Saneamento Básico CAPÍTULO 9 NOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUA Na disciplina Saneamento Básico...

Saneamento Básico

CAPÍTULO 9

NOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA NOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUAÁGUA

Na disciplina “Saneamento Básico” é estudado o

problema da qualidade da água tendo em vista a

sua utilização nos sistemas públicos de

abastecimento.

Ao percorrer o ciclo hidrológico, a água como

solvente natural, carrega impurezas tendo ao

longo do ciclo suas características alteradas.

Assim sendo água quimicamente pura não existe.

As características físicas, químicas e biológicas

das águas naturais podem não atender aos

requisitos necessários para o uso para

abastecimento público, sendo necessário

adequá-las aos Padrões de Potabilidade.

SANEAMENTO BÁSICO

NOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUANOÇÕES SOBRE A QUALIDADE DA ÁGUA

A Lei de Política Nacional do Meio Ambiente (Lei n° 6.938, de 31 de agosto de 1981)

define como:

Poluição – "a degradação da qualidade ambiental resultante de 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;

Afetem as condições estéticas ou sanitárias do meio ambiente;

Lancem matérias ou energia em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos." (art. 3°. III)

SANEAMENTO BÁSICO I

CAPÍTULO 2


Contaminação:

a) presença de substância(s) química(s) no ar, água ou solo, decorrentes de atividades antrópicas, em concentrações tais que restrinjam a utilização desse recurso ambiental para os usos atual ou pretendido, definidas com base em avaliação de risco à saúde humana (Padrão de Potabilidade), assim como aos bens a proteger, em cenário de exposição padronizado ou específico.

b) introdução de uma substância geralmente tóxica ou organismo patogênico, num sistema que naturalmente é isento dela ou a contém em quantidades menores do que aquela inserida.


CAPÍTULO 2


Água potável

água para consumo humano cujos parâmetros

microbiológicos, físicos, químicos e radioativos

atendam ao padrão de potabilidade e que não

ofereça risco à saúde (Portaria MS n. 518/2004)


CAPÍTULO 2


Avaliação de risco: processo pelo qual são identificados, avaliados

e quantificados os riscos à saúde humana ou a bem de relevante interesse ambiental a ser protegido.

Bens a proteger:

segundo a Política Nacional do Meio Ambiente (Brasil) são considerados como bens a proteger:

a saúde e o bem-estar da população; a fauna e a flora; a qualidade do solo, das águas e do ar; os interesses de proteção à

natureza/paisagem; a infra-estrutura da ordenação territorial e

planejamento regional e urbano; a segurança e ordem pública.


CAPÍTULO 2



2.2 Características das Águas

2.2.1 Características Físicas:

As partículas em presentes na água

podem estar em suspensão, na forma

coloidal ou dissolvidas dependendo do seu

tamanho.

A presença das partículas em suspensão

pode ser avaliada pela medida de turbidez,

concentração de sólidos suspensos, e

contagem de partículas.

Nas estações de tratamento de água a

turbidez tornou-se o parametro mais

utilizado para avaliar as partículas em

suspensão devido a sua simplicidade,

rapidez e custo.


2.2 Características das Águas


a.Turbidez

A turbidez das águas é devida à presença

de partículas em suspensão, incluindo

partículas de areia fina, silte, argila e

microrganismos.

Em mananciais superficiaispode apresentar

variações significativas entre períodos de

chuva e estiagem.

Ex: Variação de turbidez da água bruta de 5 a 250

uT. (Manancial Santa Maria da Vitória que

abastece Serra e norte de Vitória para o período de

julho de 2005 a julho de 2006, Boff, 2007).

SANEAMENTO BÁSICO I 2.2 Características das Águas (cont.)


a.Turbidez

A turbidez da água bruta é um dos

principais parâmetros de seleção de

tecnologia de tratamento e de

controle operacional dos processos

de tratamento.



a.Turbidez

A turbidez é medida através do turbidímetro,

comparando-se o espalhamento de um feixe de luz

ao passar pela amostra com o espalhamento de

um feixe de igual intensidade ao passar por uma

suspensão padrão (formazina). Quanto maior o

espalhamento maior será a turbidez. Os valores

são expressos em Unidade Nefelométrica de

Turbidez (UNT).

