Poluição da Água Disciplina: Ciências do Ambiente Estagiário Docente: José Guimarães...

Poluição da Água

Disciplina: Ciências do Ambiente

Estagiário Docente: José Guimarães

Professora Doutora Márcia Maria

Universidade Federal de Campina GrandeCentro de Tecnologia e Recursos NaturaisÁrea de Engenharia de Recursos Hídricos

Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental

Poluição da Água

• Degradação da qualidade da água resultante das atividades que direta ou indiretamente prejudiquem a saúde, a segurança e o bem-estar da população, criem condições adversas às atividades sociais e econômicas, afetem desfavoravelmente a biota aquática.

Poluição da Água

• É qualquer alteração nas características físicas, químicas e/ou biológicas das águas, que possa constituir prejuízo à saúde, à segurança e ao bem estar da população e, ainda, possa comprometer a fauna ictiológica e a utilização das águas para fins recreativos, comerciais, industriais e de geração de energia” (CONAMA).

• Poluição = f(atividade)

• Uso = f(qualidade da água);

• Qualidade = f(características físicas, químicas e/ou biológicas das águas).

Mudança de Paradigma

• Paradigma– idéias enraizadas na população,

• como que um modo de enxergar a vida ou algum aspecto dela

– concepção científica que move os estudos científicos de uma comunidade de pesquisadores

• A água deixou de ser vista como recurso infinito, para ser tratada enquanto recurso finito.

A Evolução Da Gestão De Recursos Hídricos No Brasil

• Negligência Preocupação / Atenção• Constituição de 1824 Constituição 19881. Código de Águas – 1934

– Vanguardista – êxito parcial [4]– Água pública, comum e particular– Marcante atenção para o uso energético

2. Importantes conferências mundiais acerca do meio ambiente

– Conferencia das Nações Unidas sobre Água (1977) Mar del Plata– Estocolmo (1972) – Conservação do Meio Ambiente– Seminário Internacional de Gestão de Recursos Hídricos (1982) -

Brasília– Montreal (1987) – Emissões Atmosféricas

• Comissão Mundial do Meio Ambiente e Desenvolvimento (1987) – O Nosso Futuro Comum

• Art. 225 da Constituição de 1988: “Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de vida, impondo-se ao poder público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as presentes e futuras gerações.”

– Divisão da água em domínio da União e dos Estados – Art. 20 e 26• Conferência das Nações Unidas Sobre Meio Ambiente e

Desenvolvimento (1992) – Agenda 21 – Capítulo 18• Proteção da Qualidade e do Abastecimento dos Recursos Hídricos

• Conferência Internacional Sobre Água e Meio Ambiente – Dublin – 1992

• Ministério do Meio Ambiente – criado em 1995• Política Nacional de Recursos Hídricos – Lei 9.433/97• Agência Nacional de Águas – Lei 9.984/00

Principais problemas relacionados com a água

• Problemas: Proliferação de doenças transmitidas pela água, como cólera e

diarréias; Grande parte da população não dispõem de abastecimento

adequado de água potável; Imprópria para os diversos usos.

• Fonte de conflitos internacionais: Guerras mundiais pela água: em 1967, um dos motivos da

guerra entre Israel e seus vizinhos foi justamente a ameaça, por parte dos árabes, de desviar o fluxo do rio Jordão. Países como a Síria também depende desse rio;

Crescimento populacional exige cada vez mais dos recursos naturais, principalmente a água.

Disponibilidade da água no Brasil

• O Brasil é um país privilegiado no que diz respeito à quantidade de água.

• Porém, sua distribuição não é uniforme em todo o território nacional.

• Cerca de 47% dos recursos hídricos do planeta estão na América do Sul;

• Grande parte concentrada no Rio Amazonas, o maior rio do mundo em extensão e volume d’água, que corta seis países: Brasil, Peru, Equador, Colômbia, Venezuela e Bolívia.

Floresta amazônica

O Brasil possui cerca de 13 % da água doce disponível no mundo

73% está na bacia Amazônica

27% no resto do país

Atendem 95% da população

Atendem 5 % da população

Quantidade de água

Estados Unidos: 600 L por habitantedia

Sertão: 10 L por habitantedia

Ciclo Hidrológico

INTERCEPTAÇÃO

É a parte da precipitação retida acima da superfície do solo.

