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Cinética de Decaimento de organismos patogenicos e eutrofizacao
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS
ESCOLA DE ENGENHARIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA SANITRIA E AMBIENTAL
CONTROLE AMBIENTAL
Aula 7: Cintica de Decaimento de microrganismos patognicos e
Eutrofizao
Profa.: Mriam Cristina Santos Amaral
Maro/2015
Contedo
Introduo
Poluio por microrganismos
Cintica de decaimento bacteriano
Eutrofizao
Controle da eutrofizao
Introduo
Poluio por microrganismos
Poluio por microrganismos
Monitoramento de microrganismos patognicos
O monitoramento de todos os microrganismos patognicos
difcil e anti-econmico: meios e metodologias diferentes,
dificuldade de analisar os resultados.
Indicador
Uso do grupo coliforme. O uso de Escherichia coli como
um indicador de contaminao de origem fecal presente em
gua foi proposto em 1892.
Escherichia coli Escherichia coli
Poluio por microrganismos
Indicador ideal:
Ocorrncia e desaparecimento concomitante com
patognicos
Densidade populacional diretamente relacionada com o
grau de contaminao
Maior sobrevida que a dos patognicos
Ausncia em gua potvel
Fcil deteco e recuperao laboratorial
No prejudicial pessoas e animais
Manipulao segura
Poluio por microrganismos
Padres para coliformes em corpos de gua
Padro de coliformes em corpos de gua Resoluo Conama 357.
(a) Padro a ser cumprido em 80% ou mais de pelo menos 5amostras mensais.
(b) No so permitidos quaisquer lanamentos, mesmo que tratados.
(c) No h padro para coliformes
Classe Coliformes fecais (a)
(organismos/100 ml)
Especial (b)
1 200
2 1.000
3 4.000
4 (c)
Cintica do decaimento bacteriano
Fatores que contribuem para a mortalidade bacteriana
Luz solar Temperatura Adsoro Floculao Sedimentao
Fatores fsicos
Efeitos osmticos pH Toxicidade qumica
Potencial redox
Fatores fsico-
qumicos
Falta de nutrientes Predao Competio
Fatores biolgicos
e bioqumicos
Cintica do decaimento bacteriano
Taxa de mortalidade Lei de Chick
Em que:
N = nmero de coliformes (coli/100 mL);
t = tempo (dia)
Kb = coeficiente de decaimento bacteriano (d-1)
NKdt
dNb.
Cintica do decaimento bacteriano
Taxa de mortalidade Lei de Chick
Cintica do decaimento bacteriano
Coeficiente de decaimento bacteriano
(base e, 20C)
Valor tpico = 1,0 d-1
Correo para outras temperaturas:
(coeficiente de temperatura) = 1,07
Kb= 0,5 a 1,5 d-1
KbT= Kb20 . (T-20)
Cintica do decaimento bacteriano
Exemplo: Calcular o perfil da concentrao de coliformes
fecais em um rio classe 2
Dados:
Concentrao de coliformes no esgoto: Ne = 1 x 107
org/100mL
Vazo do rio: Qr = 1,0 m3/s
Vazo de esgoto: Qe = 0,1 m3/s
Temperatura da gua: 20C
Distncia do percurso: d = 60 km
Velocidade do curso de gua: v = 0,38 m/s
Cintica do decaimento bacteriano
Exemplo: Calcular o perfil da concentrao de coliformes
fecais em um rio classe 2
Soluo:
(a) Clculo da concentrao de CF na mistura
er
eerro
xNQxNQN
mLorgxxx
No 100/109,01,00,1
101,000,1 67
Cintica do decaimento bacteriano
Exemplo: Calcular o perfil da concentrao de coliformes
fecais em um rio classe 2
Soluo:
(b) Perfil da concentrao
Para d = 5 Km:
ttK
o exeNNb .16. .109,0.
dssv
dt 15,0
86400
1.
