Determinação de resíduos sólidos sedimentáveis em água

Determinação de resíduos sólidos sedimentáveis em água

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ

DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE QUÍMICA E BIOLOGIA – DAQBI

BACHARELADO EM QUÍMICA TECNOLÓGICA/LICENCIATURA EM QUÍMICA

DETERMINAÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS SEDIMENTÁVEIS EM ÁGUA

RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA

CURITIBA

2010

CAMILA FLÁVIA S. OLIVEIRA

RAFAEL VARISTELO

RODRIGO ARTUSO

WILLIAN CAPILLE

DETERMINAÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS SEDIMENTÁVEIS EM ÁGUA

Relatório sobre a análise de águas para o consumo apresentado à matéria de Química Analítica Aplicada I do curso de Bacharelado e Licenciatura em Química da Universidade Tecnológica Federal do Paraná como requisito parcial para avaliação.

Orientador: Prof. M. Sc. Marcus Liz.

CURITIBA

2010

RESUMO

ARTUSO, Rodrigo; CAPILLE, Willian C.; OLIVEIRA, Camila F.; VARISTELO, Rafael. Determinação de resíduos sólidos sedimentáveis em água. 14 f. Relatório de (Química Analítica Aplicada I) – Bacharelado em Química Tecnológica, Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Curitiba, 2010.

A água é um recurso finito, intensamente utilizado e não há nenhum produto capaz de substituí-lo. É indispensável para a sobrevivência e o desenvolvimento econômico, e para cada atividade em que é utilizada são necessários padrões diferentes de qualidade. Após cada atividade, sobram substâncias na água, estas substâncias são denominadas sólidos. Os sólidos correspondem a toda matéria que permanece como resíduo, após a secagem, evaporação ou calcinação. Os métodos utilizados para a determinação dessa concentração são gravimétricos. Em aula prática determinou-se o teor de sólidos sedimentáveis em uma amostra de água do Rio Barigüi, através do método Imhoff, calculando-se a concentração das partículas sedimentadas pela ação da gravidade durante uma hora, em um litro de amostra. Os parâmetros analisados foram: sólidos totais, fixos, voláteis, suspensos totais, suspensos fixos, suspensos voláteis, dissolvidos totais; dissolvidos fixos e dissolvidos voláteis; e encontraram-se os seguintes valores de concentração (em mg/L), respectivamente: 1807, 621, 1186, 9, 1, 8, 1798, 620, 1178. A importância do controle contínuo desses parâmetros, está no fato de serem indicadores excepcionais de questões ambientais, como, por exemplo, da lixiviação.

Palavras-chave: Análise de água. Rio Barigüi. Resíduos. Sólidos sedimentáveis.

SUMÁRIO

  1. INTRODUÇÃO

A água é considerada um recurso ou bem econômico, porque é finita, vulnerável e essencial para a conservação da vida e do meio ambiente. Além disso, sua escassez impede o desenvolvimento de diversas regiões. Por outro lado, é também tida como um recurso ambiental, pois a alteração adversa desse recurso pode contribuir para a degradação da qualidade do meio ambiente. Já a degradação ambiental afeta, direta ou indiretamente, a saúde, a segurança e o bem-estar da população; as atividades sociais e econômicas; a fauna e a flora; as condições estéticas e sanitárias do meio; e a qualidade dos recursos naturais (BORSOI; TORRES,).

A utilização da água e do solo nas diversas atividades humanas tem conseqüências diferenciadas sobre um corpo d’água qualquer, haja vista que a água possui usos múltiplos na sociedade e, por isso, apresenta padrões específicos para a atividade em que é envolvida como, por exemplo, o abastecimento, recreação, irrigação, dentre outras (CONAMA, 2005).

A água, considerada fonte de vida, vem sofrendo alteração na sua disponibilidade, devido ao crescimento exponencial da população, que tem consumido mais esse recurso e degradado a sua qualidade. Além de dar suporte a vida humana, a água influencia fortemente nas condições de urbanidade, atua como fator de produção de atividades agropecuárias, industriais e na geração de energia elétrica, bem como nas atividades de lazer, caracterizando seus múltiplos usos (VIEIRA, 2006).

Como se vê, trata-se de um dos recursos naturais mais intensamente utilizados, que é empregado em todas as esferas da vida humana, desde aspectos relacionados à economia até a manutenção do nível de vida da população, não contendo nenhum outro produto semelhante que possa substituí-lo (SVINTSOV, 2001).

Após as atividades, sobram substâncias na água, que são denominados sólidos, para CETESB, 2001, sólidos nas águas correspondem a toda matéria que permanece como resíduo, após evaporação, secagem ou calcinação da amostra a uma temperatura pré-estabelecida durante um tempo fixado. Em linhas gerais, as operações de secagem, calcinação e filtração são as que definem as diversas frações de sólidos presentes na água (sólidos totais, em suspensão, dissolvidos, fixos e voláteis).

