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Química das Águas – parte 1 QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL – QUI106 QUI106 Aula 3: Aula 3: - Importância da Água Importância da Água Prof. Rafael Sousa Prof. Rafael Sousa Departamento de Química – UFJF 1º período de 2013 - Importância da Água Importância da Água - Substâncias tóxicas na Água Substâncias tóxicas na Água - Processos químicos aquáticos Processos químicos aquáticos

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Química das Águas – parte 1

QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL QUÍMICA ANALÍTICA AMBIENTAL –– QUI106QUI106

Aula 3:Aula 3:-- Importância da ÁguaImportância da Água

Prof. Rafael SousaProf. Rafael SousaDepartamento de Química – UFJF

1º período de 2013

-- Importância da ÁguaImportância da Água-- Substâncias tóxicas na ÁguaSubstâncias tóxicas na Água-- Processos químicos aquáticos Processos químicos aquáticos

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INTRODUÇÃO - Importância da Água

Antigo Egito

- Cidades desenvolvidas – próximas a rios� Demandas domésticas e agrícolasDemandas domésticas e agrícolas

“PASSADO”

� Demandas energéticas (movimentação de máquinas)Demandas energéticas (movimentação de máquinas)� Demandas energéticas (movimentação de máquinas)Demandas energéticas (movimentação de máquinas)- Cortar madeira- Moer grãos

HOJE

�� Processos industriais em geralProcessos industriais em geral�� “Solvente universal”“Solvente universal”

� limpeza e transporte de “todos” os resíduoslimpeza e transporte de “todos” os resíduosgerados pelo homemgerados pelo homem

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INTRODUÇÃO - Importância da Água

Leitura complementar

“Contaminação “Contaminação dos Recursos Hídricos dos Recursos Hídricos –– Histórico”Histórico”

http://www.ufjf.br/baccan/disciplinas/disciplinas/laboratorio-de-s/disciplinas/laboratorio-de-quimica-ambiental-2o-semestre-2012/material-de-apoio/

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INTRODUÇÃO – A água na biosfera

ÁGUA DOCE- Neve- Geleiras

�� Água é um recurso natural de valor agregadoÁgua é um recurso natural de valor agregado

�������� Conhecer suas fontesConhecer suas fontes�������� Reconhecer propriedades físicoReconhecer propriedades físico--químicas relevantesquímicas relevantes

Fontes (distribuição)Fontes (distribuição)::

- Geleiras- vapor atmosférico- profundidades de acesso difícil� Formas pouco disponíveis

- Minas naturais, poços, lagos e rios

� Formas mais utilizadas

Figura: Figura: http://educador.brasilescola.com/estrategiashttp://educador.brasilescola.com/estrategias--ensino/aensino/a--distribuicaodistribuicao--aguaagua--nono--planeta.htmplaneta.htm, , acessado 09acessado 09--0404--1313

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INTRODUÇÃO – A água na biosfera

�� Água é um bem de valor agregadoÁgua é um bem de valor agregado

�������� Conhecer suas fontesConhecer suas fontes�������� Reconhecer propriedades físicoReconhecer propriedades físico--químicas relevantesquímicas relevantes

A água NÃO É ESTÁTICA (Ciclo da água A água NÃO É ESTÁTICA (Ciclo da água –– CICLO HIDROLÓGICO)CICLO HIDROLÓGICO)::

-- AA águaágua circulacircula entreentre osos meiosmeios físicofísico ee osos seresseres vivos,vivos,continuamentecontinuamentecontinuamentecontinuamente

-- AA águaágua evaporadaevaporada dosdos mares,mares, lagos,lagos, rios,rios, pântanos,pântanos, vegetaisvegetais eeanimais,animais, formaforma asas nuvens,nuvens, asas quais,quais, alcançamalcançam regiõesregiões maismais frias,frias,condensamcondensam--sese ee caemcaem nana formaforma dede chuvaschuvas ((precipitaçãoprecipitação))

