Angélica de Moraes Pedroso - Tecnólogo em Gestão Ambiental

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO ESTADO DE SÃO PAULO – CAMPUS SÃO ROQUE. Angélica de Moraes Pedroso

ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA MATÉRIA ORGÂNICA NA FORMAÇÃO DE TRIHALOMETANOS EM TRATAMENTO CONVENCIONAL DE CICLO COMPLETO DE ÁGUA BRUTA

SÃO ROQUE - SP 2015

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO ESTADO DE SÃO PAULO – CAMPUS SÃO ROQUE. Angélica de Moraes Pedroso

ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA MATÉRIA ORGÂNICA NA FORMAÇÃO DE TRIHALOMETANOS EM TRATAMENTO CONVENCIONAL DE CICLO COMPLETO DE ÁGUA BRUTA

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao IFSP - São Roque, para obtenção do título de Tecnólogo em Gestão Ambiental, sob orientação do Professor Fabio Patrik Pereira de Freitas.

SÃO ROQUE-SP 2015

P372 PEDROSO, Angélica de Moraes.

Estudo da influência da matéria orgânica na formação de trihalometanos em tratamento convencional de ciclo completo de água bruta./Angélica de Moraes Pedroso – 2015.

30f Orientador: Fabio Patrik Pereira de Freitas TCC (Graduação ) – apresentada ao curso de Tecnólogo em Gestão Ambiental do Instituto Federal de São Paulo- Campus São Roque, 2015.

1. Tratamento de Água 2. Trihalometanos 3. Saúde I. Pedroso, Angélica de Moraes. II. Titulo CDD: 550

NOME: ANGÉLICA DE MORAES PEDROSO TÍTULO: ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA MATÉRIA ORGÂNICA NA FORMAÇÃO DE TRIHALOMETANOS EM TRATAMENTO CONVENCIONAL DE CICLO COMPLETO DE ÁGUA BRUTA

Trabalho de conclusão de curso apresentado ao IFSP - São Roque, para obtenção do título de Tecnólogo em Gestão Ambiental, sob orientação do Professor Fabio Patrik Pereira de Freitas.

Aprovado em ____/____/_____

BANCA EXAMINADORA

_________________________________________________ ORIENTADOR: ........................................................................

__________________________________________________ PROFESSOR: ...........................................................................

__________________________________________________ PROFESSOR: ...........................................................................

RESUMO No Brasil a maioria das estações de tratamento de água são do tipo convencional de ciclo completo, e o composto químico mais utilizado para a desinfecção das águas é o cloro. Porém, a reação da matéria orgânica presente na água bruta com o cloro, forma compostos organoclorados reconhecidamente carcinogênicos, e que podem ser encontrados nas águas tratadas e distribuídas à população, como os trihalometanos (THMs). O presente trabalho teve por objetivo verificar na literatura científica se o tratamento convencional de ciclo completo de água para abastecimento público remove de forma eficiente a matéria orgânica da água bruta, minimizando a formação de organoclorados no processo de desinfecção, e se é feito o monitoramento da presença destes compostos na água tratada pelas empresas de abastecimento de água. A metodologia utilizada foi verificar, através de elaboração de revisão bibliográfica, a formação de THMs em água tratada, seus impactos na saúde humana, as técnicas de controle da formação e o monitoramento dos níveis de THMs em água tratada. A partir das informações obtidas em livros, artigos científicos, teses e dissertações, procedeu-se uma averiguação junto a empresas de saneamento básico sobre detalhes do tratamento e monitoramento químico da qualidade da água tratada, através da aplicação de questionário entregue diretamente aos responsáveis pelas estações de tratamento de água localizadas nas cidades de Alumínio e Sorocaba. Os resultados demonstraram que nas ETAs estudadas o tratamento convencional de ciclo completo mostrou ser eficiente na remoção da cor, parâmetro responsável pela presença de compostos orgânic os precursores de THMs. Na ETA de Sorocaba há formação de THMs, mas em níveis abaixo dos especificados pela portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde.

