Noções de qualidade das águas

Noções de qualidade das águas

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EDUARDO RIBEIRO DE SOUSA LISBOA, SETEMBRO DE 2001

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1. INTRODUÇÃO

Quando substâncias ou impurezas, de origem orgânica ou inorgânica, estão presentes numa água conferem-lhe determinadas propriedades ou características que é importante conhecer para que se possam escolher, por exemplo, o tratamento a que é necessário submetê-la para abastecimento público, ou para avaliar os níveis de poluição de massas de águas naturais.

Segue-se uma apresentação das características ou os parâmetros físico-químicos e biológicos ou bacteriológicos que permitem fazer o diagnóstico de uma massa de água, sob o ponto de vista qualitativo.

2. CARACTERÍSTICAS ORGANOLÉPTICAS

As características organolépticas compreendem a cor, o cheiro e o sabor. A origem da cor apresentada pelas águas naturais deve-se, isoladamente ou em conjunto, às seguintes causas:

¾ origem natural inorgânica, devida à presença de compostos metálicos, principalmente de ferro e de manganês; ¾ origem orgânica, animal ou vegetal;

¾ origem industrial, devida à descarga de efluentes industriais (têxteis, pasta de papel, refinarias, indústrias químicas).

É usual definir dois tipos de cor: a aparente e a verdadeira. A cor aparente é a coloração da água tal como ela se apresenta, isto é, com todas as matérias em suspensão. A cor verdadeira é aquela que a água apresenta uma vez removidas as matérias em suspensão. O facto de uma água não se apresentar límpida, não significa que ela esteja isenta de produtos tóxicos ou perigosos.

O cheiro, segundo RODIER, pode definir-se como:

¾ o conjunto de sensações apreendidas pelo sentido de olfacto quando se está em presença de certas substâncias voláteis; ¾ a qualidade de cada sensação particular ou individualizada provoca da por cada uma daquelas substâncias.

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A existência de cheiro e de sabor numa água pode ser, como no caso da cor, um sinal de poluição ou da presença de matéria orgânica em decomposição. Qualquer destas características são subjectivas e, consequentemente, difíceis de medir.

3. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS

Serão tratadas as características que se consideram mais relevantes, e que são as seguintes:

Acidez e alcalinidade;

Oxigénio dissolvido;

Carência de oxigénio;

3.1 TEMPERATURA

A temperatura é um parâmetro de grande importância, dado que tem influência na velocidade das reacções químicas, na solubilidade dos gases, na taxa de crescimento dos microrganismos, entre outras.

3.2 TURVAÇÃO

A designação de uma água turva é aplicada às águas que contenham matérias em suspensão, as quais interferem com a passagem da luz através da água. A turvação pode ser causada por uma enorme variedade de matérias em suspensão, de origem orgânica ou inorgânica, as quais variam desde partículas coloidais até sólidos de certas dimensões. No caso de lagos e albufeiras ou noutras massas de água paradas, a maior parte da turvação é devida a partículas coloidais. Pelo contrário, em rios em condições de cheia, a maior parte da turvação é devida a partículas de certa dimensão.

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3.3 SÓLIDOS TOTAIS

Com rigor, toda a matéria, com excepção da água contida em líquidos, é classificada como material sólido.

No entanto, analiticamente a concentração total de sólidos (sólidos totais) numa água é definida como a matéria que permanece como resíduo após evaporação de 103 a 105 ºC. Os sólidos totais, ou o resíduo após evaporação, podem ser divididos em sólidos em suspensão e sólidos filtráveis. Usualmente o filtro é escolhido de tal forma que o diâmetro mínimo dos sólidos em suspensão é cerca de 1 micron (µ). A fracção dos sólidos em suspensão inclui os sólidos sedimentáveis que decantam após um período de 60 minutos.

A fracção dos sólidos filtráveis é constituída por sólidos coloidais e dissolvidos. Os sólidos coloidais incluem as partículas, com um diâmetro aproximado compreendido entre 1 milimicron e 1 micron (Fig. 1). Os sólidos dissolvidos incluem moléculas orgânicas e inorgânicas que estão em solução na água.

Cada uma das categorias referidas podem, ainda, ser classificadas de acordo com a sua volatibilidade a 600 ºC. Esta classificação destina-se a averiguar as parcelas orgânica e inorgânica dos sólidos totais.

À temperatura de 600 ºC, a parte orgânica dos sólidos volatiliza e a parte inorgânica permanece sob a forma de cinzas. Assim, são definidos os sólidos em suspensão voláteis e os sólidos em suspensão fixos como sendo, respectivamente, a parcela orgânica e inorgânica dos sólidos totais.

