Introdução água

Introdução água

COLÉGIO TECNOLÓGICO DA ASSOCIAÇÃO DE ENSINO DE RIBEIRÃO PRETO - AERP

ESCOLA DE ENSINO MÉDIO E EDUCAÇÃO PROFISSIONAL

Tecnologia Química I

Introdução Água

Sumário

1. Água 1

2. Origem da Água 1

3. Os Estados da Água 2

4. Ciclo Hidrológico 2

5. Parâmetros de Qualidade da Água 4

6. Parâmetros que afetam a Qualidade da Água 6

7. Referencia Bibliográfica 7

1. Água

A água ("hidróxido de hidrogênio" ou "monóxido de di-hidrogênio" ou ainda "protóxido de hidrogênio") é uma substância líquida que parece incolor a olho nu em pequenas quantidades, inodora e insípida, essencial a todas as formas de vida, composta por hidrogénio e oxigénio. É uma substância abundante na Terra, cobrindo cerca de três quartos da superfície do planeta, encontrando-se principalmente nos oceanos e calota polares, mas também em outros locais em forma de nuvens, água de chuva, rios, aquíferos ou gelo. A fórmula química da água é H2O. 1

Figura 1: Representação esquemática de uma molécula de água.

Nessa solução desenvolver-se-ão os primeiros organismos vivos, que nela encontraram os íons de que necessitavam para o crescimento evolução. O ser vivo só conseguiu deixar o meio aquoso quando seu próprio organismo conseguiu formar soluções aquosas sob forma de tecido líquido, sangue, plasma e fluidos intercelulares, contendo os íons e moléculas necessárias.2

2. Origem da Água

A água se originou da liberação de grandes quantidades dos gases hidrogênio e oxigênio na atmosfera, que se combinaram e deram origem aos vapores de água. Durante o período de formação do Planeta, as temperaturas só possibilitavam a água em forma de vapor. À medida que as temperaturas baixaram, os vapores se transformaram em nuvens, que foram atraídas pela gravidade e caíram em forma de chuva na superfície da Terra. Assim, houve acumulação progressiva de água principalmente na superfície – nos estados líquido e sólido (gelo) e simultânea formação de vapor de água pelos mecanismos de evaporação e transpiração dos organismos vivos. A parcela que se infiltrou na superfície e se acumulou entre as camadas de rochas do subsolo formou as águas subterrâneas – os lençóis e os aqüíferos.3

3. Os Estados da Água

A água encontra-se em diversos estados físicos. Na atmosfera ela está em estado gasoso, proveniente da evaporação de todas as superfícies úmidas – mares, rios e lagos; em estado líquido é a mais usual forma da água, encontrada nos grandes depósitos do planeta, nos oceanos e mares (água salgada), nos rios e lagos (água doce) e também no subsolo, constituindo os chamados lençóis freáticos em estado líquido. Para finalizar, também encontramos a água no estado sólido, nas regiões frias do planeta. Do estado gasoso, presente na atmosfera, a água se precipita em estado líquido, como chuva, orvalho ou nevoeiro, ou em estado sólido, como neve ou granizo.1

4. Ciclo Hidrológico

No Planeta Terra, dois terços da superfície, ou 71% é coberto por água. De toda a água existente na Terra, apenas 2,5% é doce, sendo que 70% estão nas geleiras polares assim restando 0,75% para dividir entre 6 bilhões de humanos, conforme ilustrado na tabela 1.

Ciclo Hidrológico é o movimento da água entre os continentes, oceanos e a atmosfera. Na atmosfera, o vapor da água em forma de nuvens pode ser transformado em chuva, neve ou granizo, dependendo das condições do clima. Essa transformação provoca o que se chama de precipitação.

Pode definir-se ciclo hidrológico como a seqüência fechada de fenômenos pelos quais a água passa do globo terrestre para a atmosfera, na fase de vapor, e regressa àquele, nas fases líquida e sólida. A transferência de água da superfície do Globo para a atmosfera, sob a forma de vapor, dá-se por evaporação direta, por transpiração das plantas e dos animais e por sublimação (passagem direta da água da fase sólida para a de vapor).