-- CorrespondeCorresponde aoao constituinteconstituinte inorgânicoinorgânico maismais abundanteabundante nanamatériamatéria vivaviva ((comprovandocomprovando aa importânciaimportância vitalvital destadesta substânciasubstância))

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INTRODUÇÃO – A água na biosfera

�������� Reconhecer propriedades físicoReconhecer propriedades físico--químicas relevantesquímicas relevantes

A água NÃO É ESTÁTICA (Ciclo da água A água NÃO É ESTÁTICA (Ciclo da água –– CICLO HIDROLÓGICO)CICLO HIDROLÓGICO)::

IMPORTÂNCIA DO CICLO DA ÁGUA:IMPORTÂNCIA DO CICLO DA ÁGUA:-- Distribuição da água (inclui penetração no solo)Distribuição da água (inclui penetração no solo)-- Transporte de poluentes Transporte de poluentes ......

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INTRODUÇÃO – A água na biosfera - contexto atualcontexto atual

�������� Reconhecer propriedades físicoReconhecer propriedades físico--químicas relevantesquímicas relevantes

A água NÃO É ESTÁTICA (Ciclo da água A água NÃO É ESTÁTICA (Ciclo da água –– CICLO HIDROLÓGICO)CICLO HIDROLÓGICO)::

NA QUÍMICANA QUÍMICA, UM TEMA IMPORTANTE (INDÚSTRIA E ACADEMIA):“QUALIDADE E POLUIÇÃO DA ÁGUA”

Além disso,O homem também interfere no ciclo da água, através:O homem também interfere no ciclo da água, através:

-- Mudanças no seu escoamento (Mudanças no seu escoamento (barramentos))

-- Desmatamentos (Desmatamentos (alterações nas margens de rios e lagos))

-- Impermeabilização do solo Impermeabilização do solo ((também dificulta o escoamento � enchentes))

-- etc...etc...

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INTRODUÇÃO - A água na biosfera - algumas característicasalgumas características

As As propriedades físicopropriedades físico--químicasquímicas mais importantesmais importantes

- CICLO HIDROLÓGICO

- FORMA LÍQUIDA é o estado físico predominante(PF = 0 (PF = 0 ooCC; PE= 100 ; PE= 100 ooCC) )

- DENSIDADE líquida > DENSIDADE sólida- DENSIDADE líquida > DENSIDADE sólida((recirculação de nutrientes nos reservatórios naturaisrecirculação de nutrientes nos reservatórios naturais))

reservatórioreservatório

outono/invernooutono/inverno

gradiente de gradiente de densidadedensidade

“mistura” vertical“mistura” vertical

reservatórioreservatório

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- CICLO HIDROLÓGICO

- FORMA LÍQUIDA é o estado físico predominante- DENSIDADE líquida > DENSIDADE sólida

* Variada - QUÍMICA: COMPOSIÇÃO

* Relacionada à fonte

INTRODUÇÃO - A água na biosfera e algumas características

1- ÁGUAS SUBTERRÂNEASFormações rochosas porosas ���� elementos minerais dessas rochas

(aquíferos) (forma de SAIS - variados)

2- ÁGUAS SUPERFICIAISSAIS dissolvidos ���� sódio (NaCl) ddiferençasiferenças

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COMPOSIÇÃO DAS ÁGUAS –Classificação geral da Água

� A “QUÍMICA” DAS ÁGUAS NATURAIS é complexa e pode ser estudada sobre diferentes aspectos

pelo teor de sólidos - DOCES

CLASSIFICAÇÃO - SALOBRASpela salinidade

- SALGADAS(CONAMA)(CONAMA)

(mundial)(mundial)

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ʕʕ Legislação do CONAMA ??