Aparentemente a ETA de Alumínio não monitora a formação de THMs ou não quis fornecer os resultados das análises. Verificou-se que não se faz o monitoramento do teor de matéria orgânica na água bruta, nem na água após a decantação nas ETAs estudadas. Salienta-se a necessidade de monitoramento dessa variável para efeito de melhor controle da formação de THMs. Não há relatos na literatura científica que relacionem a eficiência do tratamento convencional de ciclo completo de água bruta na remoção da matéria orgânica e a formação de trihalometanos. Sendo assim conclui-se haver uma lacuna na literatura científica, indicando a necessidade de realização de investigações científicas para elucidar a relação entre eficiência da remoção da matéria orgânica da água bruta e formação de trihalometanos.

Palavras chave: tratamento de água; trihalometanos; saúde.

ABSTRACT In Brazil most water treatment plants are of the conventional type of full cycle, and the chemical compound most commonly used for disinfection of water is chlorine.

However, the reaction of the organic matter present in raw water with chlorine form organochlorine compounds known carcinogens, and may be found in the treated water and distributed to the public, such as trihalomethanes (THMs). This study aimed to verify the scientific literature that the conventional treatment of full cycle of water for public supply removes efficiently the organic matter from the raw water, minimizing the organochlorine formation in the disinfection process, and if it is done the monitoring of presence of these compounds in the treated water by water supply companies. The methodology used was to determine, through preparation of literature review, the formation of THMs in tap water, its impacts on human health, the training techniques of control and monitoring of THMs levels in treated water.

From the information obtained in books, research papers, theses and dissertations, proceeded with investigations along the sanitation companies on details of the treatment and chemical monitoring of treated water quality, through delivered a questionnaire directly to those charged by stations water treatment in the cities of Aluminium and Sorocaba. The results showed that in the conventional ETAs studied full treatment cycle is efficient in removing color parameter responsible for the presence of THMs organic precursor compounds. In Sorocaba ETA's formation of THMs, but at levels below those specified by Decree 2914/2011 of the Ministry of Health. Apparently Aluminum ETA does not monitor the formation of THMs or unwilling to provide the results of the analyzes. It was found that does not monitor the content of organic matter in the raw water, or in water after decantation in water treatment plants studied. It emphasizes the need for monitoring of this variable for the purpose of better control of the formation of THMs. There are reports in the scientific literature that relate the efficiency of the complete cycle of conventional treatment of crude water in the removal of organic matter and the formation of trihalomethanes. Therefore concludes there is a gap in the literature, indicating the need to conduct scientific research to elucidate the relationship between removal efficiency of organic matter from the raw water and the formation of trihalomethanes.

Keywords: water treatment; trihalomethanes; health.

LISTA DE ILUSTRAÇOES

FIGURA

1-

Ilustração

esquemática

do

tratamento

convencional

de

ciclo

completo.....................................................................................................................18

FIGURA 2 - Reação da matéria orgânica e cloro livre..............................................20

LISTA DE TABELAS TABELA 1 – Resultado das medidas de THMs durante o período de estiagem e chuvoso em Rondônia................................................................................................22

TABELA 2 - Resultado das análises da água bruta e da água tratada da ETA Sorocaba em outubro de 2015...................................................................................25

TABELA 3 - Resultado das análises dos parâmetros operacionais da ETA Alumínio......................................................................................................................26

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS CNTP – Condições Normais de Temperatura e Pressão EUA – Estados Unidos da América

ETA - Estação de Tratamento de Água

MG - Minas Gerais pH – Potencial Hidrogeniônico

SABESP - Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo SC – Santa Catarina SISNAC – Sistema de Informação sobre Nascidos Vivos

