1
Água e efluentesCaracterísticas físico-químicas
UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO
Prof. Marcelo Hemkemeier Prof. Paulo Roberto
Koetz
2
Águas. Características físico-químicas

• Parâmetros físicos
• Odor
• Cor
• Temperatura
• Viscosidade

3
Águas. Características físico-químicas

• Parâmetros físico-químicos
• pH
• Sólidos totais fixos e voláteis
• Sólidos suspensos fixos e voláteis
• Sólidos dissolvidos fixos e voláteis
• Sólidos decantáveis

4
Águas. Características físico-químicas

• Parâmetros químicos orgânicos
• DBO
• DQO
• COT (carbono orgânico total)
• Oleos e gorduras

5
Águas. Características físico-químicas

• Parâmetros químicos inorgânicos
• Alcalinidade
• Nitrogênio total
• Nitrogênio amoniacal
• Nitratos NO3 Nitritos NO2 NOx
• Fósforo
• Sulfetos
• Sulfatos
• Metais Fe, Al, Sn, Co, Li
• Metais pesados Cd, Mo, Pb, Hg

6
Águas. Características físico-químicas

• Temperatura
• Termômetros químicos ou eletrônicos.
• Cor
• Não é determinada quantitativamente no Brasil.
• O efluente não deve ter uma coloração que altere
  o aspecto visual do corpo receptor.
• Odor
• Não é determinado quantitativamente.

7
Águas. Características físico-químicas

• Espuma
• A determinação é visual.
• descarga de detergentes não biodegradáveis.
• Espumas facilmente desfeitas
• presença de proteína solúvel.
• Turbidez
• Matéria em suspensão
• Terra
• Matéria orgânica finamente dividida e
  microorganismos
• Turbidímetro.

8
Águas. Características físico-químicas

• Sólidos totais (ST)
• Uma alíquota da amostra é secada a uma
  temperatura de 103 ºC - 105ºC, até peso constante
• A matéria orgânica ou mineral pode se
  volatilizar, o que é causa de erros.
• Sólidos suspensos totais (SST)
• Uma alíquota da amostra é filtrada em lã de vidro
  ou em membrana de fibra de vidro, de 4,7 mm de
  diâmetro e 0,47 µm de porosidade (Millipore AP
  40)
• O material filtrado e a membrana é secado à 103
  ºC-105º C.
• Sólidos dissolvidos totais (SDT)
• O valor de sólidos totais menos o valor de
  sólidos suspensos totais.

9
Águas. Características físico-químicas

• Sólidos fixos totais (SFT)
• Uma alíquota da amostra é submetida a uma
  calcinação à 550ºC
• O resíduo é pesado até peso constante
• Pode haver perda de peso por volatilização
  parcial ou aumento de peso por formação de
  óxidos.
• Sólidos voláteis totais (SVT)
• O valor de sólidos totais menos o valor de
  sólidos fixos totais
• matéria orgânica constituinte da água

10
Águas. Características físico-químicas

• Sólidos sedimentáveis (decantáveis)
• Determinados pela medida do volume de sólidos que
  sedimentam após uma hora de decantação da amostra

11
Águas. Características físico-químicas

• Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO)
• O mais antigo dos testes de caracterização das
  cargas poluidoras ainda em uso
• Quantidade de oxigênio consumida por uma alíquota
  de amostra de efluente
• diluída com água saturada de oxigênio dissolvido
  (O.D), nutrientes e tampões
• inoculada de microorganismos
• sob condições especiais
• O teste padrão do Standard Methods determina
  uma incubação a 20 ºC por 5 d.

12
Águas. Características físico-químicas

• DBO
• Vantagens
• A melhor aproximação com o fenômeno que ocorre na
  natureza, pois se trata de uma oxidação
  biológica.
• Existe, depois de décadas de emprego deste
  parâmetro, uma grande quantidade de dados
  acumulados, que servem como valores comparativos
  e orientativos.

13
Águas. Características físico-químicas

• DBO
• Desvantagens
• Ele não determina a totalidade da matéria
  oxidável.
• Possibilidade da presença de inibidores.
• Presença de redutores (sulfetos e íons ferrosos).
  
• Erros de diluição ou de escolha do inóculo.
• Testes na 2ª ou 3ª feira terminam no sábado ou
  domingo.
• Frascos de incubação e capacidade de estufa a
  20ºC.