(Blake, 1975) devido principalmente á presença de vegetação.

Depende:

• Intensidade da Chuva;

• Área Vegetada ou Urbanizada.

CICLO HIDROLÓGICO: PROCESSOS

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EVAPORAÇÃO

É o processo pelo qual as moléculas de água na superfície líquida ou na umidade do solo, adquirem energia suficiente (através da radiação solar e outros fatores climáticos) e passam do estado líquido para o de vapor.

Depende:

• Temperatura;

• Pressão Atmosférica;

• Umidade Relativa;

• Vento;

• Radiação Solar.

CICLO HIDROLÓGICO: PROCESSOS

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TRANSPIRAÇÃO

É o resultado da extração de água contida no solo pelas raízes

das plantas e liberação para a atmosfera pelos poros.

Depende:

• Da Espécie de Planta;

CICLO HIDROLÓGICO: PROCESSOS

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INFILTRAÇÃO

É o processo pelo qual a água penetra nas camadas superficiais do solo e se move para baixo, em direção ao lençol d’água.

CICLO HIDROLÓGICO: PROCESSOS

Depende:• Da água disponível para infiltrar;• Da constituição e declividade do solo;• Da cobertura vegetal;• Das quantidades de água e ar, inicialmente presentes no interior do solo (teor de umidade).

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ESCOAMENTODefine-se como o movimento das águas na superfície do solo, na interface entre a superfície e o interior do solo e no lençol subterrâneo;

Depende:• Área e forma da bacia;• Conformação topográfica da bacia (declividade, depressões acumuladoras e represamentos naturais);• Tipo de Solo;• Cobertura Vegetal;• Áreas Impermeáveis(pavimentos urbanos).

CICLO HIDROLÓGICO: PROCESSOS

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Bacia Hidrográfica

Uso da Água

• Consuntivo– Ocorre uma diminuição da disponibilidade seja espacial ou

temporalmente• Abastecimento humano e dessedentação de animais• Irrigação• Indústria

• Não-Consuntivo– Não reduz a quantidade de água

• Recreação• Esporte• Pesca• Geração de Energia

Fontes poluidoras - Perfil

Fontes poluidoras - Perfil

Fontes Poluidoras

• Águas superficiais:– Esgoto Doméstico – Efluentes Industriais– Águas pluviais que levam consigo impurezas– Resíduos Sólidos– Pesticidas– Fertilizantes– Detergentes– Precipitação de poluentes atmosféricos– Alteração nas margens dos mananciais

• Carreamento do solo (erosão)

Fontes Poluidoras

• Águas sub-superficiais– Infiltração de:

• esgotos a partir de sumidouros ou valas de infiltração (fossas sépticas);

• esgotos depositados em lagoas de estabilização ou em outros sistemas de tratamento usando disposição no solo;

• esgotos aplicados no solo em sistemas de irrigação;• águas contendo pesticidas, fertilizantes, detergentes e poluentes

atmosféricos depositados no solo;• outras impurezas presentes no solo;• águas superficiais poluídas;

– Vazamento de tubulações ou depósitos subterrâneos;– Percolação do chorume resultante de depósitos de lixo no solo;– Resíduos de outras fontes: cemitérios, minas, depósitos de materiais

radioativos.

Fontes poluidoras

ouPontual

Descarga de efluentes a partirde indústrias e de estaçõesde tratamento de esgoto

São bem localizadas, fáceisde identificar e de monitorar

Difusa

Escoamento superficial urbano,escoamento superficial de áreas

agrícolas e deposição atmosférica

Espalham-se por toda a cidade,são difíceis de identificar e tratar

Classificação da Poluição Hídrica

• Orgânica– Matéria orgânica, proveniente de esgotos domésticos ou

industriais

• Bacteriológica– Contato com dejetos humanos portadores de organismos

patogênicos, por via direta e por esgotos sanitários

• Química– Presença de substâncias provenientes de processos

industriais, uso de pesticidas e de fertilizantes

• Térmica– Despejos com temperatura elevada provenientes de

destilarias, usinas atômica, etc..

• Radiotiva– Recebimento de descargas radioisótopos de usinas nucleares

Principais poluentes e indicadores

• Mat. Orgânica - DBO, DQO e OD (mg/l);

• Sólidos - SS e RS (ml/l); turbidez (unt);

• Ácidos e Álcalis - pH;

• Bactérias - IC (coli/100 ml);

• Óleos e Gorduras - OG (mg/l);

• Nitratos - NO3 (mg/l);

• Fosfatos - PO4 (mg/l);

• Temperatura - T (°C);

• Metais – Metais (mg/l).