���� Conselho Nacional do Meio Ambiente

Criou resolução sobre a qualidade dos recursos hídricos

-- Data de 1986 (Conama 20)Data de 1986 (Conama 20)

COMPOSIÇÃO DAS ÁGUAS –Classificação geral da Água

-- Data de 1986 (Conama 20)Data de 1986 (Conama 20)

-- Alterada pela Alterada pela Resolução 357Resolução 357** (vigente)(vigente)

-- Classificação para águas superficiais (critérios de qualidade)Classificação para águas superficiais (critérios de qualidade)- Caráter prescritivo (uso) e remediativo (estabelece a qualidade)

-- Tinha os limites máximos para lançamentos de efluentes em Tinha os limites máximos para lançamentos de efluentes em mananciais mananciais �� Resolução CONAMA nResolução CONAMA noo 430 de 2011430 de 2011

(*) http://www.mma.gov.br/port/conama/res/res05/res35705 , acessado 15-05-13

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� Classificação da água em função dos seus usos – CONAMA 357

COMPOSIÇÃO DAS ÁGUAS –Classificação geral da Água

�������� Classes estabelecidas de acordo com os níveis de CONSTITUINTES E CONTAMINANTES nos corpos de água

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SUBSTÂNCIAS TÓXICAS NA ÁGUA

““...... AA poluiçãopoluição dasdas águaságuas éé frutofruto dede determinadasdeterminadas atividadesatividades humanas,humanas,poluentespoluentes alcançamalcançam águaságuas superficiaissuperficiais ee subterrâneassubterrâneas dede formasformas bastantebastantediversasdiversas..””

O aporte pode ser classificado como O aporte pode ser classificado como pontualpontual ou ou difusodifuso

FontesFontes pontuaispontuais:: descarga de efluentes a partir de indústrias e estaçõesde tratamento de esgoto, derramamentos acidentais, atividades demineração, enchentes, etc.

Monitoramento ambiental é importanteMonitoramento ambiental é importante

- Demonstrar impactos ambientais

- Possibilitar a responsabilidade do agente poluidor

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FontesFontes difusasdifusas::-- EscoamentoEscoamento superficialsuperficial urbano,urbano, escoamentoescoamento superficialsuperficial dasdas áreasáreasagrícolas,agrícolas, trabalhostrabalhos dede construçãoconstrução

- São difíceis de serem determinadas- São intermitentes

SUBSTÂNCIAS TÓXICAS NA ÁGUA

Independente do aporte, Independente do aporte, existem estratégias existem estratégias adotadas no controle e adotadas no controle e remediaçãoremediação da poluição: da poluição:

(1) Redução na fonte

(2) Tratamento dos resíduos de forma a remover os contaminantes ouainda convertê-los a uma forma menos nociva

p. ex: Tratamento de água e esgoto

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���� Sabe-se que a água é um dos principais vetores de

transmissão de doenças

Cólera e tifo mataram milhões de pessoas no passado e ainda o fazem ao redor do globo, especialmente nos países subdesenvolvidos

SUBSTÂNCIAS TÓXICAS NA ÁGUA

Os poluentes aquáticos mais sérios são Os poluentes aquáticos mais sérios são os os microorganismos patogênicosmicroorganismos patogênicos

(bactérias, vírus e parasitas)

-- Causam doenças e morte Causam doenças e morte

-- Presentes nos excrementos dos seres humanos e de animaisPresentes nos excrementos dos seres humanos e de animais

(*) (*) http://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%B3lerahttp://pt.wikipedia.org/wiki/C%C3%B3lera , acessado em 15, acessado em 15--0505--1313

VibrioVibrio choleraecholerae (bactéria causadora da cólera) *(bactéria causadora da cólera) *

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Processo de Processo de eutrofizaçãoeutrofizaçãoartificialartificial