14
Águas. Características físico-químicas

• Demanda Química de Oxigênio (DQO)
• Quantidade de matéria orgânica oxidada pelo
  dicromato de potássio (K2Cr2O7) em meio ácido sob
  refluxo
• O teste é de fácil execução, mas deve ser
  realizado com cuidado.

15
Águas. Características físico-químicas
16
Águas. Características físico-químicas

• Demanda Química de Oxigênio (DQO)
• Compostos orgânicos
• oxidam mais de 95 a 100.
• Compostos orgânicos volatéis
• reagem de acordo com o seu contato com o oxidante
• Compostos alifáticos de cadeia reta
• oxidados mais efetivamente em presença de sulfato
  de prata.

17
Águas. Características físico-químicas

• Demanda Química de Oxigênio (DQO)
• Os cloretos são os principais interferentes
• precipitam a prata e inativam o íon prata.
• Também formam íon crômico reagindo com o
  dicromato.

18
Águas. Características físico-químicas

• DQO
• Redução da interferência dos cloretos
• Complexação dos cloretos com HgSO4.
• 50 mg de HgSO4 para 2,5 mL da amostra
• Cl lt 2 000 mg.L-1
• A relação HgSO4/Cl-1 101
• Se Cl-1 gt 2 000 mg.L-1
• use a técnica específica do SMWW.

19
Águas. Características físico-químicas

• Demanda Química de Oxigênio (DQO)
• Interferências
• Ferro ferroso, sulfetos, manganoso
• são oxidados quantitativamente
• Nitritos consomem 1,1 mg O2/mg N-NO2
• A amônia e seus derivados não dão DQO.
• Os haletos interferem

20
Águas. Características físico-químicas

• Carbono orgânico total (COT)
• Quantidade de CO2 produzida pela oxidação
  catalítica a 900ºC da matéria orgânica
• Não determina substâncias não orgânicas (sulfitos
  ou compostos nitrogenados) que dão demanda de
  oxigênio.
• Vantagens
• O método é fácil e reprodutível
• Ideal quando a amostra contém matéria orgânica
  como componente principal.
• Desvantagens
• O aparelho é caro e exige manutenção
  especializada.

21
Águas. Características físico-químicas

• Nitrogênio
• Nitrogênio amoniacal total e nitrogênio amoniacal
• NT N-NH3
• Ciclo do nitrogênio
• A forma sob a qual se apresenta o nitrogênio numa
  água
• indicação do estágio da poluição

22
Águas. Características físico-químicas

• Nitrogênio
• Proteínas
• bases amoniacais
• Amônia
• Nitritos
• Nitratos
• óxido nitroso.
• methemioglobinemia

23
Águas. Características físico-químicas

• Determinação do NT
• Digestão ácida da amostra
• ácido sulfúrico (H2SO4)
• nitrogênio orgânico em inorgânico.
• A amostra digerida é destilada por arraste de
  vapor
• sob a forma de nitrogênio amoniacal
• deslocamento com hidróxido de sódio.
• A amônia recolhida em solução fraca de ácido
  bórico
• titulação com solução de ácido sulfúrico
• Determina a quantidade de NT