Poluição Orgânica

• Esgotos domésticos, vários resíduos industriais, os dejetos agropecuários– elementos que servem de alimento aos seres

aquáticos, sejam peixes, sejam bentos, plâncton, bactérias, etc.

• Quanto maior o volume de matéria orgânica for lançado em um corpo d’água, maior será o consumo (demanda) de oxigênio.

Carga Poluidora Orgânica

• É a observação da quantidade de poluente lançada pela fonte. – Expressa em DBO ou DQO.

• DQO– Quantidade de oxigênio requerida para estabilizar, através de

processos químicos, a matéria orgânica através de um oxidante forte em meio ácido

• DBO– Quantidade de oxigênio estabilização da matérias orgânica

através de processos bioquímicos.

Demanda Química do Oxigênio• Expressa em termos de concentração (mgO2/l)

ou carga (kg de DQO/dia)• Demanda

– Quantidade consumida ou a consumir• Química

– Trata de agentes químicos• Oxigênio

– Favorece a oxidação• Valores da DQO normalmente maiores que os da DBO.

– Trata também substâncias não biodegradáveis (inertes)• Teste realizado num prazo menor – de 2 horas – e em primeiro lugar,

servindo os resultados de orientação para o teste da DBO. • Indicativo de despejos de origem industrial.

Demanda Bioquímica do Oxigênio• Expressa em termos de concentração (mgO2/l)

ou carga (kg de DBO/dia) • Demanda

– Quantidade consumida ou a consumir• Bioquímica

– Mistura de reações de origem biológica e química. – Consumo de oxigênio através de reações biológicas e químicas.

• Oxigênio– Favorece a oxidação

• DBO5,20

– Verificação do oxigênio consumido em 5 dias a uma temperatura de 20ºC.

– Considera apenas a matéria orgânica biodegradável– Não consideração o efeito tóxico ou inibidor de materiais sobre a

atividade microbiana.

Demanda Bioquímica do Oxigênio

• Classificação dos corpos d’água:

– Águas limpas DBO5 na ordem de 2 a 4 mg/l;

– Águas poluídas várias dezenas de

miligramas;

– Esgoto doméstico chega a 300 mg/l.

Equivalente Populacional

• Traduz a equivalência entre o potencial poluidor de uma industria (comumente em termos de matéria orgânica) e uma determinada população.– Um industria tem um equivalente populacional de

20.000 habitantes = a carga de DBO do efluente industrial corresponde à carga gerada por uma localidade com uma população de 20.000 habitantes.

Tipo de Indústria Quantidade produzida ou processada /dia

EP (hab)

Cervejaria 1.000 litros de cerveja 1.500

Curtume 1 Tonelada de peles 2.500

Matadouro 1 Tonelada de peso em pé 300

Celulose 1 Tonelada de Celulose 5.000

Usina de Álcool 1 Tonelada de cana (65 litros de álcool) 400

Granja de Galinhas 10 aves abatidas 2

Laticínios 1000 litros de leite 200

Lavanderia 1 Tonelada de roupas 700

Tabela relacionando o ramo da indústria com o respectivo Equivalente Populacional

Relação DQO e DBO

• DQO/DBO = 1– Efluente biodegradável

• DQO/DBO << 1– Mais biodegradável é o efluente

• DQO/DBO >> 1– Menos Biodegradável é o efluente

– Água poluída DQO/DBO5 é pouca elevada (2 a 3).

Principais formas de poluição

Reservas de água

Poluição

BiológicaSedimentar Térmica Despejo de substâncias

Poluição sedimentar

• Acúmulo de partículas em suspensão (solo, produtos químicos

insolúveis).

Qual a origem? O que causam?

Extração mineralDesmatamentosErosões

Interferem na fotossíntesee na capacidade dos animaisencontrarem alimentos

Extração mineralEsgotos e efluentes

Adsorvem e concentram ospoluentes biológicos e ospoluentes químicos

Partículas do solo

Produtos químicosinsolúveis

Poluição biológica• Presença de microorganismos patogênicos, especialmente na água

potável:

4 bilhões de pessoas no mundo não têm acesso à água potável

tratada;

2,9 bilhões de pessoas vivem em áreas sem coleta ou tratamento

de esgoto.

