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UFCG / CTRN UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA CIVIL Márcia Maria Rios Ribeiro Zédna Mara de Castro Lucena Vieira CIÊNCIAS DO AMBIENTE

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UFCG / CTRNUNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA CIVIL

Márcia Maria Rios RibeiroZédna Mara de Castro Lucena Vieira

CIÊNCIAS DO

AMBIENTE

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Poluição Hídrica

MÓDULO II DEGRADAÇÃO E CONSERVAÇÃO

DO MEIO AMBIENTE

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“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).

O QUE É POLUIÇÃO HÍDRICA?

O QUE CAUSA A POLUIÇÃO HÍDRICA?

• Crescimento populacional e Alto grau de urbanização

• Desenvolvimento da indústria e seus despejos complexos

• Aumento da produção agrícola, que resulta numa carga mais

pesada de pesticidas e fertilizantes no ambiente

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O que está sendo feito com os corpos hídricos?

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• Consuntivos

– abastecimento humano– dessedentação de animais– indústria– irrigação

• Não consuntivos

– geração de energia elétrica – recreação/lazer– harmonia paisagística– conservação da flora e

fauna– navegação– pesca– diluição de despejos

Usos da água

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CLASSIFICAÇÃO DA ÁGUAS

RESOLUÇÃO CONAMA nº 357, de 17 de março de 2005

Esta nova resolução substitui a 020/86 e apresenta 38 definições de

corpos de águas, suas classificações qualitativas, composições e usos

múltiplos.

Art.3º As águas doces, salobras e salinas do Território Nacional são

classificadas, segundo a qualidade requerida para os seus usos

preponderantes, em treze classes de qualidade.

ÁGUAS DOCES: SALINIDADE ≤ 0,5‰

ÁGUAS SALOBRAS: 0,5‰ < SALINIDADE < 30‰

ÁGUAS SALINAS: SALINIDADE ≥ 30‰

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RESOLUÇÃO CONAMA 357/05CLASSIFICAÇÃO DAS ÁGUAS DOCES (art. 4º)

CLASSE ESPECIAL Águas destinadas:

a) ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção;

b) à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas; e,

c) à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral.

a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento simplificado;

b) à proteção das comunidades aquáticas;

c) à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA 274/2000;

d) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película; e

e) à proteção das comunidades aquáticas em Terras Indígenas.

CLASSE 1 Águas que podem ser destinadas:

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CLASSE 2 Águas que podem ser destinadas:

a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional;

b) à proteção das comunidades aquáticas;

c) à recreação de contato primário, tais como natação, esqui aquático e mergulho, conforme Resolução CONAMA 274/2000;

d) à irrigação de hortaliças, plantas frutíferas e de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público possa vir a ter contato direto; e

e) à aquicultura e à atividade de pesca.

a) ao abastecimento para consumo humano, após tratamento convencional ou avançado;

b) à irrigação de culturas arbóreas, cerealíferas e forrageiras;

c) à pesca amadora;

d) à recreação de contato secundário; e

e) à dessedentação de animais.

CLASSE 3 Águas que podem ser destinadas:

RESOLUÇÃO CONAMA 357/05CLASSIFICAÇÃO DAS ÁGUAS DOCES (art. 4º)

CLASSE 4 Águas que podem ser destinadas:

a) à navegação; eb) à harmonia paisagística.

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RESOLUÇÃO CONAMA 357/05 CLASSIFICAÇÃO DAS ÁGUAS SALINAS (art. 5º)

CLASSE ESPECIAL Águas destinadas:

a) à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral; e

b) à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas.

a) à recreação de contato primário, conforme Resolução CONAMA 274/2000;

b) à proteção das comunidades aquáticas; e

c) à aqüicultura e à atividade de pesca.

CLASSE 1 Águas que podem ser destinadas:

a) à pesca amadora; e b) à recreação de contato secundário.

a) à navegação; e b) à harmonia paisagística.

