Este documento discute os principais tópicos relacionados à hidrosfera e poluição da água. Apresenta informações sobre a escassez de água devido ao aumento populacional, discussões sobre aquíferos e sua temperatura, consumo e gestão da água. Também aborda as principais fontes de poluição como nutrientes, resíduos, sólidos em suspensão e dissolvidos, e poluição térmica.

1. Aula 3 – Hidrosfera
Prof. Julio C. J. Silva
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Instituto de Ciências Exatas
Depto. de Química
Juiz de Fora, 2o semestre, 2019
QUI 163 – Química do Meio Ambiente

2. Escassez da Água
• Aumento da população
• Redução do lençol freático
• Fontes de água (superficial e subterrânea)
• Irrigação (70%)
• Industria (20%)
• População (10%)

3. Aquífero Freático ou Intergranular
(24 a 27° C)
Aquífero Araxá
(27 a 45° C)
Aquífero Paranoá
(46 a 58° C)
Caldas Novas (GO)

4. Retirada vs Recarga

6. Consumo da Água

7. Gestão e Conservação
• Transferência de água (reservatórios)
– Perdas de áreas férteis
– Perda de biodiversidade
– Perda de nutrientes nos rios
• Conservação da água
– Banheiros mais eficientes
– Gotejamento vs aspersão
– Reciclagem
• Dessalinização

8. Gestão e Conservação

10. Poluição da água
 Tão ou mais importante que a questão envolvendo a quantidade de água
disponível, apresenta-se também a questão da qualidade da água disponível.
POLUIÇÃO: Qualquer substância que possa tornar o ambiente impróprio,
nocivo ou ofensivo à saúde, inconveniente ao bem estar público, danoso aos
materiais, à fauna, à flora ou prejudicial à segurança, ao uso e gozo da
propriedade e às atividades normais da comunidade.
Não se restringe somente à ocorrência de doenças no homem
Qualquer alteração de um ambiente (ar, água, solo) que resulte em prejuízos aos
organismos vivos ou prejudique um uso previamente definido para ele
POLUENTE: Qualquer substância causadora de poluição

11. Poluentes
• Agentes causadores de doenças
• Resíduos que consomem oxigênio
• Nutrientes de plantas
• Sólidos em suspensão
• Sólidos dissolvidos
• Poluição térmica
• Materiais tóxicos
• Substâncias radioativas
• Óleos
• Ácidos

12. Fontes de Poluição da Água
A poluição das águas é principalmente fruto de um conjunto de atividades
humanas.
Poluentes alcançam águas superficiais e subterrâneas de formas bastante
diversas.
Este aporte é classificado como pontual ou difuso para efeito de
legislação
Fontes pontuais: descarga de efluentes a partir de indústrias e estações
de tratamento de esgoto, derramamentos acidentais, atividades de
mineração, enchentes, etc.
Estas fontes são de identificação bastante fácil, e, portanto, podem ser
facilmente monitoradas e regulamentadas.
É possível se responsabilizar o agente poluidor

13. Fontes de Poluição da Água
Fontes difusas: escoamento superficial urbano, escoamento
superficial das áreas agrícolas, trabalhos de construção, etc.
Elas se espalham por inúmeros locais e são particularmente difíceis
de serem determinadas, em função das características
intermitentes de suas descargas e também da abrangência sobre
extensas áreas
Existem duas estratégias adotadas no controle da poluição:
(1) redução na fonte
(2) tratamento dos resíduos de forma a remover os contaminantes
ou ainda convertê-los a uma forma menos nociva

14. Fontes de poluição

15. Fontes de poluição

16. Fontes de poluição

17. Agentes Causadores de Doenças
Primeiras evidências da relação entre doenças e o consumo de água poluída
Metade do século passado em Londres: Epidemia de Cólera
Sabe-se hoje que a água é um dos principais vetores de transmissão de
doenças.
 Cólera e tifo mataram milhões de pessoas no passado e ainda o fazem ao
redor do globo, especialmente nos países subdesenvolvidos.
Os poluentes aquáticos mais sérios são os microorganismos patogênicos
(causadores de doenças e mortes)
Frequentemente presentes nos excrementos dos seres humanos e de
animais, podendo ser bactérias, vírus e parasitas, etc.
Através das águas residuárias, os microorganismos aportam em corpos
aquáticos receptores e podem assim contaminar novos indivíduos

18.  Medidas de saúde pública para minimizar os efeitos de doenças
especialmente nos países desenvolvidos e em desenvolvimento:
1- Tratamento e desinfecção da água destinada ao abastecimento público;
2 – Coleta e tratamento do esgoto.
Muitas pessoas atribuem o aumento da expectativa de vida da população
mundial à medicina moderna
Esta melhora é muito mais fruto da prevenção de doenças, que se tornou
possível através das medidas mencionadas anteriormente
Apesar disto, cerca de 1,4 bilhão de pessoas em todo o mundo ainda não
têm acesso à água potável tratada
2,9 bilhões de pessoas vivem em áreas sem que haja coleta ou tratamento
de esgoto
Agentes Causadores de Doenças