Controle simples

Apesar disso

250 milhões de casos de doenças (cólera, febre tifóide,diarréia, hepatite A) são transmitidas pela água por ano

10 milhões desses casos resultam em mortes (50% são crianças)

Adição de NaClOOu Ca(OH)2

Fervura da água

Poluição térmica

• Descarte de grandes volumes de água aquecida em rios e oceanos.

Diminui a quantidade de oxigênio dissolvido(43,39 mg de O2/kg de H20 a 20 °C)

Diminui do tempo de vida de algumas espécies aquáticas

Altera os ciclos de reprodução

Aumenta a velocidade das reações entre os poluentes presentes na água

Aumenta a quantidade de gás carbônico na atmosfera(0,86 L de CO2/L de H2O a 20 °C)

Potencializa a ação nociva dos poluentes

Poluição por despejo de substâncias

• Substâncias tóxicas cuja presença na água não é fácil de

identificar nem de remover;

• Em geral os efeitos são cumulativos e podem levar anos para

serem sentidos;

• Os poluentes mais comuns das águas são:

Fertilizantes agrícolas;

Esgotos doméstico e industrial;

Compostos orgânicos sintéticos;

Plásticos;

Petróleo;

Metais pesados.

Poluição por fertilizantes agrícolas

Poluição por esgotos domésticos

e industriais

Poluição por compostos orgânicos sintéticos

Poluição por plásticos

Alta produção

Longo tempo para degradação

Causam a morte de animais por sufocamento

Alta velocidade de uso e descarte

• Maior concentração de lixo do mundo!• 100 milhões de toneladas de plásticos de todos os tipos;

• 1000km de extensão;• 9 milhões de km² ;

• A massa de plástico é seis vezes mais elevada do que a massa de plâncton colhida no local

Poluição por petróleo

Grandes acidentes

Vazamentos em poçosde petróleo, superpetroleiros,

rompimentos de dutos

Exxon Valdez: 42 milhões de litrosKuwait: 200.000 t no Golfo Pérsico

Rio Barigüi: 4 milhões de litrosBaia de Guanabara: 1,3 milhão de litros

5% dos danos

Pequenos acidentes

Vazamentos de óleode motor de barcos

e de carros

Somente no Canadá:300 milhões de litros/ano

95% dos danos

Poluição por petróleo

• O petróleo vaza e se espalha no mar ou no rio;

• A mancha recobre a superfície das águas;

• Sem a luz do sol as algas param de fazer fotossíntese.

Poluição por petróleo

• A quantidade de oxigênio diminui e outras espécies acabam

morrendo;

• Os peixes da superfície

morrem por intoxicação

e falta de oxigênio;

• Peixes que vivem no

fundo e se alimentam

de resíduos, morrem

envenenados.

Poluição por petróleo

• As aves marinhas ficam com o corpo impregnado de óleo;• Deixam de reter o ar entre as

penas e morrem afogadas aomergulhar;

• O óleo penetra no bulbocausando intoxicação;

• Mesmo as aves tratadas acabam morrendo.

Poluição por petróleo

• No mangue o óleo impede as árvores de captar o oxigênio do ar causando sua morte;

• Os crustáceos morrem pela falta de alimento (folhas decompostas);

• Além disso, o óleo fecha asbrânquias, por onde respiram,e superaquece a lama, seuhábitat;

• No acidente da Baía deGuanabara espécies como ocaranguejo-uça podem ter sidoextintas.

Poluição por petróleo

• Com o ecossistema comprometido milhares de pessoas ficam sem trabalho;

• Famílias de pescadores perdem sua fonte de sustento;

• O comércio local acaba falindo com o fim do turismo na região.

Poluição por metais pesados

Poluição por metais pesados

Cu, Zn, Pb, Cd, Hg, Ni e Sn

Bioacumulação

Mineração (garimpo)Pilhas e baterias

Rios e maresAterro sanitário

Os oceanos recebem por ano400.000 t de metais pesados

(80.000 t só de mercúrio)

Contaminação de águassubterrâneas, córregos

e riachos

Dúvidas?

Curiosidade

• Relação entre gênero e tipo industrial com a respectiva DBO de seus efluentes.