Padrão de aceitação para consumo humano: 5 UT.

OBS: O tamanho e distribuição de partículas é feito por equipamentos sofisticados de custo alto.



a.Turbidez

.

..

.......

..

....

.

.

..

.

.

.

..

.

..

..

...

...

..

h

Fonte luminosa

Célula fotoelétrica

(lâmpada de tungstênio)



a.Turbidez

Na água filtrada, a turbidez assume uma função de indicador sanitário e não meramente estético. A remoção de turbidez por meio da filtração indica a remoção de partículas em suspensão, incluindo cistos e oocistos de protozoários.

O padrão de turbidez da água pré-desinfecção ou pós-filtração é um componente do padrão microbiológico

de potabilidade da água.


b. Cor

É uma característica devida à existência

de substâncias coloidais e

dissolvidas, de origem

predominantemente orgânica e

dimensão inferior a 1 µm.

Normalmente, a cor da água é:

devido a ácidos húmicos e taninos

originados da decomposição de

vegetais;

Descarga de efluentes domésticos ou

industrias e lixiviação de vias urbanas

e solos.


b. Cor Aparente e Cor Verdadeira (cont.)

Quando a medida de cor é feita com o

sobrenadante da amostra de água

centrifugada por 30 min, com rotação de

3000 rpm, ou de água filtrada em

membrana de 0,45 um, obtém-se a cor

verdadeira. A cor pode ser removida por

coagulação química.

Nas ETAs, em geral a medida é por método de

comparação visual ou espectrofotometria.

Padrão de aceitação de cor aparente para

consumo humano: 15 uH.


b. Cor Aparente e Cor

Verdadeira (cont.)

A quantificação da cor passou a ter

grande importância após a

descoberta de que as substâncias

húmicas são precursoras da

formação dos trialometanos e

organo-halogenados em geral,

quando a desinfecção com cloro

livre é realizada.


c. Gosto e odor

São causadas pela existência de substâncias como:

matéria orgânica em decomposição;

matéria excretada por algumas espécies de

algas;

resíduos industriais;

de substâncias dissolvidas como gases,

fenóis, clorofenóis.

Geralmente sua remoção requer aeração (*),

aplicação de um oxidante forte e carvão ativado

granular.

(*) consequencias ambientais

Padrão de aceitação para consumo humano: não

objetável.


d. Temperatura

Influi nas reações químicas tais como:

hidrólise do coagulante, solubilidade dos

gases e no desempenho das unidades de

mistura rápida, floculação, decantação e

filtração.


Figura 2.1 Tamanho de partículas

10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 10^0 10^1 10^2 10^3

TAMANHO DAS PARTÍCULAS (um)

DISSOLVIDOS COLOIDAIS SUSPENSOS

(ex: sais mineraise matéria orgânica)

(ex: argilas)

bactérias

algas e protozoários

vírus

flocos e bactérias

sedimentável


22 IMPUREZAS NA ÁGUAIMPUREZAS NA ÁGUA

2.2 Características Químicas:

As características químicas das águas são devidas à

presença de substâncias dissolvidas.

Do ponto de vista sanitário são de grande

importância, pois a presença de alguns

elementos pode inviabilizar o uso de algumas

tecnologias de tratamento e exigir tratamentos

específicos.

a. pH

Trata-se de um parâmetro importante

principalmente nas etapas de coagulação

filtração, desinfecção de controle da corrosão.

Águas com valores baixos de pH tendem a ser

agressivas ou corrosivas e águas com alto pH

tendem a formar incrustações.


22 IMPUREZAS NA ÁGUAIMPUREZAS NA ÁGUA

2.2 Características Químicas:

a. pH


b. Ferro

O ferro é objetável em sistemas público de

abastecimento de água devido ao sabor

que provoca e sua propriedade em sujar

os acessórios, provocar manchas na

roupa lavada e acumular depósitos no

sistema de distribuição. A necessidade de

fixar padrões é por razão estética.

A ocorrência de ferro em estado reduzido

(Fe++, solúvel) é mais freqüente em águas

subterrâneas. Em águas superficiais a

presença de oxigênio resulta na sua

oxidação para óxido de ferro hidratado,

que é muito menos solúvel. O ferro pode

estar também ligado ou combinado com

matéria orgânica, e freqüentemente m

estado coloidal.


b. Ferro (cont.)