24
Águas. Características físico-químicas

• Determinação do NT

25
Características físico-químicas dos efluentes
Determinação do N-NH3 N-NH3 H2O NH4OH NH4OH
H2SO4 (NH4)2SO4 2 H2O
26
Características físico-químicas dos efluentes
Fósforo Fosfatos, ortofosfatos, polifosfatos
orgânicos ou minerais. Proliferação de algas, que
prejudicam e encarecem os tratamentos de água
potável. Determinação Colorimetria. Método do
metavanadato Método do ácido ascórbico Método do
ácido fenoldissulfônico
27
Características físico-químicas dos efluentes
Sulfatos Turbidimetria Os íons sulfato reagem com
BaCl2. Os sulfatos são laxativos em águas de
abastecimento. Em tratamento de efluentes, eles
se reduzem a sulfetos Sulfetos Iodometria Os
sulfetos são responsáveis pelo mau cheiro em
processos anaeróbios
28
Características físico-químicas dos efluentes
Nitratos e nitritos Nitritos Análises
colorimétrica Nitratos Redução de nitratos com
Cádmio metálico e análise colorimétrica de
nitritos.
29
Características físico-químicas dos efluentes
Óleos e graxas Análise gravimétrica. A
determinação de óleos e graxas é difícil devido à
complexidade das moléculas envolvidas e à
dificuldade de amostragem e de tomada de
alíquotas.
30
Características físico-químicas dos efluentes
Óleos e gorduras
31
Características físico-químicas dos efluentes
Substâncias minerais A presença de substâncias
minerais é importante desde que a água que recebe
os efluentes seja posteriormente usada para o
abastecimento doméstico. Na agroindústria, o
principal componente mineral é o sódio das
salmouras, das salgas e de detergentes. Acidez e
alcalinidade A acidez e a alcalinidade são
devidos à presença de ácidos orgânicos e
minerais, sais de ácidos ou bases fracas e
substâncias alcalinas.
32
Características físico-químicas dos efluentes
Surfactantes São os agentes tensoativos dos
sabões e detergentes sintéticos. Provocam espuma
nos corpos receptores, criando problemas
estéticos, sendo estes diminuídos pela introdução
de detergentes biodegradáveis. Compostos tóxicos
Tem uma importância limitada como parâmetros de
poluição na indústria de alimentos
33
Características físico-químicas dos efluentes
A referência padrão para as análises
físico-químicas de efluentes é o Standard
Methods for the Examination of Water and
Wastewater APHA.
34
Características físico-químicas dos efluentes
SIGNIFICADO SANITÁRIO DE ALGUNS
PARÂMETROS Alcalinidade Efeito tampão e
sabor Alumínio Não tóxico. Sedimentação nas
tubulações. Antimônio Perigoso se gt0,01 mg.L-1.
Só é menos tóxico que o arsênio.
35
Características físico-químicas dos efluentes
SIGNIFICADO SANITÁRIO DE ALGUNS
PARÂMETROS Arsênio Presente normalmente no corpo
humano. Sistêmico. Cumulativo nos peixes -
náuseas, vômito, diarréia, dores abdominais,
coma, morte. Bário Estimulante muscular
(coração). 1mg.L-1. Dose fatal 550 600
mg.L-1. Berilio 11,0 mg.L-1 em águas não duras.
36
Características físico-químicas dos efluentes
SIGNIFICADO SANITÁRIO DE ALGUNS
PARÂMETROS BCP Bifenil policlorados
mg.L-1. Bi Prejudica os dentes. Sem
limites. Boro Borismo - Em grande quantidade
afeta o sistema nervoso central. Não tem limites.
37
Características físico-químicas dos efluentes
SIGNIFICADO SANITÁRIO DE ALGUNS
PARÂMETROS Cadmio Altamente tóxico - Causa mortes
em seres humanos - 0,010 mg.L-1. Provoca mudanças
histológicas em várias partes do corpo. Calcio Só
provoca dureza na água. Chumbo Pb 0,1 mg.L-1.
Cumulativo. Neurológicos mentais. SNC, anemia.
38
Características físico-químicas dos efluentes
SIGNIFICADO SANITÁRIO DE ALGUNS
PARÂMETROS Cianeto - 0,2 mg.L-1. Série
nitrogenada - NH3- NO2- NO3- N2 Selênio -
Discutível. Essencial ao metabolismo dos recém
nascidos. Citado como carcinogênico. CN-1 - Pode
ocorrer até 0,2 mg.L-1 em águas naturais. Age
direto na hemoglobina do sangue. Obs. A
referência padrão para as análises
físico-químicas de efluentes é o Standard
Methods for the Examination of Water and
Wastewater. APHA.
39
Características físico-químicas dos efluentes
SIGNIFICADO SANITÁRIO DE ALGUNS
PARÂMETROS Cianeto 0,2 mg.L-1. Selênio Discutível.
Essencial ao metabolismo dos recém nascidos.
Citado como carcinogênico. CN-1 Pode ocorrer até
0,2 mg.L-1 em águas naturais. Age direto na
hemoglobina do sangue.
40
Identificação

• Prof. Paulo Roberto Koetz
• koetz_at_upf.br
• http//usuarios.upf.br/koetz
• Tel. [phone] Ramal 8747
• Tel. Res. 54 33156981