38,0
5000
86400
1.
mLorgxexN 100/1078,0.109,0 615,0.16
Cintica do decaimento bacteriano
Exemplo: Calcular o perfil da concentrao de coliformes
fecais em um rio classe 2
Soluo:
(a) Perfil da concentrao
d (km) t (d) Ct (mg/L
0 0,00 9 x 105
5 0,15 7x 105
10 0,30 6x 105
15 0,46 5x 105
20 0,61 4x 105
40 1,22 2x 105
50 1,52 2x 105
60 1,83 1x 105 0,E+00 1,E+05 2,E+05 3,E+05 4,E+05 5,E+05 6,E+05 7,E+05 8,E+05 9,E+05 1,E+06
0 10 20 30 40 50 60
CF
(o
rg/1
00
ml)
Distncia (km)
Controle de contaminao por patognicos
Eutrofizao
Definio:
Corresponde ao crescimento excessivo das plantas aquticas, tanto planctnicas quanto
aderidas, a nveis tais que sejam
consideradas como causadores de
interferncias com os usos desejveis do
corpo de gua.
Eutrofizao
Eutrofizao
Evoluo do processo de eutrofizao
Eutrofizao
Evoluo do processo de eutrofizao
Eutrofizao
Problemas da eutrofizao
Problemas estticos e recreacionais
Condies anaerbias no fundo do corpo de gua
Eventuais condies anaerbias no corpo de gua como um todo
Mortandade de peixes
Maior dificuldade e elevao dos custos de tratamento da gua
Problemas com abastecimento de gua industrial;
Modificaes na qualidade e quantidade de peixes de valor
comercial;
Toxicidade de algas;
Reduo na navegao e capacidade de transporte;
Desaparecimento gradual do lago como um todo.
Eutrofizao
Nveis de trofia
Eutrofizao
ndice do estado trfico
Desenvolvido por Carlson (1977), com o objetivo de tornar
mais clara a comunicao de estudos envolvendo a
eutrofizao e a classificao de corpos aquticos.
Finalidade:
Classificar corpos aquticos em diferentes graus de trofia,
ou seja, avaliar a qualidade da gua quanto ao
enriquecimento por nutrientes e seu efeito relacionado ao
crescimento excessivo das algas, ou o potencial para o
crescimento.
Eutrofizao
ndice do estado trfico clculo
Rios: IET (CL) = 10x(6-((-0,7-0,6x(ln CL))/ln 2))-20
IET (PT) = 10x(6-((0,42-0,36x(ln PT))/ln 2))-20
Reservatrios: IET (CL) = 10x(6-((0,92-0,34x(ln CL))/ln 2))
IET (PT) = 10x(6-(1,77-0,42x(ln PT)/ln 2))
Em que:
PT: concentrao de fsforo total medida superfcie da gua, em g.L-
1;
CL: concentrao de clorofila a medida superfcie da gua, em g.L-1;
IET = [ IET ( PT ) + IET ( CL) ] / 2
Eutrofizao
ndice do estado trfico clculo
Eutrofizao
ndice do estado trfico clculo
Eutrofizao
Nutriente limitante
Nutriente essencial para uma
determinada populao cuja falta
limita seu crescimento
Nutriente limitante
Grandes lagos, com predominncia de
fontes no pontuais: N/P >10 Limitao por fsforo
Pequenos lagos, com predominncia
de fontes pontuais: N/P
Eutrofizao
Estimativa da carga de fsforo afluente a um lago ou
represa
Drenagem pluvial: reas com matas e florestas reas agrcolas reas urbanas
Esgotos Efluentes industriais
Fontes de fsforo
Controle da eutrofizao
Medidas preventivas
Tratamento dos esgotos
Controle da drenagem pluvial
Medidas corretivas
Mecnicos:
Desestratificao;
Retirada das guas profundas;
Aduo de gua de melhor qualidade;
Remoo do sedimento;
Cobertura do sedimento;
Remoo de macrfitas aquticas; Remoo de biomassa planctnica;
Sombreamento.
Controle da eutrofizao
Medidas corretivas
Qumicos
Precipitao qumica do fsforo;
Oxidao do sedimento com nitrato;
Aplicao de herbicidas;
Adio de cal.
Biolgicos
Utilizao de peixes que se alimentam de plantas;
Manipulao da cadeia alimentar.