Nota-se que entre os sólidos há uma divisão, a qual BRASIL (200?), define sendo sólidos em suspensão são definidos como partículas passíveis de retenção por processos de filtração, enquanto que os sólidos dissolvidos são partículas com diâmetro inferior a 10-3 μm e que permanecem em solução após a filtragem.

Para a portaria n.º 518 do Ministério da saúde, a água potável deve estar em conformidade com o padrão aceito, que para os sólidos totais não deve ultrapassar a concentração de 1000 mg/L. Já para a resolução do CONAMA nº. 20, o valor não deve ultrapassar 500 mg/L.

Os métodos empregados para a determinação de sólidos são gravimétricos (utilizando-se balança analítica ou de precisão).

O princípio da análise gravimétrica é a utilização da massa de um determinado produto para calcular-se a quantidade da substância desejada presente na amostra original. A idéia básica é pesar a amostra, precipitar o analito mediante reações, filtrar o precipitado e aquecer o mesmo de modo que se tenha a substância foco separada das demais e seca. Sabendo-se o peso inicial da amostra e o peso do analito na mesma, pode-se determinar o percentual de analito na amostra.

A gravimetria é um método clássico de determinação quantitativa, sendo o principal método analítico dos séculos XVIII e XIX. Apesar de se preferir não utilizá-lo atualmente (devido ao enorme trabalho e dispêndio de tempo que causa), ainda é muito utilizado, inclusive para a produção de padrões de referência, devido à sua precisão elevada.

O objetivo desta prática era determinar o teor de sólidos sedimentáveis em uma amostra de água do Rio Barigüi, através do método do Cone Imhoff, que consiste na sedimentação das partículas em suspensão pela ação da gravidade, a partir de 1 litro de amostra em repouso durante 1 hora.

  1. MATERIAIS E MÉTODOS

    1. Materiais

Segue quadro contendo todos os materiais utilizados no experimento:

Quadro 1 - Materiais utilizados no experimento

Materiais

1 cápsula de porcelana

1 dessecador

1 cadinho de Gooch

1 mufla(550ºC)

1 béquer de 100mL

1 estufa(103-105 ºC)

1 proveta de 100mL

1 banho Maria

1 kitassato de 500mL

1 balança analítica

1 bomba de vácuo

Pinça metálica

Papel de filtro de fibra de vidro

    1. Metodologia

Antes de o procedimento experimental ser realizado a cápsula de porcelana e o cadinho de Gooch foram tarados, ou seja, foram deixados por 1 hora em uma mufla a (550±50)ºC.

      1. Resíduos sólidos

Segue fluxograma do procedimento para melhor entendimento do processo:

Imagem 1 - Fluxograma do procedimento de resíduos sólidos

50mL da Amostra

Dessecador

Mufla 550°C por 30min

Dessecador

Estufa 100°C por 45min minutos

Banho Maria a 105°C até secar

Cápsula Tarada

Pesagem 2

Pesagem 1

Nos momentos das pesagens foram encontrados os resíduos sólidos totais (pesagem 1) e os resíduos sólidos fixos (pesagem 2). Para encontrar os resíduos sólidos voláteis aplica-se a seguinte fórmula:

      1. Sólidos Suspensos

Segue fluxograma que explica de forma clara o procedimento de sólidos suspensos:

Imagem 2 - Fluxograma do procedimento de sólidos suspensos

50mL da Amostra

Pesagem 2

Dessecador

Mufla 550°C por 30min

Pesagem 1

Dessecador

Estufa 100°C por 45min

Cadinho com filtro de fibra de vidro

Após a pesagem 1 encontram-se os sólidos suspensos da amostra. Após a passagem pela mufla e a pesagem 2 pode-se ter em mãos a massa dos sólidos suspensos fixos. Desta maneira, utilizando a fórmula a seguir podem-se encontrar os sólidos suspensos voláteis.

      1. Sólidos Dissolvidos

Este procedimento não foi realizado pelo fato de ser demorado e pelas amostras da primeira tentativa de realização do experimento terem sido descartadas pelos estagiários.

  1. RESULTADOS E DISCUSSÕES

Após seguir-se a metodologia descrita e realizar-se os cálculos presentes no Anexo I, obteve-se os seguintes valores compilados no quadro abaixo:

Quadro 2 - Resultados obtidos na análise de sólidos da amostra analisada.