THM – Trihalometano

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO.......................................................................................................11 2. JUSTIFICATIVA.....................................................................................................12 3. OBJETIVOS...........................................................................................................13 4. METODOLOGIA.....................................................................................................14 5. REVISÃO DE LITERATURA..................................................................................15 6. RESULTADOS E DISCUSSÃO..............................................................................24 7. CONSIDERAÇÕES FINAIS...................................................................................28 REFERÊNCIAS......................................................................................................29

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1. INTRODUÇÃO

Um dos grandes problemas ambientais da atualidade é a poluição dos recursos hídricos. No mundo inteiro, muitas pessoas têm sua saúde prejudicada ou morrem em função da péssima qualidade da água que, embora seja uma substância indispensável à vida, também é um importante veículo de transmissão de doenças.

No Brasil a água para consumo humano deve atender as exigências da portaria № 2914/2011 do Ministério da Saúde para que alcance um padrão mínimo de potabilidade, levando a necessidade de a água bruta (água in natura retirada de rio, lago, lençol subterrâneo ou outro manancial) passar por um processo de tratamento antes de chegar até os consumidores.

O tratamento de água para consumo humano é realizado após uma análise detalhada da qualidade da água bruta, para que possam ser utilizadas as tecnologias mais adequadas para torná-la potável. O tratamento mais usual efetuado nas estações de tratamento de água brasileiras é o convencional de ciclo completo (ESTANISLAO, 2009).

Um dos métodos de desinfecção das águas mais utilizados por ser efetivo e barato, é a cloração. Porém, a reação da matéria orgânica presente na água bruta com o cloro, forma compostos organoclorados reconhecidamente carcinogênicos, e que podem ser encontrados nas águas tratadas e distribuídas à população, como os trihalometanos (THMs). Os THMs são substâncias orgânicas halogenadas formadas por um átomo de carbono e três halogênios, do tipo CHX3, onde X pode ser um átomo de cloro, bromo ou iodo, ou uma combinação desses (AGRIZZI, 2011; LEÃO, 2008).

A portaria vigente (2914/2011) do Ministério da Saúde determina o valor máximo permitido de 100 μg.L-1 para os trihalometanos na água para consumo humano, e as exigências de organismos internacionais, que sugerem uma tendência à redução dos limites relativos à concentração destes subprodutos na atual portaria, estão cada vez maiores. Estas exigências não procedem de um contexto surreal, mas plenamente científico, que aponta a importância do controle e redução dessas espécies na água que abastecem as populações mundiais (NOGUEIRA, 2011).

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2. JUSTIFICATIVA

A grande maioria da água de abastecimento distribuída à população brasileira tem sua origem em captações superficiais, e quase todas as estações de tratamento de água são do tipo convencional de ciclo completo, sendo o cloro o composto químico mais empregado na etapa da desinfecção.

As pesquisas analisadas durante a revisão bibliográfica, referentes à avaliação do risco de exposição aos trihalometanos, demonstraram que há um aumento da incidência de casos de câncer de bexiga e retal relacionados à ingestão de águas de abastecimento contendo THMs. A importância deste trabalho reside em alertar sobre um problema desconhecido por grande parte dos consumidores da água, que só conhecem os benefícios advindos da cloração das águas que são bastante divulgados. E o propósito deste trabalho é contribuir com o estudo sobre trihalometanos, que não são muitos no Brasil, e despertar interesse nas pessoas sobre este problema, para que elas possam se conscientizar e exigir uma água de abastecimento público de melhor qualidade, caso a fornecida pelas empresas de abastecimento não esteja adequada.

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3. OBJETIVOS

Objetivo geral: O objetivo geral consistiu em verificar na literatura científica se o tratamento convencional de ciclo completo de água para abastecimento público remove de forma eficiente a matéria orgânica da água bruta, minimizando a formação de organoclorados no processo de desinfecção, e se é feito o monitoramento da presença destes compostos na água tratada pelas empresas de abastecimento de água.