A energia solar é a fonte da energia térmica necessária para a passagem da água das fases líquida e sólida para a fase do vapor; é também a origem das circulações atmosféricas que transportam vapor de água e deslocam as nuvens.

Figura 2: Ilustração do Ciclo Hidrológico

A precipitação ocorre sobre a superfície do planeta, tanto nos continentes como nos oceanos. Nos continentes, uma parte das precipitações é devolvida para a atmosfera, graças à evaporação, outra parte acaba desaguando nos oceanos depois de percorrer os caminhos recortados pelos rios.

Os oceanos portanto recebem água de duas fontes: das precipitações e do desaguamento dos rios, e perdem pela evaporação. Na atmosfera, o excesso de vapor sobre os oceanos é transportada para os continentes, em sentido inverso ao desaguamento.

As fontes de vapor são as regiões que "exportam" vapor; os sumidouros, que "importam". Podemos notar que: as principais fontes de vapor estão localizados nos oceanos subtropicais; os sumidouros de vapor estão na zona equatorial e em regiões da zona temperada; o transporte de vapor ocorre das fontes para os sumidouros. Quando certa quantidade de vapor é submetida a baixas temperaturas ela passa para a forma líquida, assim é que nascem as nuvens. As gotículas de água formam-se quando o vapor condensa sobre a superfície de partículas muito pequenas, chamadas de núcleos de condensação. Após um certo tempo as gotículas tornam-se grandes, formando uma gotícula de nuvem.

Mas para que o ciclo hidrológico não se altere, é preciso preservar as florestas, nas quais os mananciais ficam protegidos, e os oceanos, de onde evapora boa parte da água que abastece, mais tarde, rios, lagos, e mananciais. Com isto, gera um grande problema, o homem gasta à toa, suja, envenena e não preserva os ecossistemas que poderiam alimentar os organismos aquáticos. Se continuar assim, vai ter de disputar as últimas gotas a peso de ouro.4

5. Parâmetros de Qualidade da Água

5.1. Cor

Conceito: Responsável pela coloração na água

Constituinte: Sólidos dissolvidos

Origem Natural:

- Decomposição da matéria orgânica (principalmente vegetais - ácidos húmicos e fúlvicos)

- Ferro e manganês

Origem Antropogênica:

  • Resíduos industriais (ex: tinturarias, tecelagem, produção de papel)

-Esgotos domésticos

Importância:

  • Origem natural: não representa risco direto à saúde, mas consumidores podem questionar a sua confiabilidade, e buscar águas de maior risco. Além disso, a cloração da água contendo a matéria orgânica dissolvida responsável pela cor pode gerar produtos potencialmente cancerígenos (trihalometanos - ex: clorofórmio)

  • Origem industrial: pode ou não apresentar toxicidade

5.2. Turbidez

Conceito: Grau de interferência com a passagem da luz através da água, conferindo uma aparência turva à mesma

Constituinte: Sólidos em suspensão

Origem Natural:

  • Partícula de rocha, argila e silte

  • -Algas e outros microrganismos

Origem Antropogênica:

  • Despejos domésticos

  • Despejos industriais

  • Microrganismos

  • Erosão

Utilização mais Freqüente do parâmetro

  • Caracterização de águas de abastecimento brutas e tratadas

  • Controle da operação das estações de tratamento de água

Importância

  • Origem natural: não traz inconvenientes sanitários diretos. Porém, é esteticamente desagradável na água potável, e os sólidos em suspensão podem servir de abrigo para microrganismos patogênicos (diminuindo a eficiência da desinfecção)

  • Origem antropogênica: pode estar associada a compostos tóxicos e organismos patogênicos.

