PARÃMETROS PARA QUALIDADE DAS AGUAS Monitoramento da Qualidade das Águas - São determinados 33 parâmetros físicos, químicos e microbiológicos de qualidade da água em análise em laboratório. Desses 33 parâmetros, nove compõe o Índice da qualidade das águas (IQA). São eles: . Oxigênio dissolvido (OD) . Demanda bioquímica de oxigênio (DQO) . Coliformes fecais . Temperatura da água . pH da água . Nitrogênio total . Fósforo total . Sólidos totais . Turbidez Dinâmica da Poluição num curso d'água, rio ou num lago Na massa d'água corrente de um rio ou lago,existem um sem número de organismos vivos do reino vegetal e animal e em todos os graus de entrosamento. É um ecossistema. A natureza é um conjunto de ecossistemas que tem de viver harmoniosamente. Fazem parte de um desses ecossistemas na natureza as bactérias ,cianobactérias e fungos que existem por todos os lados. Sem esses 3 (três) microorganismos não haveria vida no nosso planeta. bactéria - microorganismo unicelular, que se reproduz com grande velocidade por cissiparidade (divisão celular ou fissão binária). Sob condições ótimas de crescimento, ou seja, condições físicas, químicas e nutricionais adequadamente balanceadas, muitas espécies bacterianas apresentam um tempo de geração médio de 20 minutos, ou seja, a cada 20 minutos uma nova geração de indivíduos é produzida. Neste caso, em uma cultura real, cada célula da população se divide em algum momento dentro do tempo de geração de 20 minutos, ou seja, 1/20 das células da população se divide a cada minuto. Isto reflete uma situação natural denominada crescimento não-sincrônico. Uma população bacteriana é um sistema dinâmico, com células se dividindo e morrendo todo o tempo. As bactérias se alimentam de matéria orgânica, isto é, seu alimento se baseia em substâncias que contêm carbono e hidrogênio. Existem três tipos de bactérias: 1. Bactérias Aeróbias - Necessitam de oxigênio dissolvido na água para viverem e por isso, eles são chamados de animais aeróbios A digestão completa dessa matéria orgânica se faz no organismo da bactéria, através de uma reação bioquímica que necessita de um elemento fundamental para ser realizada: o oxigênio. Quando é fornecido como alimento a uma bactéria aeróbia uma quantidade de matéria orgânica, ela precisará de uma determinada quantidade de oxigênio para que seu organismo transforme a matéria orgânica em outra substância (no caso, mineralize a matéria orgânica). Ocorrendo a digestão aeróbia - decomposição biológica da matéria orgânica,no qual esta é decomposta através do metabolismo de organismos aeróbios 2. Bactérias Anaeróbias - Não necessitam do oxigênio dissolvido para viverem e por isso, eles são chamados de animais anaeróbios Cresce e desempenha suas funções na ausência de oxigênio livre, usando o oxigênio ligado a outros compostos, Ocorrendo a digestão anaeróbia – decomposição biológica da matéria orgânica no qual esta é parcialmente estabilizada pelo metabolismo de microrganismos anaeróbios e deve ser feita em fossas sépticas. A matéria orgânica é degradada a gases e outros compostos. O Processo compreende os seguintes estágios: a hidrólise da matéria orgânica complexa, a acidogênese, a acetogênese , a metanogênese e a metanogênese sulforosa. Na digestão anaeróbica ocorrendo naturalmente no ambiente surgem os compostos de enxofre reduzido como resultado de degradação microbiológica de sulfatos, sob condições anaeróbias, e como resultado da decomposição bacteriológica de proteínas. Assim, a combinação de um ambiente anaeróbico com matéria orgânica contendo sulfato, como ocorre em corpos de água estagnada, resultará na produção de compostos de enxofre reduzido(1). Tais compostos, em especial, o sulfeto de hidrogênio (H2S), podem ser utilizados como indicador deste tipo de poluição. A soma das concentrações destes compostos é denominada enxofre total reduzido (ETR), dentre os quais os mais comuns e abundantes são: sulfeto de hidrogênio (H2S) metilmercaptana (CH3SH) 2 dimetil sulfeto ((CH3)2S) e dimetil dissulfeto (CH3SSCH3)(1). Dentre estes, o H2S é o mais encontrado na atmosfera e, dependendo da temperatura e do pH, a relação mercaptana: H2S em plantas de tratamento de esgoto fica, usualmente, entre 1:50 e 1:100 (1). Do ponto de vista toxicológico, indivíduos expostos a ETR relatam