Os objetivos específicos deste trabalho foram: - Compreender as etapas de uma ETA convencional de ciclo completo; - Investigar na literatura como são formados os organoclorados no tratamento convencional de ciclo completo, e quais os fatores que influenciam na sua formação; - Abordar as consequências do consumo de organoclorados na saúde dos consumidores de água; - Verificar se as empresas de saneamento monitoram o teor de matéria orgânica na água bruta e na água após a decantação, e se esse parâmetro é levado em consideração na operação da ETA.

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4. METODOLOGIA

A metodologia utilizada neste trabalho foi verificar, através de elaboração de revisão bibliográfica, a formação de trihalometanos em água tratada, seus impactos na saúde humana, as técnicas de controle da formação e o monitoramento dos níveis de trihalometanos em água tratada. A partir das informações obtidas em livros, artigos científicos, teses e dissertações, procedeu-se uma averiguação junto a empresas de saneamento básico sobre detalhes do tratamento e monitoramento químico da qualidade da água tratada, através da aplicação de questionário entregue diretamente aos responsáveis pelas estações de tratamento de água localizadas nas cidades de Alumínio e Sorocaba. Os nomes das empresas de saneamento básico não foram divulgados com vistas a preservar a identidade das mesmas.

Para a apresentação dos dados quantitativos obtidos, foram construídas tabelas. E por fim foram feitas as interpretações e análises dos dados, conjuntamente a uma análise crítica a partir das informações obtidas na literatura científica.

.

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5. REVISÃO DE LITERATURA

A água não é encontrada pura na natureza. Ao cair na forma de chuva, já incorpora impurezas da atmosfera e, no escoamento, carreia substâncias que alteram ainda mais a sua qualidade. Algumas dessas substâncias são dissolvidas na água, e outras ficam em suspensão. Os principais poluentes dos recursos hídricos são os efluentes domésticos e industriais, lançados sem tratamento adequado, os poluentes da atmosfera ou do solo captados pelas chuvas, o lixo urbano jogado nas vias públicas, os pesticidas e fertilizantes utilizados na agricultura, os detergentes utilizados para remoção de gorduras e os materiais provenientes de erosão causada por desmatamento. Esses poluentes são responsáveis pela eutrofização das águas e também pela contaminação por microrganismos patogênicos (PHILIPPI JR & MARTINS, 2005).

No Brasil, visando a atender ao padrão microbiológico de potabilidade, estabelecido pela Portaria № 2914/2011 do Ministério da Saúde, as águas tratadas têm que ser submetidas a um processo de desinfecção. A desinfecção é uma operação necessária para eliminar os microrganismos não removidos ou inativados nas operações de coagulação, floculação, decantação e filtração. A desinfecção está relacionada à inativação dos microrganismos causadores de enfermidades, controlando a disseminação de doenças de veiculação hídrica, e o desinfetante mais utilizado é o cloro (REALI; et al. , 2013; PETRY, 2005; FRANCISCO, 2008).

A utilização do cloro como desinfetante remonta ao início do século XX. É uma tecnologia mundialmente conhecida que emprega cloro gasoso, hipoclorito de sódio (líquido) ou hipoclorito de cálcio (sólido). O hipoclorito é um desinfetante eficiente e de baixo custo operacional. Entretanto, em 1974, a segurança quanto ao uso do cloro foi questionada quando se observou a formação de trihalometanos (THMs) em águas de abastecimento cloradas. Os trihalometanos são produtos da reação do cloro com compostos orgânicos presentes na água bruta, e o consumo de água contendo THMs vem sendo associado ao aparecimento de câncer e diversos problemas de saúde nos seres humanos (REALI; et al., 2013; AGRIZZI, 2011).

Uma análise de todos os recentes estudos epidemiológicos relacionados à cloração da água foi apresentada com relação às taxas de câncer em várias estações de tratamento nos Estados Unidos. A conclusão foi que o risco de câncer

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de bexiga em humanos aumentou em 21%, e de câncer retal em 38%, em americanos que consumiram águas superficiais cloradas no último ano (BAIRD & CANN, 2011).