  • Em corpos d água: pode reduzir a penetração luz, prejudicando a fotossíntese

5.3. Sabor e odor

Conceito: Interação entre o gosto (salgado, doce, azedo e amargo) e o odor (sensação olfativa)

Constituinte: Sólidos em suspensão, sólidos dissolvidos, gases dissolvidos

Origem Natural:

  • Matéria orgânica em decomposição

  • Microrganismo (ex.: algas)

  • Gases dissolvidos (ex: gás sulfídrico H2S)

Origem Antropogênica:

  • Despejos doméstico

  • Despejos industriais e gases dissolvidos

Importância:

Não representa risco à saúde, mas consumidores podem questionar a sua confiabilidade, e buscar águas de maior risco. Representa a maior causa de reclamações dos consumidores

5.4.pH

Conceito: Potencial Hidrogeniônico. Concentração de íons de hidrogênios H +

Constituinte: Sólidos dissolvidos, gases dissolvidos

Origem Natural:

Dissolução de rochas, absorção de gases da atmosfera, oxidação da matéria orgânica, fotossíntese

Origem Antropogênica:

Despejos domésticos (oxidação da matéria orgânica) despejos industriais (lavagem ácidas de tanques)

Importância:

  • pH baixo: corrosividade e agressividade nas águas de abastecimento

  • pH elevado: possibilite de incrustações nas águas de abastecimento

5.5. Alcalinidade

Conceito: Capacidade da água de neutralizar os ácidos (capacidade tampão). Principais constituintes são os bicarbonatos, carbonatos e os hidróxido.

Constituinte: Sólidos dissolvidos

Origem Natural:

Dissolução de rochas, reação com CO2

Origem Antropogênica: Despejos industriais

Importância:

  • Elevadas concentrações confere um gosto amargo

  • Controle de tratamento de água, relacionada com a coagulação, redução de dureza, prevenção da corrosão em tubulações

  • Determinação importante no tratamento de esgotos, sua redução pode afetar os microrganismos responsáveis pela depuração

5.6 Dureza

Conceito: Concentração de cátions multimetálicos em solução (Ca2+e Mg2+ ) em condições de supersaturação, formando precipitados.

Constituinte: Sólidos dissolvidos

Origem Natural: Dissolução de minerais contendo cálcio e magnésio (ex: rochas calcárias)

Origem Antropogênica: Despejos industriais

Importância:

  • Em determinadas concentrações, causa um sabor desagradável e pode ter efeitos laxativos

  • Reduz a formação de espuma, implicando num maior consumo de sabão

  • Causa incrustação nas tubulações de água quente, caldeiras aquecedores (devido à maior precipitação nas temperaturas elevadas)

Utilização mais freqüente do parâmetro:

Caracterização de águas de abastecimento (inclusive industriais) brutas, tratadas e residuárias brutas

Unidade: mg/L de CaCO3

Interpretação dos resultados

Em termos de tratamento e abastecimento público:

  • dureza < 50 mg/L CaCO3: água mole

  • dureza entre 50 e 150 mg/L CaCO3: dureza moderada

  • dureza entre 150 e 300 mg/L CaCO3: água dura

  • dureza > 300 mg/L CaCO3: água muito dura

6. Parâmetros que afetam a Qualidade da Água

1. Condições Naturais

Mesmo com a bacia hidrográfica preservada nas suas condições naturais, sua qualidade é afetada por:

  • Precipitação atmosférica;

  • Escoamento superficial e infiltração no solo;

  • Composição do solo (mesmo que preservado);

  • Incorporação de sólidos em suspensão (ex.: partículas de solo) ou dissolvidos (íons oriundos da dissolução de rochas)

2. Interferência do Homem

A interferência do homem atua por duas formas:

  • Forma Concentrada - geração de despejos domésticos ou industriais

  • Forma Dispersa - aplicação de defensivos agrícolas no solo

Características das impurezas

  • Características químicas

As características químicas de uma água podem ser interpretadas através de uma das duas classificações:

  • matéria orgânica

  • matéria inorgânica

    • Características físicas

As impurezas enfocadas do ponto de vista físico estão associadas, em sua maior parte, aos sólidos presentes na água.

  • suspensão

  • coloidais

  • dissolvidos

7. Referencia Bibliográfica

1 Água, disponível em <http://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81gua.>, acessado em 31/07/07.

2 Composição química da água, disponível em <http://br.geocities.com/planeta_agua_3000/composicao2.htm>, acessado em 31/07/07.

3 Água: origem e produção, disponível em <http://www.mananciais.org.br/site/agua/origem>, acessado em 31/07/07.

4. Ciclo Hidrológico, disponível em http://www.ambientebrasil.com.br/., acessado em 31/07/007.

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