A presença de ferro na água permite o

desenvolvimento das chamadas ferro-

bactérias, encontradas também em poços

profundos, que transmitem a água odores

fétidos e cores avermelhadas, verde escura ou

negra tornando a água imprópria para

consumo e podem também obstruir

canalizações.

Pode ser removido por aeração, cloração,

desmineralização, evaporação, abrandamento

com cal sodada por precipitação. A troca

iônica é utilizada quando é necessário a

ausência de ferro.

A quantidade nutricional de ferro é de 1 a 2 (6

a 10) mg/dia e a de cobre é de 2 mg/dia.

Num sistema de abastecimento de água as

concentrações de ferro devem ser inferiores a

0,3 mg/L.


c. Manganês

A presença de manganês no estado

reduzido (Mn++) é freqüente em águas

subterrâneas.

As razões para limitação do manganês em

água de consumo são:

– Prevenir os prejuízos de ordem estética e

econômica;

– Evitar efeitos fisiológicos adversos devido ao

seu consumo excessivo.

O consumo diário de manganês, em uma

dieta normal, tem sido estimado em 10

mg/dia.

O padrão de aceitação para consumo

humano é de 0,1 mg/L.


d. Alcalinidade

Capacidade da água de neutralizar

ácidos.

– bicarbonatos (HCO3-1) (pH entre 6 e 8);

– carbonatos (CO3-2);

– hidróxidos (OH-).

A concentração em água bruta

podem variar de 10 a 30 mg/L.

Influi na coagulação química.


e. Dureza

Os principais íons metálicos que conferem

dureza à água são o cálcio (Ca2+) e o magnésio

(Mg1+).

A dureza está relacionada à incrustações em

superfícies onde há troca de calor.

Em águas doces sua concentração pode variar

de 10 a 200 mg/L, e em águas salgadas pode

alcançam 2500 mg/L.

Os sais podem ser removidos por abrandamento

(cal sodada), desmineralização (resinas

catiônicas ou aniônicas), evaporação ou

aumento de pH favorecendo a precipitação dos

sais ou hidróxidos de cálcio e magnésio.

O padrão de aceitação para consumo humano é de

500 mg/L.


f. Cloretos e sulfatos;

Teores elevados de cloretos podem interferir

na coagulação e teores elevados de sulfatos

causam efeitos laxativos.

Sua concentração em águas brutas pode

variar de 1 a 1500 mg/L. Em água do mar

esta concentração chega a ser de 26000

mg/L. Sua remoção pode ser feita por

desmineralização (resinas catiônicas ou

aniônicas).

O padrão de aceitação para consumo

humano é de 250 mg/L para cloretos e

sulfatos.


g. Nitratos e nitritos:

O nitrogênio perfaz cerca de 80 por cento do ar que respiramos. Como um componente essencial das proteínas ele é encontrado nas células de todos os organismos vivos. Nitrogênio inorgânico pode existir no estado livre como gás, nitrito, nitrato e amônia.

Nitrato (NO3- )


g. Nitratos e nitritos:

Nitrogênio amoniacal pode estar presente em

água natural, em baixos teores, tanto na

forma ionizada (NH4+ ) como na forma tóxica

não ionizada (NH3) devido ao processo de

degeneração biológica de matéria orgânica

animal e vegetal.

O nitrogênio presente nas águas pode oxidar-

se formando-se na seqüência: nitrogênio

orgânico – nitrogênio amoniacal (NH4) –

nitrito (NO2-) e nitrato (NO3

-) indicando o grau

de poluição. A presença de compostos

amoniacais orgânicos podem dar origem,

quando o cloro é utilizado à formação de

cloraminas orgânicas, reduzindo o poder de

desinfecção.


g. Nitratos e nitritos (continuação)

Os nitratos podem ser perigosos para os

lactentes e para crianças quando a

concentração é superior a 45 mg/L em NO3-,

reduzindo-se a nitritos podendo provocar a

metahemoglobinemia. Existe a possibilidade

também do nitrato formar nitrosamina por

reação entre aminas secundárias ou

terciárias dos alimentos que tem ação

carcinogênica.