Descarga de esgoto não tratado e de Descarga de esgoto não tratado e de

SUBSTÂNCIAS TÓXICAS NA ÁGUA

OutraOutra formaforma dede poluiçãopoluição dede águaságuas superficiais,superficiais, especialmenteespecialmente lagoslagosee reservatórios,reservatórios, éé oo enriquecimentoenriquecimento dede nutrientesnutrientes comocomo fósforofósforo eenitrogênionitrogênio

Descarga de esgoto não tratado e de Descarga de esgoto não tratado e de resíduos agrícolas e industriaisresíduos agrícolas e industriais

(Biologia)

�� OO aporteaporte excessivoexcessivo dede nutrientesnutrientes provocaprovoca oo crescimentocrescimento descontroladodescontrolado dede algasalgas

-- GeraçãoGeração dede biomassabiomassa maiormaior queque aquelaaquela queque oo sistemasistema poderiapoderia

naturalmentenaturalmente controlarcontrolar

Lago eutrofizado *

* FONTE: http://www.ufrrj.br/institutos/it/de/acidentes/eut.htm , acessado em 15-03-13

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11)) Aumento na demanda por oxigênio-- CrescimentoCrescimento excessivoexcessivo nana populaçãopopulação dede algasalgas-- PosteriorPosterior degradaçãodegradação dasdas algasalgas nono corpocorpo aquáticoaquático

22)) Diminuição nos teores de oxigênio dissolvido

-- CausaCausa aa mortemorte dede animaisanimais aquáticosaquáticos (peixes)(peixes) ee

SUBSTÂNCIAS TÓXICAS NA ÁGUA

Consequencias da eutrofização

-- CausaCausa aa mortemorte dede animaisanimais aquáticosaquáticos (peixes)(peixes) eetambémtambém aa proliferaçãoproliferação dede organismosorganismos anaeróbiosanaeróbios

No estágio final do processo, são produzidos compostos mal-cheirosos e altamente tóxicos para a biota

DEGRADAÇÃO DO CORPO DE ÁGUADEGRADAÇÃO DO CORPO DE ÁGUA

FIGURA: http://eutrofizacaodasaguas.blogspot.com.br/2008/01/nossa-primeira-experincia.html , acessada 15-05-13

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Milhões de toneladas de Milhões de toneladas de compostos orgânicos sintéticos compostos orgânicos sintéticos são são produzidos globalmenteproduzidos globalmente

�������� EmpregadosEmpregados nana produçãoprodução dede plásticos,plásticos, fibrasfibras sintéticas,sintéticas, borrachasborrachassintéticas,sintéticas, solventes,solventes, pesticidaspesticidas ee agentesagentes preservantespreservantes dede madeiramadeira

�������� CaracterísticasCaracterísticas químicasquímicas:: sãosão resistentesresistentes àà biodegradaçãobiodegradação

SUBSTÂNCIAS TÓXICAS NA ÁGUA

-- EstesEstes tipostipos dede compostoscompostos sãosão consideradosconsiderados poluentespoluentesaquáticosaquáticos

-- PreocupaçãoPreocupação:: constituemconstituem substânciassubstâncias àsàs quaisquais aa biotabiotaaquáticaaquática nãonão éé naturalmentenaturalmente expostaexposta

Efeitos destes compostos sobre os mais variadostipos de organismos aquáticos aindaainda sãosão poucopoucoconhecidosconhecidos

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�������� MuitosMuitos delesdeles podempodem serser mutagênicos,mutagênicos, cancerígenoscancerígenos ouou aindaaindateratogênicosteratogênicos

�������� PodemPodem aindaainda causarcausar disfunçõesdisfunções nosnos rinsrins ee fígado,fígado, esterilidadeesterilidade eeinúmerosinúmeros problemasproblemas dede naturezanatureza fisiológicafisiológica ouou aindaainda neurológicaneurológica

Exemplos:

SUBSTÂNCIAS TÓXICAS NA ÁGUA –Toxicologia e exemplos

Exemplos:11 –– SubstânciasSubstâncias plásticasplásticas dede grandegrande utilizaçãoutilização domésticodoméstico--industrialindustrial