Parâmetro

Concentração ( )

Sólidos totais (ST)

1807

Sólidos fixos (SF)

621

Sólidos voláteis (SV)

1186

Sólidos suspensos totais (SST)

9

Sólidos suspensos fixos (SSF)

1

Sólidos suspensos voláteis (SSV)

8

Sólidos dissolvidos totais (SDT)

1798

Sólidos dissolvidos fixos (SDF)

620

Sólidos dissolvidos voláteis (SDV)

1178

Analisando o quadro 1, pode-se inferir que a água analisada não está conforme segundo os padrões de potabilidade para sólidos dissolvidos totais da portaria nº 518/2004 do Ministério da Saúde, citada anteriormente. A amostra, entretanto, se levada à fervura, terá seus níveis de concentração reduzidos para abaixo dos limites de aceitação da referida portaria, ou seja, própria para consumo neste parâmetro.

Entretanto, a mesma amostra d'água estaria não - conforme para os parâmetros da resolução nº 20/1986 do CONAMA, mesmo após fervura. Uma alternativa para adequar a amostra de água aos parâmetros da resolução seria o tratamento da mesma através do processo de floculação.

Nota-se que a análise produziu resultados coerentes entre si, uma vez que sendo os sólidos voláteis (SV) uma porção majoritária dos sólidos totais (ST), os sólidos suspensos voláteis (SSV) e os sólidos dissolvidos voláteis (SDV) também se mantiveram como porções majoritárias dos sólidos suspensos totais (SST) e dos sólidos dissolvidos totais (SDT), respectivamente.

  1. CONCLUSÕES

Tendo-se em vista a importância socioeconômica dos recursos hídricos e suas propriedades de matriz insubstituível até o momento, nota-se a importância do controle de parâmetros tais quais potabilidade, balneabilidade, entre outros.

Apesar da concentração de sólidos dissolvidos totais ser um parâmetro de ordem organoléptica, o mesmo, com acompanhamento contínuo, pode ser um indicador de questões ambientais que são além da análise de águas fluviais, por exemplo a lixiviação em determinada área, próxima de um rio.

Mantendo-se o foco ainda no intuito do aprendizado através da prática laboratorial, notou-se que os métodos gravimétricos, não obstante apresentarem mais de dois séculos de invenção, ainda demonstram-se eficientes para a obtenção de resultados nas análises abordadas.

Como a concentração de sólidos totais encontrada na amostra é superior a 1000 mg/L, esta não é considerada potável, tanto para a portaria nº. 518 do Ministério da Saúde como para a resolução nº. 20 do CONAMA.

  1. REFERÊNCIAS

AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA. Portaria nº. 36/1990. Disponível em: <http://www.anvisa.gov.br/legis/portarias/36_90.pdf> Acesso em: 14 de outubro de 2010

BORSOI, Zilda Maria Ferrão; TORRES, Solange Domingo Alencar. A política de recursos hídricos no Brasil. Artigo cientifico (Versão preliminar). Revista do BNDES, Ano ?

BRASIL. A água nossa de cada dia. Brasília: MMA, [200-]. n.p

CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. Resolução nº. 20/1986. Disponível em: <http://www.mma.gov.br/port/conama/res/res86/res2086.html> Acesso em: 14 de outubro de 2010.

HARRIS. Daniel E. Análise Química Quantitativa, Rio de Janeiro, LTC Editora, 6ª ed., 2005.

MINISTÉRIO DA SAÚDE. Portaria nº. 518/2004. Disponível em: <http://www.agro-lab.com.br/portaria%20518_04.pdf>. Acesso em: 14 de outubro de 2010.

SVINTSOV, A. P.Water resources as a base for the supply of drinking water.Hydrotechnical Construction,Northwestern. Vol. 35, n. 4, p. 201-205, abr. 2001.

VIEIRA, J. M. P. Sistemas de suporte à decisão para a gestão da água em bacias hidrográficas. Disponível em: <http://repositorium.sdum.uminho.pt/dspace/bit-stream/1822/7217/1/F25sistemas%20de%20suporte%20%C3%A0%20decis%C3%-A3o.pdf>. Acesso em: 13 de outubro de 2010.

  1. ANEXO I

Na prática realizada obtiveram-se os seguintes valores:

Quadro 3 - Dados brutos obtidos na análise de resíduos sólidos totais, fixos e voláteis.

Massa da cápsula (g)

Vazia

126,8199

Após a estufa

127,0006

Após a mufla

126,8820

Quadro 4 - Dados brutos obtidos na análise de sólidos suspensos totais, fixos e voláteis.

Massa do cadinho (g)

Vazio com papel

17,5867

Após a estufa

17,5876

Após a mufla

17,5868

Baseando-se nos dados brutos, calculou-se os resultados conforme mostra-se a seguir:

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