Um estudo similar realizado em Ontário, envolvendo pessoas que beberam água clorada proveniente de abastecimento público por 35 anos ou mais, revelou um fator mais alto de risco para câncer de bexiga e câncer de colo, em níveis de THM maiores que 50 μg/L e 75 μg/L, respectivamente, mas o estudo não revelou nenhuma correlação de THM com as taxas de câncer retal. Dado que aproximadamente mais da metade da população dos Estados unidos bebe águas superficiais, um efeito da cloração é ter aumentado a incidência de câncer de bexiga em cerca de 4.200 casos por ano e a incidência de câncer retal com cerca de 6.500 casos anualmente (BAIRD & CANN, 2011).

Os Trihalometanos mais formados no tratamento de água são o clorofórmio (CHCl ), 3

diclorobromometano

(CHBrCl ), 2

clorodibromometano

(CHBr Cl) 2

e

bromofórmio (CHBr ). Quando se faz referência aos THMs, na realidade estão sendo 3

mencionados os quatro compostos citados acima, no entanto o clorofórmio é encontrado em concentrações maiores que os demais. A presença do clorofórmio, ainda que em níveis muitos baixos, de aproximadamente 30 μg/L, eleva as expectativas de que a água potável clorada possa representar riscos para a saúde (FRANCISCO, 2008; BAIRD & CANN, 2011).

Alvarenga (2010) e Costa Junior (2010) estudaram os THMs formados na água potável após tratamento convencional e puderam concluir que entre todos os THMs, o composto encontrado em maiores concentrações foi o clorofórmio, onde os resultados quantitativos apresentaram teores entre 15,9 a 111,0 µg. L-1 em amostras de água potável coletadas na cidade de Suzano-SP. Desde a descoberta dos THMs tem se verificado que a exposição humana a estes compostos não ocorre apenas pela ingestão da água de abastecimento clorada. A exposição a estes subprodutos também ocorre quando esta é utilizada nos trabalhos domésticos, na lavagem de roupas e louças, durante o banho ou qualquer outra atividade que utilize água tratada. A inalação pode ser mais significativa por causa da sua alta volatilidade, cerca de 60 a 80% da quantidade inalada é absorvida pelo organismo (BUTIÃO, 2011; TOMINAGA et al., 1999).

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Recentemente, órgãos oficiais de saúde expressaram preocupação sobre a possível ligação entre THMs e resultados adversos de reprodução humana, incluindo malformação congênita, natimortos, crescimento anormal do feto e certos defeitos de nascimento. Ainda que as pesquisas recentes nessa área não sejam definitivas, alguns órgãos oficiais sugerem que as mulheres bebam águas engarrafadas em vez de água de torneira clorada durante os três primeiros meses de gravidez (BAIRD & CANN, 2011).

No Brasil, Santos (2006) desenvolveu estudo transversal com o objetivo de avaliar a possível associação entre exposição à THM presentes na água de abastecimento da rede pública da região metropolitana de São Paulo e a ocorrência de desfechos adversos na gravidez. Os níveis de THM foram obtidos por meio de mensurações realizadas rotineiramente pela SABESP, na estação de tratamento que abastecia os municípios envolvidos no estudo. As informações de todas as mulheres grávidas e seus filhos recém nascidos foram obtidas nos registros dos sistemas de informações sobre nascidos vivos (SISNAC). Os desfechos avaliados foram: baixo peso ao nascer, prematuridade, anomalias congênitas, defeito no tubo neural e no sistema nervoso central. Os resultados obtidos apontaram que o THM está associado à ocorrência de malformação e à prematuridade.

Estanislao (2009) avaliou o risco de malformação congênita em mães expostas aos THMs. A população estudada foi composta de recém nascidos de mães residentes na cidade de São Paulo, cuja gestação foi única e a termo, no período de janeiro de 2002 a dezembro de 2006.