sintomas similares àqueles relatados por exposição a H2S. Tais sintomas incluem: irritação de olhos, nariz e sistema respiratório, e dor de cabeça(1). De maneira geral, os ETR apresentam baixo limite de percepção de odor (cheiro). Neste material em decomposição existem os microorganismos patogênicos que vivem em conjunto com essas bactérias e se espalham no ar via liberação dos gases acima citados e com a ação dos ventos. Estas bactérias ao ar livrem produzem, liberam gases derivados de carbono e do enxofre como o metano, as mercaptanas e os gases sulfurosos, venenos para a fauna aeróbia e microorganismos patogênicos nocivos para saúde do ser humano. Exemplo Rio Pinheiros na cidade de São Paulo com as suas água preto azuladas. As Bactérias Anaeróbias são suscetíveis à ação da oxigenação da água onde ai começa a ocorrer a sua mortandade e não proliferação das mesmas. 3. Anaeróbicas estritas Bactérias anaeróbicas estritas não crescem na presença de oxigênio que lhes é tóxico. A maioria das espécies anaeróbicas estritas é encontrada no solo ou em micro-ambientes em organismos animais que tenham se tornado anaeróbicos, como ferimentos profundos ou a junção das gengivas com os dentes. São exemplos de organismos anaeróbicos estritos as bactérias do solo Clostridium tetani (causadora do tétano), Clostridium botulinum (causadora do botulismo) e as bactérias associadas com doenças periodontais, como Porphiromonas gengivallis e Prevotella intermedia. A grande maioria das bactérias associadas aos intestinos de animais são anaeróbicas estritas. Na presença de oxigênio, o radical superóxido (O2-) e peróxido de hidrogênio (H2O2) são formados como subprodutos das atividades das enzimas oxidativas que participam da síntese de ATP. 3 Nas bactérias aeróbicas estritas e na maioria das anaeróbicas facultativas, o radical superóxido é convertido em oxigênio molecular (O2) e em peróxido de hidrogênio (H2O2) pela enzima superóxido dismutase. O peróxido de hidrogênio é convertido em oxigênio molecular e água pela enzima catalase (algumas espécies de bactérias anaeróbias facultativas e de aerotolerantes não possuem a catalase). As bactérias anaeróbicas estritas não sintetizam nem a catalase nem a superóxido dismutase e são mortas pelos efeitos tóxicos do superóxido e do peróxido de hidrogênio. Para o crescimento de bactérias anaeróbicas estritas em laboratório são requeridos procedimentos especiais de cultivo, tais como a exclusão total do oxigênio do meio e do ambiente de crescimento através do uso de agentes redutores que reajam com o oxigênio gasoso. Considerações Um rio ou um lago é sempre rico em matéria orgânica (alimento) e bactérias. Num rio ou lago coexistem bactérias aeróbias e anaeróbias e matéria orgânica de todas as naturezas. Um esgoto a céu aberto que deságua em um rio ou lago é uma fonte enorme de matéria orgânica a serem digeridas pelos microsorganismos (bactérias aeróbias e anaeróbias) que vão ter de consumirem oxigênio (bactérias aeróbias). Havendo muitos alimentos, as bactérias inicialmente as aeróbias se multiplicarão em demasia e disputarão entre si todo o oxigênio disponível; dessa forma, o oxigênio tende a acabar e as bactérias a morrerem, transformando-se em mais alimento disponível (afinal elas são matérias orgânicas também) e ai vai predominar as bactérias anaeróbias. Acabado o oxigênio, as águas pretas – azuladas do rio ou do lago serão incapazes de sustentar a vida aeróbia (isto é, a vida de todos os organismos que habitam as águas e necessitam oxigênio para viver). A cor acinzentada da água poluída significa que quase nada de oxigênio. A cor verde das águas num lago significa, que ela tem vida aeróbia como algas e plantas aquáticas no qual ajudam a oxigenar e ai ocorrendo à fotossíntese naquele ecossistema. Basicamente, o oxigênio estará presente na massa líquida por dois processos: a diluição em contato com o ar atmosférico e a fotossíntese devida aos vegetais. E aí, podemos chegar à primeira grande conclusão: se não houver diluição de contato e fotossíntese somadas em quantidade suficiente, fornecendo oxigênio para atender a fauna, ela perecerá gradativamente, até a posição de equilíbrio com a demanda,havendo somente a quantidade equivalente de bactérias aeróbias que consigam sobreviver com o pouco oxigênio