22–– TensoativosTensoativos que apresentam ligações sulfônicas extremamenteresistentes às ações químicas ou biológicas

PorPor queque essasessas substânciassubstâncias sãosão tãotão utilizadas?utilizadas?-- Vantajosa para a indústria: tempo de armazenamento prolongado-- Limpeza é facilitada, mas resistência à deterioração pode interferir no

equilíbrio ecológico (mortandade de insetos e organismos aquáticos)

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Exemplos:

11 –– SubstânciasSubstâncias plásticasplásticas dede grandegrande utilizaçãoutilização domésticodoméstico--industrialindustrial22–– TensoativosTensoativos que apresentam ligações sulfônicas extremamenteresistentes às ações químicas ou biológicas

33-- HidrocarbonetosHidrocarbonetos halogenadoshalogenados,, como:

SUBSTÂNCIAS TÓXICAS NA ÁGUA –Toxicologia e exemplos

33--

- Cloreto de polivinila – PVC (material plástico)

- DDT (Pesticida)

- Tetracloroetileno (solvente)

- Bifenilas policloradas (em isolantes elétrico)

Compostos orgânicos persistentes podem serCompostos orgânicos persistentes podem ser encontrados em encontrados em águas destinadas ao abastecimento público !águas destinadas ao abastecimento público !

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Metais “pesados” Metais “pesados” -- outra classe de substâncias que não se degradamoutra classe de substâncias que não se degradam

Segundo o CONAMASegundo o CONAMA, ,

O O ““AsAs” e os m” e os metais “pesados” etais “pesados” CdCd, , PbPb, , CuCu, , CrCr, , HgHg, , NiNie e ZZn devem ser monitorados nas amostras n devem ser monitorados nas amostras ambientaisambientais

�������� UtilizadosUtilizados emem diferentesdiferentes setoressetores dada indústriaindústria ee sãosão encontradosencontrados emem pesticidas,pesticidas,medicamentos,medicamentos, pigmentospigmentos (tintas,(tintas, esmaltesesmaltes parapara unha)unha) ee dispositivosdispositivos elétricoselétricos

SUBSTÂNCIAS TÓXICAS NA ÁGUA

TOXICOLOGIATOXICOLOGIA::

-- OsOs elementoselementos sãosão intrinsecamenteintrinsecamente tóxicostóxicos nana formaforma iônicaiônica,, excetoexceto oo HgHg (tóxico(tóxiconana formaforma dede vapor),vapor), ouou quandoquando ligadosligados aa cadeiascadeias carbônicascarbônicas curtascurtas

-- OO nívelnível dada toxideztoxidez dependedepende dada espécieespécie ee dada suasua formaforma químicaquímica (especiação)(especiação)

e e ZZn devem ser monitorados nas amostras n devem ser monitorados nas amostras ambientaisambientais

Teores Teores máximos “permitidos” máximos “permitidos” (águas(águas, solos e , solos e sedimentos)sedimentos)

http://cienciahoje.uol.com.br/colunas/terrahttp://cienciahoje.uol.com.br/colunas/terra--emem--transe/sobretranse/sobre--mineracaomineracao--ee--sustentabilidadesustentabilidade , acessado 17, acessado 17--0303--1313

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SUBSTÂNCIAS TÓXICAS NA ÁGUA –Toxicidade dos metais pesados e As

SaisSais comocomo Hg(NOHg(NO33))22 sãosão bastantebastante solúveissolúveis ee sese estiveremestiverem presentespresentes ememáguaágua oo íoníon Hg(II)Hg(II) permanecerápermanecerá emem soluçãosolução ee suasua concentraçãoconcentração devedeve serserelevadaelevada

�������� FORMAFORMA DISPONÍVELDISPONÍVEL (apresenta(apresenta toxicidade)toxicidade)