O padrão de aceitação para consumo humano é de 1 mg/L para o nitrito, 1,5 para amônia (como NH3) e 10 mg/L para o nitrato.


h. FluoretosConforme a legislação federal sobre

fluoretação das águas de abastecimento público (Lei 6050/74 e Decreto 76872/75), os limites recomendados são:

Média anual das temperaturas máximas do ar (ºC) Limites em mg/ L

I nferior Superior

10,0 - 12,0 0,9 1,7 12,1 - 14,6 0,8 1,5 14,7 - 17,8 0,8 1,3 17,7 - 21,4 0,7 1,2 21,5 - 26,2 0,6 1,0 26,3 - 32,6 0,6 0,8


i. Metais

• Chumbo (saturnismo);


2.2 Características Químicas

2.2.1 Características Químicas Orgânicas

– Compostos Orgânicos Voláteis;– Agrotóxicos;– Compostos Orgânicos Sintéticos;– Compostos orgânicos subprodutos da

oxidação e desinfecção;

a. DBOb. Compostos Orgânicos Voláteisc. Compostos halogenados

• Trialometanos – THMs

d. Fenóis;e. Detergentes.

2.3 Características Radioativas



Oxigenio Dissolvido

A existência de oxigênio

dissolvido nas águas (OD),

é uma necessidade fundamental

para a subsistência da vida aquática. A maioria das espécies de peixes necessita de pelo menos 3 mg O2 dissolvido por L de água para sobreviver.

a 20 – 25 oC, os níveis máximos de OD na água situam-se na faixa de 8 a 7 mg/L.

o aumento de temperatura causa diminuição na solubilidade de O2 na água, a qual chega a zero na temperatura de ebulição.



Oxigenio Dissolvido

O lançamento de esgotos e efluentes industriais contendo substâncias orgânicas sobre os corpos d´água leva ao consumo do pouco O2 disponível na água por consequencia de reações do tipo:

Mat. Org + O2 (aq) CO2 (aq) + H2O

o que pode causar mortandade

de peixes e outros organismos .



Demanda Bioquímica de Oxigenio

A DBO representa o potencial ou a

capacidade de uma massa orgânica

“roubar” o oxigênio dissolvido nas

águas. Mas este “roubo” não é

praticado diretamente pelo composto

orgânico, mas sim é resultado da

atividade de microorganismos que se

alimentam da matéria orgânica.


2.4 Características Biológicas

Entre o material em suspensão na água inclui-

se a “parte viva”, ou seja, os

microrganismos. Alguns desses

microrganismos, como certas bactérias,

vírus e protozoários, são patogênicos,

podendo portanto provocar doenças.

Outros organismos como as algas podem

liberar toxinas e serem prejudiciais à saúde,

causar odor desagradável ou distúrbios

nos filtros.

As características biológicas são avaliadas por

meio de exames bacteriológicos e

hidrobiológicos.



Classificação Ambiental das Infecções relacionadas com a Água

Grupo Descrição Agente etiológico

I - Transmissão Hídrica Ocorre quando o agente encontra-se na

água

Diarréias e disenterias

Cólera/V.Cholerae Salmonelose/Salmonella sp Febres entéricas Febre tifóide/Salmonella tiphi Hepatite A/vírus A da hepatite Ascaridíase/Ascaris lumbricoides

II - Transmissão relacionada com a higiene

Ocorre quando o agente se manifesta sob condições inadequadas de higiene

Escabiose/Sarcoptes scabieTracoma/Clamydia trachonatis

III-Transmissáo baseada na água

Ocorre a partir do contato do homem com um agente que desenvolve parte do ciclo vital em animal aquático

Esquistossomose/Schistossoma mansoni

IV-Transmissao por inseto vetor que se procria na água

Ocorre quando o agente entra em contato com o homem através da picada do insteo

Dengue/vírus do dengue-vetor:Aedes aegyptiMalária/Plasmodium sp-vetor:Anopheles spFilariose/Wucheria bancrofti - vetor:Culex sp



2.4.1 Organismos Indicadores

Devido as dificuldades de isolamento de organismos patogênicos a Microbiologia Sanitária sugere que a indicação de contaminação seja determinada rotineiramente por indicadores microbiológicos da presença de material fecal no meio ambiente.