daquele corpo dàgua,sendo isto um 4 limitador de seu crescimento e desse modo predominando as bactérias anaeróbias. PARAMETROS QUIMICOS : Oxigênio Dissolvido (OD) Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e DQO DBO é a abreviatura de Demanda Bioquímica de Oxigênio. Quanto mais alta a DBO, mais poluído o rio Quando se fala em esgotos domésticos, o termo DBO é usado para se determinar o quanto ele esta poluída. A palavra demanda quer dizer, entre outros significados, quantidade consumida ou a consumir de oxigênio; a palavra bioquímica significa, aí; um misto de reações de origem biológica e química. Dessa forma, podemos resumir que DBO é um consumo de oxigênio, através de reações biológicas e químicas. Diz-se, assim, que a DBO desse esgoto é alta ou, que quer dizer, as águas do esgoto irão exigir um alto consumo de oxigênio do rio, exatamente por serem ricas em matéria orgânica. Devera ter sempre que possível ,haver um limite de matéria orgânica que pode ser lançada a um rio ou a um lago, para que o oxigênio existente não desapareça e com isso o rio ou lago “morra". O tratamento de esgotos nada mais é que uma forma de reduzir essa DBO, antes que o esgoto atinja o rio (ou o lago), para preservar seu oxigênio e também, em alguns casos, eliminar matérias orgânicas vivas transmissoras de doenças para o homem. Alguns exemplos de DBO: as águas servidas de uma refinaria de açúcar chegam a ter DBO de 6.000 miligramas por litro, o que significa que a cada litro dessas águas despejado num rio farão com que 6.000 mg ou seja, 6g do oxigênio dissolvido na água do rio desapareçam.Um litro de sangue bovino alcança 200.000 mg. Nos esgotos não tratados (esgotos domésticos), cada pessoa é responsável (em média) pelo desaparecimento de 54 gramas diárias de oxigênio existentes nas águas do rio (ou lago) onde esse esgoto é despejado. Dessa forma, sendo a água doce um bem raro, qualquer tratamento prévio para reduzir a DBO (fossa séptica, filtro biológico etc.) será de grande importância na preservação dos corpos d'água, dos quais dependemos para viver. a DBO, por si mesma, não é nociva à saúde do homem. Muitas bebidas, como a cerveja, refrigerantes e vinhos possuem DBO altíssimas. Porém é nociva aos peixes e outros seres aeróbicos que habitam o meio aquático 5 devido aos mecanismos de respiração dos microrganismos aquáticos acima mencionados. Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) -a DBO5 é calculada pela diferença entre a quantidade de O 2 dissolvida determinada no momento da coleta e após 5 dias de incubação com os microorganismos; -a DBO5 média para água superficial, não poluída é de ~0,7 mg O2 L-1, consideravelmente menor que a concentração de saturação de oxigênio em água (~8,3 mg O2 L-1), ao contrário dos valores para efluentes que podem chegar a várias centenas de mg O2 L-1; -DBO expressa a quantidade de O2 utilizada por microorganismos aeróbios para oxidar biologicamente a MO. DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO (DQO) DEFINIÇÃO: A demanda química de oxigênio é quantidade de oxigênio consumido na oxidação química da matéria orgânica existente na água, medida em teste específico. Não apresenta necessariamente correlação com a DBO. É expressa em miligramas de oxigênio por litro de água. -um alto valor de DQO indica grande [MO] e baixa [O2], sendo esse aumento de DQO resultado de despejos industriais Usada geralmente como indicador do grau de poluição de um corpo de água, ou de uma água residuária. O mesmo que DQO. (NBR 9896/1993). Medida da quantidade de oxidante químico energético necessário para oxidar a matéria orgânica de uma amostra expressa em unidades equivalentes a mg de O2 por litro. (NBR 9896/1993). Os materiais redutores, tanto orgânicos como inorgânicos presentes em águas são oriundos de fontes naturais e de efluentes de indústrias como as de polpa e papel e metalúrgicas, etc. O uso de água para irrigação com altos valores de DQO prejudica o crescimento de plantas, especialmente em solos pobres. A DQO pode reduzir os níveis de oxigênio, afetando assim a sobrevivência dos organismos aquáticos. Nas Estações de Tratamento de água (ETA´s) a água bruta passa por diversos processos. Os principais são Desinfecção, Coagulação, Floculação, Decantação, Filtração, Correção do pH e Fluoretação; 6