CLASSE 3 Águas que podem ser destinadas:

CLASSE 2 Águas que podem ser destinadas:

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CLASSIFICAÇÃO DAS ÁGUAS SALOBRAS (art. 6º)

CLASSE ESPECIAL Águas destinadas:

a) à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de conservação de proteção integral; e

b) à preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas.

a) à recreação de contato primário, conforme Resolução CONAMA 274/2000;

b) à proteção das comunidades aquáticas;

c) à aqüicultura e à atividade de pesca;

d) ao abastecimento para consumo humano após tratamento convencional ou avançado; e

e) à irrigação de hortaliças que são consumidas cruas e de frutas que se desenvolvam rentes ao solo e que sejam ingeridas cruas sem remoção de película, e à irrigação de parques, jardins, campos de esporte e lazer, com os quais o público possa ter contato direto.

CLASSE 1 Águas que podem ser destinadas:

RESOLUÇÃO CONAMA 357/05

a) à pesca amadora; e (b) à recreação de contato secundário.

CLASSE 2 Águas que podem ser destinadas:

a) à navegação; e (b) à harmonia paisagística.

CLASSE 3 Águas que podem ser destinadas:

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Fontes poluidoras

Pontuais

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

São bem localizadas, fáceisde identificar e de monitorar

Difusas

Escoamento superficial urbano,escoamento superficial de áreas

agrícolas e deposição atmosférica

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

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Fontes poluidorasÁguas superficiais:

• Esgoto doméstico;

• Efluentes industriais;

• Águas pluviais, carreando impurezas do solo ou contendo esgotos lançados nas galerias;

• Resíduos sólidos (lixo);

• Pesticidas;

• Fertilizantes;

• Detergentes;

• Precipitação de poluentes atmosféricos (sobre o solo ou a água);

• Alteração nas margens dos mananciais, provocando carreamento do solo, como consequências da erosão.

Águas subterrâneas:– 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.

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PRINCIPAIS POLUENTES HÍDRICOS

Poluente Origem Efeito Indicador de Poluição

MatériaOrgânica

Esgotos domésticos ealguns efluentes industriais

(alimentos, papel, têxtil)

Reduz oxigênio dissolvido.Causa mudanças na fauna e flora.

DBO, DQO(mg O2/l)

Óleos Vazamentos de tanques de

estocagem, efluentes depostos e oficinas

Impede a absorção deoxigênio. É tóxico pra animais e

plantas.

Óleos e graxas(mg/l)

Sólidos (em suspensão

esedimentáveis)

Esgotos domésticos ealguns efluentes industriais

(argila, carvão, etc.)

Aumento da turbidez,diminuição da penetração daluz. Causam assoreamento.

SS – sólidos emsuspensão.

RS – Resíduosedimetável

Temperatura Água de resfriamento industrial

Elevação da temperatura da água, reduzindo o nível de OD, ao

mesmo tempo em que aumenta a atividade química e biológica

T (ºC)

NITRATOS

FOSFATOS

BACTÉRIAS

ÁCIDOS E ÁLCALIS

METAIS

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CLASSIFICAÇÃO DA POLUIÇÃO HÍDRICA

Bacteriana -> Contato com dejetos humanos portadores de organismos

patogênicos, por via direta e por esgotos sanitários

Orgânica -> Recebimento de grande quantidade de matéria orgânica, proveniente

de esgotos domésticos ou industriais

Química -> Presença de substâncias provenientes de processos industriais, uso

de pesticidas e de fertilizantes

Térmica -> Elevação da temperatura da água aos receber despejos com

temperatura elevada provenientes de destilarias, usinas atômica, etc.

Radioativa -> Recebimento de descargas ricas em radioisótopos, provenientes de

usinas nucleares (água de resfriamento de reatores)

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Os esgotos domésticos, muitos tipos de resíduos industriais, os dejetos agrícolas

e especialmente os pecuários, são constituídos preponderantemente de matéria

orgânica, elemento que serve de alimento aos seres aquáticos, sejam peixes,

sejam bentos, plâncton, bactérias, etc.