Os resultados encontrados

apontaram que a exposição ao THM está inversamente associada às ocorrências de malformações avaliadas no estudo. Segundo o autor a falta de informações quanto à mobilidade, origem e quantidade de água clorada a qual a gestante foi exposta, bem como a não avaliação de outras vias de exposição, além da ingestão, podem ter conduzido a vieses que subestimaram os riscos do efeito da exposição aos compostos.

Devido à alta toxicidade dos THMs, vários países, em caráter preventivo, criaram legislações às quais fixam o limite máximo permitido (LMP) dos THMs na água para consumo humano. O país que iniciou foi os EUA, que em 1979, estabeleceu o limite de 100 μg.L-1 para os trihalometanos totais (TTHMs). Porém, atualmente, esse valor caiu para 80 μg.L-1. Outros países seguiram os EUA. No

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Brasil, o teor máximo de THMs em água potável foi fixado em 0,1 mg/L-1 , segundo a Portaria № 2914/2011 do Ministério da Saúde (AGRIZZI, 2011).

Tominaga e Mídio (1999) realizaram uma revisão de literatura sobre a exposição humana a THMs presentes em água tratada em um período compreendido entre 1974 a 1998. Nesse artigo os autores descrevem os aspectos da formação, toxicologia, disposição cinética e estudos sobre efeitos carcinogênicos, mutagênicos e teratogênicos sobre esses compostos e concluíram que é muito difícil calcular as condições seguras para a exposição aos THMs, assim como definir os limites máximos permitidos.

A grande maioria da água de abastecimento distribuída à população brasileira tem a sua origem em rios, ou seja, em águas superficiais, e quase todas as estaç ões de tratamento de água são do tipo convencional de ciclo completo. As etapas que compõem o tratamento convencional de água para consumo humano seguem a sequência lógica dos seguintes processos: coagulação, floculação, decantação (sedimentação) ou flotação, filtração e etapas de contato (desinfecção, correção de pH e fluoretação), podendo ou não haver uma etapa de pré-tratamento precedida da coagulação, dependendo da qualidade da água bruta (PARDO, 1996; RIGOBELLO, 2012). A figura 1 ilustra as operações integrantes do tratamento convencional de ciclo completo.

Figura 1- Ilustração esquemática do tratamento convencional de ciclo completo.

Fonte: BRASIL (2005). Apud PORTO (2008).

O tratamento é classificado como convencional de ciclo completo, quando a água bruta é coagulada geralmente com um sulfato de alumínio ou cloreto férrico no

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mecanismo da varredura, no qual ocorre formação de precipitados do metal do coagulante, nos quais são aprisionadas as impurezas. Esse fenômeno ocorre na unidade de mistura rápida, a qual pode ser mecanizada ou hidráulica, dependendo da vazão a ser tratada, da variação da qualidade da água bruta e, principalmente, das condições disponíveis para operação e manutenção. Seguidamente, a água coagulada é submetida à agitação lenta durante um período de tempo até que os flocos alcancem tamanho e massa específica suficientes para que sejam removidos por sedimentação nos decantadores ou por flotação nos flotadores (DI BERNARDO & DANTAS, 2005).

A água clarificada, produzida nos decantadores ou flotadores, é finalmente filtrada em unidades com escoamento descendente, contendo materiais granulares com granulometria apropriada, geralmente areia ou antracito e areia. (DI BERNARDO & DANTAS, 2005).

As últimas etapas do tratamento são as etapas de contato, sendo parte delas a desinfecção, cuja função consiste na inativação de organismos patogênicos.

Realizada por intermédio de agentes físicos e/ou químicos, no Brasil, o desinfetante mais empregado nas estações de tratamento de água é o cloro. Segundo a portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde, após a desinfecção, a água deve conter um teor mínimo de cloro residual livre de 0,5mg/L, sendo obrigatória a manutenção de no mínimo, 0,2 mg/L de cloro residual livre ou 2 mg/L de cloro residual combinado ou de 0,2 mg/L de dióxido de cloro em toda a extensão do sistema de distribuição (reservatório e rede).