A presença de de organismos indicadores atesta poluição de origem fecal e, portanto risco de contaminação, ou seja, presença de patógenos.

A densidade de indicadores indica o grau de poluição/contaminação.




Alguns requisitos, ou atributos dos organismos indicadores de contaminação devem ser observados:

Serem de origem exclusivamente fecal;

Apresentarem maior resistência que os patogênicos aos efeitos adversos do meio ambiente;

Apresentarem-se em maior número que os patogênicos

Não se reproduzirem no meio ambiente;Os microrganismos devem ser facilmente,

rapidamente identificados e enumerados;A análise deve ter preço acessível;O indicador não dever ser patogênico.




Na avaliação da eficiência dos processo de tratamento na remoção de patógenos, o emprego de organismos indicadores deve partir do seguinte entendimento:

A ausência do organismo indicador no efluente indicaria ausência de patógenos, pela destruição e remoção de ambos por processos de tratamento;

Sua presença no efluente seria em densidades às quais corresponderia a ausência de patógenos.




Para que um organismo cumpra papel de indicador da eficiência do tratamento, é necessário que:

O indicador seja mais resistente aos processos de tratamento que os patógenos;

O mecanismo de remoção de ambos seja similar;

O indicador esteja presente no afluente em densidades superiores às dos patógenos e as taxas de remoção/decaimento de ambos sejam similares;

A taxa de remoção/ decaimento dos patógenos seja superior ao indicador.



a. Exames bacteriológicos:

Os principais indicadores de contaminação são:

Coliformes totais (encontradas no meio

ambiente);

Coliformes Termotolerantes;

Escherichia coli – exclusivamente de

origem fecal, humana e animal;

Streptococos fecais (águas salinas).



a. Exames bacteriológicos (cont.)

Quando coliformes totais ou coliformes

termotolerantes forem detectados na água

destinadas ao consumo humano deve-se ter

cuidado especial na escolha da tecnologia de

tratamento pois existe relação entre turbidez

e número de coliformes no efluente dos

filtros.

A Escherichia coli é considerada o mais

específico indicador de contaminação fecal

recente e de eventual presença de

organismos patogênicos.


2.4 Características Biológicas (cont.)

O padrão microbiológico para consumo

humano é de ausência de Coliformes totais ou

Escherichia coli quantificado em NMP/100 mL.

Em 20% das amostras mensais deve ser efetuada a

contagem de bactérias heterotróficas no sistema

de distribuição e uma vez excedida a 500

unidades formadoras de colônias por mL, devem

ser providenciadas imediata recoleta, inspeção

local e, se constatada irregularidade, outras

providencias cabíveis.

Para a garantia da qualidade microbiológica da

água, em complementação às exigências

relativas aos indicadores microbiológicos a

turbidez do efluente da filtração rápida deve ser

inferior a 1 UT (em 95 % das amostras sendo o

valor máximo pontual igual a 5 UT).


2.4 Características Biológicas (cont.)

– Exames Hidrobiológicos

Os exames hidrobiológicos visam identificar

e quantificar as espécies de organismos

presentes na água: algas (cianofíceas),

protozoários ( cistos de Giárdia spp e

oocistos de Cryptosporidium sp),

bactérias, rotíferos e crustáceos.

Alguns microrganismos como certas algas,

são responsáveis pela ocorrência de

sabor e odor desagradáveis, ou por

distúrbios em filtros e outras partes do

sistema de abastecimento de água.


Surtos de diarréia associados ao consumo de água de etiologia desconhecida (EUA)

010

2030

4050

6070

80

1991-1992 1993-1994 1995-1996 1997-1998 1999-2000

Per

cen

tual

do

to

tal


3 CONTROLE DA QUALIDADE DA ÁGUA

– Critérios: Valores estabelecidos

cientificamente que associam

concentrações ou níveis de

determinados parâmetros a efeitos no

meio ambiente e na saúde humana. Os

critérios são estabelecidos através de

ensaios toxicológicos que avaliam níveis

de toxidez e acumulação de organismos

aquáticos. Outros ensaios são os de

avaliação de potencial carcinogênico;

– Padrões: Valores limites estabelecidos

por lei para serem atendidos num

determinado corpo hídrico ou efluentes

destinado a um uso específico.

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