Quanto maior o volume de matéria orgânica – esgotos – lançado em um corpo

d’água, maior será o consumo (demanda) de oxigênio usado na respiração dos

seres aquáticos (em especial, das bactérias decompositoras).

Quando todo o oxigênio se extingue, as bactérias e outros seres que dependem

do oxigênio para a respiração também são extintos e em seu lugar surgem outros

seres microscópicos capazes de se alimentar e “respirar” na ausência do oxigênio.

POLUIÇÃO ORGÂNICA

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CARGA POLUIDORA

A carga poluidora de um efluente gasoso ou líquido é a

expressão da quantidade de poluente lançada pela fonte.

Para as águas, é frequentemente expressa em DBO ou DQO.

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DBO (DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGÊNIO)

Consumo de oxigênio, através de reações biológicas e químicas

DBO5,20 (DBO5 ou DBO)

Teste padrão Medida do Oxigênio Dissolvido (OD) a 5 dias (20º C)

Dia 0

Dia 5

OD = 7 mg/L

OD = 3 mg/L

DBO = 7 – 3 = 4 mg/L

Finalidades do teste

Visualização da taxa de degradação do despejo ao longo do tempo

Visualização da taxa de consumo de oxigênio ao longo do tempo

Critérios para dimensionamento (da maioria) dos sistemas de tratamento de

esgotos e para a legislação ambiental são baseados nesse parâmetro

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DQO (DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO)

Índice que dá a quantidade necessária de Oxigênio, fornecido por um

agente oxidante, para oxidar totalmente a matéria orgânica presente num

meio (água ou efluente).

Algumas vantagens do teste:

É realizado em 2 a 3 horas

Não é afetado pela nitrificação

Algumas limitações do teste:

Refere-se apenas à matéria orgânica (biodegradável + inerte)

Não é possível visualizar a degradação do despejo ao longo do tempo

Constituintes inorgânicos podem ser oxidados e interferir no resultado

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RELAÇÃO ENTRE DQO E DBO

DQO/DBO

varia com o tipo de efluente

e à medida que o esgoto passa pelas diversas unidades da ETE

DQO/ DBO elevada fração inerte elevada

baixa fração biodegradável elevada

Esgotos domésticos brutos DQO/DBO entre 1,7 a 2,4

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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.

E.P (equivalente populacional)=Carga de DBO da industria (kg/d) Contribuição per capita de DBO (kg/hab.d)

O valor per capita freqüentemente utilizado de 54 gDBO/hab.d

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Tipo de Indústria Quantidade produzida ou processada por 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

EQUIVALENTE POPULACIONAL PARA VÁRIOS TIPOS DE INDÚSTRIAS

Fonte: Manual de Tratamento de Águas Residuárias

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• Diluição (assimilação)• Sedimentação (decantação)• Estabilização bioquímica (digestão +

oxigenação)

AUTODEPURAÇÃO DAS ÁGUAS

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Características das zonas de autodepuração

1. Zona de Degradação:

• Início ponto de lançamento dos despejos

• Água turva (cor acinzentada)

• Precipitação de partículas lodo no leito do corpo d’água

• Proliferação de bactérias (consumo de matéria orgânica)

• Redução da concentração de oxigênio dissolvido

• Limite da 1ª zona concentração de oxigênio atinge 40% da

concentração inicial

• Não há odor

• Presença de oxigênio não permite a decomposição anaeróbia

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2. Zona de Decomposição Ativa:

• Início Oxigênio atinge valores inferiores a 40% da

concentração de saturação

• Água Cor cinza-escura, quase negra

• Bancos de lodos no fundo em ativa decomposição anaeróbia

• Desprendimento de gases mal cheirosos (amônia, gás

sulfídrico, etc.) Ambiente fétido e escuro

• Oxigênio dissolvido Pode zerar ou “ficar negativo”

