de um manancial.
Características das Zonas de autodepuração
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Alteração da qualidade das águas
Principais poluentes:poluentes orgânicos recalcitrantes ou refratários: não degradáveis ou que apresentam taxa de degradação muito baixa. Defensivos agrícolas, detergentes sintéticos, petróleo.
O impacto destes poluentes está, não no consumo de oxigênio, mas, na toxicidade que representam para os organismos
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Alteração da qualidade das águas
Principais poluentes:metais: todos metais podem ser solubilizados na água. Alguns são até necessários para o homem como o ferro. Outros são altamente tóxicos, cancerígenos, teratogênicos, mutagênicos...Por exemplo arsênico, bário, cádmio, cromo, chumbo, mercúrio.Bioacumulação - o metal ingerido não é expelido pelo organismo ficando concentrado no seu corpo, quando outro ser se alimenta deste indivíduo, ingere o metal que se transfere ao longo da cadeia alimentar
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Alteração da qualidade das águas
Principais poluentes:nutrientes: sais de nitrogênio e fósforo que são básicos para o desenvolvimento dos organismos se despejados em demasia causam aumento do número destes seres alterando as características do meio. O processo é conhecido como - EutrofizaçãoOrganismos patogênicosSólidos em suspensãoCalorRadioatividade
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Causas e Consequências da Eutrofização
N e P
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Consequências da eutrofização
Aumento do fitoplâncton e de macrófitas aquáticasDiminuição da penetração da luz e do processo de aeração superficialMorte de organismos sensíveis à redução da conc. de O2 (peixes)Aumento da degradação da M.O pelas bactérias aeróbias (DBO)Condições anaeróbias no hipolímnioPredomínio de bactérias anaeróbias e facultativas no fundo do lago (produção de H2S e CH4), tóxicos para peixes e plantas.
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Dados do BrasilProporção de municípios, por condição de esgotamento sanitário
Fonte: IBGE/PNSB 2000http://www.ibge.gov.br/ibge/presidencia/noticias/27032002pnsb.shtm
47,8%
92,9%
57,1%
7,1%
61,1%
82,1%
32,0%
3,5%
29,6%
59,8%
17,2%
5,6%
20,2%
3,6%
13,3%
33,1%
21,7%
12,3%
0,0% 10,0% 20,0% 30,0% 40,0% 50,0% 60,0% 70,0% 80,0% 90,0% 100,0%
Brasil
Norte
Nordeste
Sudeste
Sul
Centro-Oeste
Coletam e tratamSó ColetamSem coleta
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Dados do BrasilDomicílios brasileiros com rede de abastecimento de água
Fonte: IBGE/PNSB 2000 http://www.ibge.gov.br/ibge/presidencia/noticias/27032002pnsb.shtm
36,1%
63,9%
Têm rede de abastecimento de água
Não têm rede de abastecimento deágua
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Dados do BrasilDomicílios atendidos por rede geral de esgoto no Brasil
Fonte: IBGE/PNSB 2000http://www.ibge.gov.br/ibge/presidencia/noticias/27032002pnsb.shtm
33,50%
66,50%
domicílios com rede geral de esgotodomicílios sem rede geral de esgoto
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Indicadores de poluiçãoIndicadores físicos - cor, turbidez, odor (H2S, CH4,
cheiro de esgoto associado a algas azuis em decomposição) e sabor (fenóis, subprodutos aminados e ácidos graxos), temperaturaIndicadores químicos: salinidade, dureza, alcalinidade, corrosividade, ferro e manganês, impurezas orgânicas-nitrogênio-cloretos, compostos tóxicos, fenóis, detergentes, agrotóxicos, radioatividade, DBO, OD, pH.Indicadores biológicos: algas, microorganismos patogênicos (coliformes fecais, cryptosporidium, etc), protozoários encontrados em águas poluídas
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Odores característicos de vários gêneros de algas
Odor “ aromático”:GeraniumRabanetesVioletas
Noz moscadaPepinosCapim ou grama
AlgasAsterionella, Cyclotella, Fragilaria, Melosira, Stephanodiscus, TabellariaAnabaena, Aphanizomenon, DictyosphaeriumCryptomonas, Dinobryon, Mallomonas;
Synura
Peridinium,Synura, UroglenopsisAnabaena, Aphanizomenon, Actinastrum, Anabaenopsis, Closterium, Cosmarium, Cylindrospermun, Oscillatoria, Microcystis, Spirogyra, Synedra, Ulothrix.
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IQA
Índices de qualidade das águas
Índices que englobam vários dos indicadores mencionados anteriormente (IQA usado pela CETESB compreende 9 parâmetros, valor do parâmetro e peso atribuido ao mesmo).
IQAAs legislações se valem de padrões para definir a qualidade das águas como por exemplo a Portaria da Ministério da Saúde com os padrões de potabilidade (Portaria N.36)
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PerspectivasAumento do conhecimentos dos processos para melhorar os sistemas de tratamento.Desenvolvimento tecnológico. Diminuição da geração de poluição
na indústrianas residências
Implantação de redes de coletaImplantação de estações de tratamento
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Evitar o desperdício de águaÁgua necessária para produzir 1
kg de alimentos
Produto Volume (litros)
carne 15.000
frango 6.000
cereais 1.500frutas cítricas 1.000
raízes e tubérculos 1.000
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PerspectivasPrevenção da poluição. Planejamento ambiental
E os custos?Questão para casa e para a vida
profissional de vocês.Pensem em alternativas de como financiar a qualidade ambiental,
como diminuir custos etc...
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Seminários (de 12/03, 19 e 26/03)
1- Reciclagem papel (índices do Brasil e de MG);Daniel, Ariana, Daniel,Bruno)2-Reciclagem borracha, pneus; (Renato, Fernando, Ricardo)3- Reciclagem latas de alumínio (Natalia, Valéria, Jackson, Flavio)4-Reciclagem garrafas PET (Thaize, Fernanda, Lidiane)5-Aterro Sanitário e processo de compostagem (Sérgio,Angelica, Aline e Claudia) 6-Remediação de solos contaminados (solvente, óleo, etc) (Jovino, Isabela e Nadia)7- Recuperação de áreas degradadas por atividade de mineração ( Glaucia, Ramon, Mariana,Delaine Fabiana)8-Transposição do Rio S. Francisco (arg. A Favor) (Alexandre,Jaqueline, Regilane, Vivia)9-TRS Francisco( argumentos contra) (Marco Aurelio,Adriana,