3.4 pH

A concentração do ião hidrogénio [H+] é um parâmetro de qualidade muito importante das águas naturais e das águas residuais porque o seu valor determina todos os equilíbrios que se estabelecem numa água. A forma usual de expressão da concentração do ião hidrogénio é o pH, cuja definição é a seguinte:

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Fig. 1 - Classificação e gamas das dimensões das partículas. Consoante os valores do pH, as águas classificam-se em:

¾ águas ácidas, cujos valores do pH são menores do que 7; ¾ águas neutras, cujo valor do pH é igual a 7;

¾ águas alcalinas, cujos valores do pH são maiores do que 7.

O pH, para além de controlar a maior parte das reacções químicas na natureza, controla, também, e a actividade biológica é, na maior parte dos casos, apenas possível para valores de pH compreendidos em 6 e 8.

3.5 ACIDEZ E ALCALINIDADE

A acidez de uma água é principalmente devida à presença de anidrido carbónico (CO2) dissolvido, o qual pode ser proveniente da atmosfera ou da matéria orgânica (animal ou vegetal) com que a água contacta. Sob o ponto de vista de saúde pública, a acidez tem relativamente pouca importância. Refira-se que muitos dos refrigerantes consumidos contêm muito mais anidrido carbónico do que a água potável, sem que esse facto provoque qualquer doença a quem os bebe.

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No entanto, uma água ácida afecta a conservação de sistemas de saneamento básico e o funcionamento biológico de estações de tratamento de águas residuais. Assim, quando são utilizados processos de tratamento biológico há necessidade de manter os valores do pH entre 6 a 9,5. Além disso, uma água ácida ataca, por corrosão, as canalizações e os reservatórios.

Define-se alcalinidade de uma água como a sua capacidade de neutralizar ácidos. A alcalinidade das águas naturais é devida, principalmente, a sais de ácidos fracos, embora possam contribuir também bases fracas e fortes.

Embora muitas substâncias possam contribuir para a alcalinidade de uma água, a maior parte desta característica nas águas naturais é devida aos hidróxidos (OH-), carbonatos (CO32-) e bicarbonatos (HCO3-). De todas estas substâncias, as que aparecem em maior quantidade nas águas naturais são os bicarbonatos, que se formam em virtude da passagem de águas contendo anidrido carbónico (águas ácidas) pelos calcários.

Tal como a acidez, também a alcalinidade é pouco importante, sob o ponto de vista da saúde pública. No entanto, as águas alcalinas, principalmente as que possuem hidróxidos, são desagradáveis ao paladar e, por isso, pouco apreciadas pelo homem.

3.6 DUREZA

Em geral, designam-se águas duras aquelas que exigem muita quantidade de sabão para produzir espuma ou que dão origem a incrustações nas tubagens de água quente, nas panelas ou noutros equipamentos, nos quais a temperatura da água é elevada. Forma-se, o que se designa em linguagem corrente a "pedra das panelas". Embora com o aparecimento dos detergentes o problema da dureza, no que respeita ao consumo de sabão, tenha perdido o seu impacto, o mesmo já não se poderá dizer quanto às incrustações.

A dureza das águas naturais varia consideravelmente de lugar para lugar, sendo em geral a dureza das águas superficiais menor do que a das águas subterrâneas. A dureza de uma água reflecte a natureza das formações geológicas com as quais ela esteve em contacto.

A dureza (em geral expressa em mg/L de carbonato de cálcio Ca CO3) de uma água é devida à presença de catiões metálicos bivalentes principalmente cálcio (Ca2+) e magnésio (Mg2+). Uma

NOÇÕES DE QUALIDADE DA ÁGUA / PARÂMETROS DE CARACTERIZAÇÃO DE UMA MASSA DE ÁGUA 6 água dura é, portanto, aquela que contém grande quantidade de cálcio e magnésio. Estes iões metálicos bivalentes estão, em geral, associados com o anião bicarbonato (HCO3-), sulfato (S042-), cloreto (Cl-) e nitrato (NO3- ).

No entanto, é habitual distinguir-se entre dureza temporária (ou carbonatada) e dureza permanente (ou não-carbonatada). A primeira é devida ao cálcio e ao magnésio que se encontram ligados aos bicarbonatos, e que são eliminados quando a água é fervida. A dureza permanente é devida ao cálcio e ao magnésio que se encontram associados aos sulfatos, cloretos, nitratos, etc., e que não são eliminados quando a água é fervida.

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