Os THMs são formados principalmente na água potável, como produtos da reação entre substâncias químicas que são utilizadas no tratamento oxidativo (cloro livre), e matérias orgânicas (ácidos húmicos e fúlvicos) naturalmente presentes na água. Esses ácidos, também denominados precursores de THM, são resultantes da decomposição do material vegetal proveniente da água bruta. A maioria destes ácidos contém grupos carbonila que podem produzir halofórmios após a reação com o cloro. A reação entre a matéria orgânica e o cloro pode ser observada na figura 2.

A presença do cloro e do bromo na água gera uma competição na substituição do hidrogênio do carbono ativo da matéria orgânica, gerando os compostos halogenados (MEYER, 1994; LEÃO, 2008).

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Figura 2 - Reação da matéria orgânica e cloro livre.

Figura 2 - Reação da Matéria Orgânica e cloro livre. Fonte: Van

Fonte: VAN BREMEN (1984). Apud ROSALÉM (2007).

A formação dos THMs em água de abastecimento submetida à cloração pode ser representada através da equação geral: Cloro livre + precursores (matéria orgânica) →THMs + outros Subprodutos

Capelete (2011) e Di Bernardo; Dantas (2005) relatam que no tratamento convencional de ciclo completo a etapa de coagulação é fundamental para garantir a eficiência dos demais processos. Neste tratamento, após a coagulação ocorrem os processos de floculação e decantação. Como estas três etapas ocorrem em série, o desempenho insatisfatório de uma dessas etapas compromete a qualidade do funcionamento das demais.

Dentre os ácidos orgânicos precursores de THMs, os ácidos húmicos são muito mais importantes na formação de THM do que os ácidos fúlvicos, pois eles consomem 75% mais cloro, e produzem 117% mais clorofórmio por unidade de matéria orgânica, e 23% mais clorofórmio por unidade de cloro consumido (LEÃO, 2008).

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Cavalari (2008) avaliou a influência do tipo de coagulante, na eficiência de remoção de substâncias húmicas aquáticas. Ele pôde concluir que o cloreto férrico teve desempenho superior ao do sulfato de alumínio, principalmente nas velocidades de sedimentação mais altas. Segundo o autor, isso se deve ao fato da floculação da água coagulada com o cloreto férrico ter gerado flocos de tamanhos superiores aos gerados com o sulfato de alumínio, o que fez que houvesse maior eficiência na sedimentação.

A formação de THMs depende principalmente do tempo de contato, temperatura, pH, concentração de brometo e iodeto, características e concentrações dos precursores, e concentração de cloro (DI BERNARDO & DANTAS, 2005; LEÃO, 2008).

Rosalém (2007) explica como esses fatores influenciam na formação dos compostos THMs: • Em relação ao tempo de contato, a reação de formação de trialometanos, nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), não ocorrem instantaneamente. Quanto maior o tempo de contato entre o cloro e o material precursor, maior será a probabilidade de formação de THM. • O aumento da temperatura e do pH do meio favorece o aumento da formação de trialometanos devido à ação catalítica sobre o halofórmio.

• Os brometos e iodetos presentes na água tratada podem participar da reação de formação de trialometanos, porque, o cloro oxida os íons transformandoos em espécies capazes de participar da reação. O bromo reage primeiro que o cloro com os compostos orgânicos, mesmo que o cloro esteja em excesso no meio.

• Outra característica importante para a formação dos THMs é a concentração das substâncias húmicas no meio, pois quanto maior a concentração dessas, maior será a formação de THMs. A matriz da matéria orgânica também influencia na formação de THMs. • Em relação ao cloro, quanto maior a concentração de cloro no meio, maior será a chance de formar trialometanos. A forma em que o cloro se apresenta também interfere: o cloro livre possui maior poder de oxidação.