���� Exemplo de Toxicidez versus Especiação

MASMAS sese ânionsânions comocomo oo sulfetosulfeto tambémtambém estiveremestiverem presentes,presentes, oo íoníon Hg(II)Hg(II)iráirá sese depositardepositar nosnos sedimentossedimentos dede corposcorpos aquáticosaquáticos nana formaforma dede HgSHgS

�������� FORMAFORMA NÃONÃO DISPONÍVELDISPONÍVEL ((nãonão apresentaapresenta toxicidade)toxicidade)

OsOs compostoscompostos orgânicosorgânicos contendocontendo mercúriomercúrio (ligações(ligações covalentescovalentes CC--HgHg))sãosão muitomuito maismais tóxicostóxicos parapara osos mamíferosmamíferos queque osos saissais simplessimples dede Hg(II)Hg(II)

�������� O contrário ocorre para o AsO contrário ocorre para o As

ExEx: a questão do As em peixes: a questão do As em peixes

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PROCESSOS QUÍMICOS AQUÁTICOS

���� Os componentes das águas componentes das águas afetam seu uso assim como os poluentes agregados poluentes agregados afetam suas características originais

Dois Dois tipos de reações tipos de reações ocorrem usualmente em águas naturais:ocorrem usualmente em águas naturais:

1)1) Reações ácidoReações ácido--basebase

�������� Os fenômenos ácido-base e de solubilidade controlam as concentrações dos íons inorgânicos dissolvidos na água

2)2) Reações redoxReações redox

�������� As reações redox controlam o teor de matéria orgânica dissolvida na água

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1)1) O Sistema COO Sistema CO22/Carbonato/Carbonato

-- Explica porque o pH da água não é 7,00Explica porque o pH da água não é 7,00-- Envolve diversas reações de equilíbrioEnvolve diversas reações de equilíbrio-- Relacionado com o parâmetro de qualidade “alcalinidade” Relacionado com o parâmetro de qualidade “alcalinidade”

COCO2 (g)2 (g) + H+ H22OO((aqaq)) HH22COCO3(3(aqaq))

OO HH COCO resultaresulta dada reaçãoreação acimaacima ee dada decomposiçãodecomposição dada matériamatéria orgânicaorgânica nana

PROCESSOS QUÍMICOS AQUÁTICOS -A Química Ácido-Base em Águas Naturais

OO HH22COCO33 resultaresulta dada reaçãoreação acimaacima ee dada decomposiçãodecomposição dada matériamatéria orgânicaorgânica nanaáguaágua

HH22COCO33 HH++ + H+ HCOCO33--

CaCOCaCO3(s)3(s) CaCa2+2+ + CO+ CO3322--

ParaPara oo íoníon carbonatocarbonato asas principaisprincipais fontesfontes sãosão asas rochasrochas calcáriascalcárias (formadas(formadasprincipalmenteprincipalmente porpor CaCOCaCO33),), emboraembora oo CaCOCaCO33 sejaseja poucopouco solúvelsolúvel emem águaágua::

COCO3322-- + H+ H22O HCOO HCO33

-- + + OHOH--

FIGURFIGURAAhttp://portuguese.alibaba.com/producthttp://portuguese.alibaba.com/product--free/calciumfree/calcium--carbonatecarbonate--107218325.html107218325.html , acessado 20, acessado 20--0505--1313

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1)1) O Sistema COO Sistema CO22/Carbonato/Carbonato

PROCESSOS QUÍMICOS AQUÁTICOS -A Química Ácido-Base em Águas Naturais

pHpH emem águaságuas naturaisnaturais variavaria entreentre 66,,0000 –– 99,,0000 ––pHpH nãonão favorávelfavorável àà solubilizaçãosolubilização dede AlAl 33++

Preocupação mundial da relaçãoentre ingestãoingestão dede AlAl 33++ e o mal dePreocupação mundial da relaçãoentre ingestãoingestão dede AlAl 33++ e o mal deAlzhimer

