UFCG / CTRN UNIDADE ACADÊMICA DE ENGENHARIA CIVIL

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

2. MÓDULO II DEGRADAÇÃO E CONSERVAÇÃO DO MEIO AMBIENTE Poluição Hídrica

3. O QUE É POLUIÇÃO HÍDRICA? “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 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

4. O que está sendo feito com os corpos hídricos?

5. Usos da água • 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

6. 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‰

7. RESOLUÇÃO CONAMA 357/05 CLASSIFICAÇÃO 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. CLASSE 1 Águas que podem ser destinadas: 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.

8. RESOLUÇÃO CONAMA 357/05 CLASSIFICAÇÃO DAS ÁGUAS DOCES (art. 4º) 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. CLASSE 3 Águas que podem ser destinadas: 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 4 Águas que podem ser destinadas: a) à navegação; e b) à harmonia paisagística.

9. CLASSIFICAÇÃO DAS ÁGUAS SALINAS (art. 5º) RESOLUÇÃO CONAMA 357/05 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. CLASSE 1 Águas que podem ser destinadas: 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 2 Águas que podem ser destinadas: a) à pesca amadora; e b) à recreação de contato secundário. CLASSE 3 Águas que podem ser destinadas: a) à navegação; e b) à harmonia paisagística.

10. RESOLUÇÃO CONAMA 357/05 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. CLASSE 1 Águas que podem ser destinadas: 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 2 Águas que podem ser destinadas: à pesca amadora; e (b) à recreação de contato secundário. CLASSE 3 Águas que podem ser destinadas: à navegação; e (b) à harmonia paisagística.

11. Fontes poluidoras Pontuais Difusas Descarga de efluentes a partirde indústrias e de estaçõesde tratamento de esgoto Escoamento superficial urbano,escoamento superficial de áreasagrícolas e deposição atmosférica São bem localizadas, fáceisde identificar e de monitorar Espalham-se por toda a cidade,são difíceis de identificar e tratar

12. Fontes poluidoras • 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. • Águas 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.

14. PRINCIPAIS POLUENTES HÍDRICOS

15. 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)

16. POLUIÇÃO ORGÂNICA • 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.

17. 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.

18. Dia 0 Dia 5 DBO = 7 – 3 = 4 mg/L OD = 7 mg/L OD = 3 mg/L 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) 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

19. 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

20. baixa fração biodegradável elevada DQO/ DBO elevada fração inerte elevada 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 Esgotosdomésticos brutos  DQO/DBO entre 1,7 a 2,4

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

22. EQUIVALENTE POPULACIONAL PARA VÁRIOS TIPOS DE INDÚSTRIAS Fonte: Manual de Tratamento de Águas Residuárias

23. AUTODEPURAÇÃO DAS ÁGUAS • Diluição (assimilação) • Sedimentação (decantação) • Estabilização bioquímica (digestão + oxigenação)

24. 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

25. 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

26. 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

27. 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

28. EUTROFIZAÇÃO • A eutrofizaçãoé 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 eutrofizaçãoestá usualmente associado ao uso e ocupação do solo predominante na bacia hidrográfica.

30. 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)

31. 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

32. EUTROFIZAÇÃO • 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

33. MEDIDAS DE CONTROLE DA POLUIÇÃO HÍDRICA • 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