19. Resíduos vs Oxigênio
Animais e plantas em ambientes aquáticos
Química Redox em Águas Naturais
Oxigênio dissolvido
O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O (Eo = 1,229 eV)
O2(g) = O2(aq)
KH (Lei de Henry) = 1,28 x 10-3 mol L-1 atm-1
pH2O = 0,0313 atm
[O2(g)] = 20,95%  [O2(aq)] = 8,31 ppm
Peixes: [O2(aq)]  5,0 ppm

21. Resíduos vs Oxigênio

22. Resíduos vs Oxigênio
Estes corpos aquáticos sofrem um processo de enriquecimento de
nutrientes, principalmente fósforo e nitrogênio
Descarga de esgoto não tratado e de resíduos agrícolas e industriais têm
contribuído para acelerar este processo
Lagoas da Pampulha, em Belo Horizonte, assim como o Lago Paranoá, em
Brasília, são exemplos de corpos aquáticos eutrofizados
O aporte excessivo de nutrientes tais como fósforo e nitrogênio provoca
o crescimento descontrolado de algas
Geração de biomassa maior que aquela que o sistema poderia naturalmente
controlar
Outra forma de poluição de águas superficiais, especialmente lagos e
reservatórios, é a eutrofização artificial

23. Nutrientes e Plantas

24. Nutrientes e Plantas

25.  Crescimento excessivo na população e sua posterior
degradação no corpo aquático gera uma demanda de oxigênio
grande
Provoca a morte de animais aquáticos (peixes) e também a
proliferação de organismos anaeróbios
Em seu estágio final, estes lagos e reservatórios produzem
compostos mal-cheirosos e altamente tóxicos para a biota
CH2O(aq) + O2(aq)  CO2(g) + H2O(l)
2CH2O(aq) CH4(g) + CO2(g)
Bactérias
Resíduos vs Oxigênio

26. Resíduos vs Oxigênio

27. Resíduos vs Oxigênio
Demanda bioquímica de oxigênio (DBO)
Fornece a fração dos compostos biodegradáveis presentes
no efluente
Avaliação o potencial poluidor de efluentes domésticos e
industriais
Quantidade de O2 necessário para oxidar a MO degradada pela
ação de bactérias em condições aeróbicas
DBO para água não poluídas (classe 1) = 3 ppm de O2
[O2(aq)] = 8,31 ppm

28. Resíduos vs Oxigênio
 Demanda química de oxigênio (DQO)
Fornece a fração dos compostos biodegradáveis ou não
presentes no efluente
Utiliza métodos de oxidação com um composto fortemente
oxidante (dicromato de potássio)
DQO  DBO
Autodepuração (sistemas lóticos e lênticos)

30. Fertilizantes Sintéticos
• Uso crescente
• Usados sem MO
– Solo fica compacto
– Retenção de nutrientes e água
– Fixação de nitrogênio
– Erosão
– Micronutrientes

31. Sólidos em Suspensão e Sedimentos
• Intemperismo
• Argilas ( 4 m)
• Fontes
– Terraplanagem
– Corte raso de madeira
– Mineração
– Sobrepastoreio
– Aração
• Efeitos
– Turvação da água
– Afeta a biodiversidade (Estuários e baías)
– Assoreamento
– Fixação de espécies tóxicas

32. Sólidos em Suspensão e Sedimentos

33. Sólidos Dissolvidos
• Sais dissolvidos
• Poluentes
• Irrigação
• Evaporação
•  [sais]
• Runoff
• Águas superficiais e subterrâneas

34. Poluição Térmica

35. Referências
• 1 - Baird, C. Química Ambiental; Tradução Maria Angeles Lobo Recio e
Liz Carlos M. Carrera, 2 ed, Porto Alegre, Bookman, 2002.
• 2 - Rocha, J. C; Rosa, A. H. e Cardoso, A. A, Introdução à Química
Ambiental, Porto Alegre Bookman, 2004.
• 3 - Sâmia, M. T., Gobbi, N., Fowler, H., G. Análise Ambiental: Uma visão
multidisciplinar, 2ª edição, São Paulo, Editora da UNESP, 1995
• 4 - Branco, S. M. O meio Ambiente em Debate, Coleção Polêmica, 22ª
edição, São Paulo, Editora Moderna, 1998
• 5 - http://qnesc.sbq.org.br/online/cadernos/01/introd.pdf. Acessado
em 13/11/2012.
• 6 - GIRARD, J.E., Princípios de Química Ambiental. 2ª Ed., LTC/GEN,
2013.
• 5 - Artigos