Chuva ácida também afeta adistribuição de AlAl 33++ nono solosolo,podendo afetar as plantas

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2) 2) OO oxigênio dissolvidooxigênio dissolvido

PROCESSOS QUÍMICOS AQUÁTICOS -Reações de oxidação-redução

A concentração de oxigênio dissolvido em água é baixa (8,7 A concentração de oxigênio dissolvido em água é baixa (8,7 ppmppm à à 252500CC):):

OO2(g)2(g) OO2(2(aqaq))

Os Os peixespeixes necessitam de água que contenha pelo menos 5ppm de necessitam de água que contenha pelo menos 5ppm de oxigênio dissolvido para se manterem vivosoxigênio dissolvido para se manterem vivos

OxigênioOxigênio molecularmolecular dissolvidodissolvido éé oo agenteagente oxidanteoxidante maismais importanteimportante ememáguaságuas naturaisnaturais

OO22 + 4+ 4HH++ + 4e+ 4e--→→ 2H2H22OO

Semi-reação que ocorre em solução ácida:

Semi-reação que ocorre em solução básica:OO22 + 2H+ 2H22O + 4eO + 4e--

→→ 44OHOH--

oxigênio dissolvido para se manterem vivosoxigênio dissolvido para se manterem vivos

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CHCH22O O (aq) + O+ O2 2 (aq) →→ COCO2 2 (g) + H+ H22O O (aq)

OutroOutro exex.. dede reaçãoreação éé aa oxidaçãooxidação dada matériamatéria orgânicaorgânica

�������� ResponsávelResponsável porpor boaboa parteparte dada ““ demandademanda dede oxigênio”oxigênio” nanaáguaágua::

PROCESSOS QUÍMICOS AQUÁTICOS -Reações de oxidação-redução

CarboidratoCarboidrato(fibras de plantas)

MatériaMatéria orgânicaorgânica dede origemorigem biológicabiológica (plantas(plantas mortasmortas ee restosrestos dede animais)animais)éé oxidadaoxidada pelopelo oxigêniooxigênio dissolvidodissolvido emem águaágua

�������� ConcentraçãoConcentração diminuídadiminuída

CONCEITOCONCEITO “Demanda“Demanda BioquímicaBioquímica dede Oxigênio”Oxigênio” (DBO(DBO))

AA capacidadecapacidade dada matériamatéria orgânicaorgânica presentepresente emem umauma amostraamostra dedeáguaágua naturalnatural consumirconsumir oo oxigêniooxigênio dissolvidodissolvido

(fibras de plantas)

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CONSIDERAR também, em algumas situações

AA decomposiçãodecomposição dada matériamatéria orgânicaorgânica emem águaságuas tambémtambém ocorreocorredede formaforma anaeróbicaanaeróbica::

2CH2CH22O O CHCH44 + CO+ CO22bactérias

matéria orgânica matéria orgânica metanometano dióxido dedióxido decarbonocarbono

PROCESSOS QUÍMICOS AQUÁTICOS -Reações de oxidação-redução

�� QuandoQuando asas bactériasbactérias apropriadasapropriadas estãoestão presentes,presentes, aa matériamatéria orgânicaorgânicadissolvidadissolvida nana águaágua decompõedecompõe--sese sobsob condiçõescondições anaeróbicasanaeróbicas

águas estagnadas (pântanos) e na parte inferior de lagosprofundos

carbonocarbono

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22)) DrenagemDrenagem ácidaácida dede minasminas

ReaçõesReações queque acontecemacontecem emem águaságuas subterrâneassubterrâneas

PROCESSOS QUÍMICOS AQUÁTICOS -Reações de oxidação-redução

LiberamLiberam íonsíons dede metaismetais presentespresentes nosnos minériosminérios::

-- InteraçãoInteração comcom oo OO22 dissolvidodissolvido::