• Biota aeróbia é substituída por outra anaeróbia

• Oxigênio passa a ser reposto Ar atmosférico ou fotossíntese

• População de bactérias Decresce

• Água começa a ficar mais clara (ainda imprópria p/ os peixes)

• Fim da 2ª zona Oxigênio eleva-se a 40% da concentração de

saturação

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3. Zona de Recuperação:

• Início 40% de oxigênio de saturação

• Término água saturada de oxigênio

• Água mais clara e límpida

• Proliferação de algas que reoxigenam o meio

• Amônia oxidada a nitritos e nitratos (+ fosfatos fertilizam o

meio, favorecendo a proliferação de algas)

• Cor esverdeada intensa (alimento p/ crustáceos, larvas de

insetos, vermes, etc., que servem de alimentos p/ os peixes)

• Diversificação da biocenose

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4. Zona de Águas Limpas:

• Água Características diferentes das que apresentava antes

da poluição

• Diferença fundamental Água encontra-se “eutrófica”

• Não é limpa, devido à presença das algas (cor verde)

• Água recuperou-se, melhorou sua capacidade de produzir

alimento protéico (piorou no quesito de potabilidade)

• Péssimo aspecto estético

• Grande assoreamento nas margens

• Invasão de plantas aquáticas indesejáveis

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EUTROFIZAÇÃO

A eutrofização é o crescimento excessivo das plantas aquáticas, a níveis

tais que sejam considerados como causadores de interferências com os

usos desejáveis do corpo d’água (Thomann e Mueller, 1987).

O principal fator de estímulo é um nível excessivo de nutrientes no corpo

d’água, principalmente nitrogênio e fósforo.

O nível de eutrofização está usualmente associado ao uso e ocupação do

solo predominante na bacia hidrográfica.

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EUTROFIZAÇÃO: O PROCESSO

Quebra do equilíbrio ecológico (mais produção de matéria orgânica do que

o sistema é capaz de assimilar)

Aumento da produção primária Mais substâncias orgânicas Maior

consumo de oxigênio para a decomposição

À noite, cessada a atividade fotossintetizante, as algas também consomem

parte do oxigênio produzido durante o dia

Com a queda do OD, surgem outros gases resultantes da atividade de

bactérias anaeróbias (gás sulfídrico, amônia, metano)

Estes gases, extremamente tóxicos, causam a morte de organismos

aquáticos (especialmente os peixes), aumentando a carga orgânica do meio)

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EUTROFIZAÇÃO: O PROCESSO

Aumento da concentração de algas Alterações qualitativas

Surgimento de novas espécies e desaparecimento de outras

O intenso crescimento das algas dificulta a penetração da luz na água e

provoca a morte de plantas aquáticas jovens enraizadas no sedimento

No estágio final, o ecossistema se caracteriza por:

pouca profundidade

altos déficits de oxigênio

organismos mortos flutuando na superfície

grande quantidade de colchões de algas à deriva

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Problemas estéticos e recreacionais

Diminuição do uso da água para recreação, balneabilidade e

redução geral na atração turística devido a:

Freqüentes florações das águas

Crescimento excessivo da vegetação

Distúrbios com mosquitos e insetos

Eventuais maus odores

Eventuais mortandades de peixes

EUTROFIZAÇÃO

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Regularização da vazão do rio aumento da capacidade de

AUTODEPURAÇÃO

Aumento da turbulência maior capacidade de absorção de

oxigênio atmosférico

Adição de fonte química suplementar Nitratos atividade de

bactérias aeróbias facultativas

Diagnóstico ambiental plano de manejo da bacia, para garantir a

preservação dos corpos de água

Aplicação de legislação eficaz controle, fiscalização e punição

criação de consciência pública e industrial conservação do meio

ambiente

Tratamento dos despejos redução / eliminação da carga

poluidora

MEDIDAS DE CONTROLE DA POLUIÇÃO HÍDRICA