4 4 FeSFeS22 (s) + 15 O+ 15 O22 + 2 H+ 2 H22O O →→ 4 4 FeFe3+3+ + 8+ 8SSOO4422-- + 4 H+ 4 H++

pirita

2 Fe2 Fe22(SO(SO44))33 + 2 H+ 2 H22SOSO44

-- Dissolução dos metais presentes nos minérios em Dissolução dos metais presentes nos minérios em função do pH ácido da água função do pH ácido da água

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NESSENESSE CASOCASO,, conformeconforme aa drenagemdrenagem dede águaságuas inicialmenteinicialmente ácidasácidas temtemseuseu pHpH elevando,elevando, formamformam--sese precipitadosprecipitados dede Fe(OH)Fe(OH)33,, marrommarrom--alaranjadoalaranjado ee queque coloremcolorem aa águaágua emem seuseu cursocurso (evidência)(evidência)

PROCESSOS QUÍMICOS AQUÁTICOS -Reações de oxidação-redução

Rio Cipó, em MG, que apresenta águasescuras devido à presença de íonsFe3+.

FIGURA:NASCENTES, C. C.; COSTA, L. M., Química Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais, 2011.

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33)) ReaçõesReações envolvendoenvolvendo compostoscompostos NitrogenadosNitrogenados

OO excessoexcesso dede nitratonitrato nana águaágua potávelpotável constituiconstitui riscosriscos parapara aa saúdesaúde:: podepode resultarresultaremem metemoglobinemiametemoglobinemia ee câncercâncer dede estômagoestômago

MetemoglobinemiaMetemoglobinemia

BebêsBebês recémrecém--nascidosnascidos ouou adultosadultos comcom umauma determinadadeterminada deficiênciadeficiênciaenzimáticaenzimática têmtêm aa hemoglobinahemoglobina oxidadaoxidada porpor nitritosnitritos

PROCESSOS QUÍMICOS AQUÁTICOS -Reações de oxidação-redução

AA absorçãoabsorção ee oo transportetransporte adequadosadequados dodo oxigêniooxigênio parapara asas célulascélulas ééimpedindoimpedindo

�� OsOs bebêsbebês tornamtornam--sese azuisazuis (Síndrome(Síndrome dodo bebêbebê azul),azul), relativamenterelativamente rarararaemem paísespaíses desenvolvidosdesenvolvidos

REAÇÃOREAÇÃO QUÍMICAQUÍMICA ::

�� Níveis de nitrato devem ser baixos na água potável...Níveis de nitrato devem ser baixos na água potável...

NONO33-- + 2 H+ 2 H++ + 2 e+ 2 e--

→→ NONO22-- + H+ H22OO

íon nitratoíon nitrato íon nitritoíon nitrito

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CâncerCâncer dede estômagoestômago

�� ÍonsÍons nitratonitrato nana águaágua potávelpotável ee nosnos alimentosalimentos podepode levarlevar aa formaçãoformação dedeNN--nitrosaminasnitrosaminas

PROCESSOS QUÍMICOS AQUÁTICOS -Reações de oxidação-redução

�������� NN--nitrosaminasnitrosaminas ((NN--nitrosodimetilaminanitrosodimetilamina)) podepode serser encontradaencontrada ememáguaságuas potáveispotáveis �� POLUENTEPOLUENTE IMPORTANTEIMPORTANTE

(pode(pode serser decompostodecomposto porpor tratamentotratamento comcom UV)UV)

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Referências consultadas

1-http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/aguas.pdf, acessado 13-11-12.

2–BAIRD, C., Química Ambiental, Bookman, 2002, p. 441-481.

3–NASCENTES, C. C.; COSTA, L. M., Química Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais, NASCENTES, C. C.; COSTA, L. M., Química Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais, 2011, p. 1 – 43.

4-http://www.trojanuv.com/resources/trojanuv//Backgrounder/TrojanOverview_PORT_FINAL.pdf, acessado 17-03-13.