Marmo (2005) avaliou, em escala de laboratório, a formação de THMs produzidos em reações de oxidação, com cloro livre, de amostras de água contendo ácidos húmicos, sob diferentes concentrações e tempos de contato. Os resultados obtidos indicaram que a formação de THMs é diretamente proporcional às

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concentrações de cloro, ácidos húmicos, íon brometo e ao tempo de contato das reações.

Leão (2008) analisou os níveis de THMs nas estações de tratamento de água da mesorregião leste do estado de Rondônia. As amostras foram coletadas em épocas sazonais. O autor pôde concluir que em todas as ETAs houve formação de THMs, e acrescentou que os níveis de THMs em água também são influenciados pela sazonalidade, com menor incidência de formação em épocas chuvosas e a disposição de equipamentos das estações de tratamento de água também influencia na formação de THMs. Na tabela 1 estão apresentados os níveis de THMs na água tratada durante o período de estiagem e chuvoso em todas as ETAs da mesorregião leste do estado de Rondônia.

Tabela 1 - Resultados das medidas de THMs durante o período de estiagem e chuvoso em Rondônia.

Estiagem

Chuvoso

THMs (μg/L) 32, 11

THMs (μg/L) 16, 00

Município Cacoal Ji- Paraná

115, 51

65, 00

Rolim de Moura

60, 35

56, 00

Ministro Andreaza

41, 79

5, 70

Pimenta Bueno

31, 16

22,00

Alta Floresta

88, 64

14,00

Espigão do Oeste

38, 50

47,00

Presidente Médice

36, 99

23,00

Média

55, 63

31, 09

Desvio Padrão

30,90

21, 83

Fonte: LEÃO (2008).

Em trabalho realizado por Carlos (2002), com amostras de águas coletadas na região de Viçosa-MG, ela pôde concluir que os teores de THMs totais encontrados nas amostras de água coletadas em torneiras abastecidas pelo reservatório doméstico são maiores do que aqueles apresentados por amostras

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coletadas em torneiras de abastecimento direto da rede de distribuição. Segundo a autora estes resultados demonstram a necessidade de conscientizar a população quanto à importância da manutenção da limpeza das caixa d’ água.

A eutrofização das águas é outro problema que contribui de diversas formas no aumento do potencial de formação de THMs durante a cloração dessas águas, quer pelo aumento da concentração de precursores (algas e seus produtos extracelulares), ou pelas mudanças das características físico-químicas da água decorrentes desse processo. A captação de águas eutrofizadas acarreta aumento das dosagens de cloro nas estações de tratamento de água e até mesmo a aplicações de pré-cloração. Uma das preocupações, quando se aplica a précloração da água bruta, além da cloração final, é que os THMs vão se formando ao longo do processo até a saída da ETA, e continuam se formando na rede de distribuição (HAMESTER, 2005; MONDARDO, 2004).

Budziak (2010), em seu estudo sobre THMs em águas de Florianópolis - SC, concluiu que em águas naturais de nascentes e poços artesianos, nenhum THM foi detectado e, nas águas das estações de tratamento, antes de passarem pela etapa de desinfecção, apresentaram os mesmos resultados. Segundo a autora, isto evidencia a dependência da cloração da água para a formação dos THMs. Também foi evidente a influência da origem da água a ser tratada com a quantidade de THMs formada. Em águas tratadas provenientes de poços artesianos, onde há menor quantidade de matéria orgânica os níveis de THMs foram bem menores. Para as águas tratadas provenientes de mananciais cercados por vegetação, a quantidade encontrada foi maior. Ela ainda ressaltou que no caso da Lagoa do Peri, há um agravante que é a grande quantidade de algas e cianobactérias, e os valores de THMs encontrados foram bastante altos.

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6. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na tabela 2 estão apresentados os resultados das análises químicas realizadas em água bruta e tratada, referentes ao mês de outubro de 2015, obtidos na Estação de tratamento de água, localizada na cidade de Sorocaba-SP. Os dados são resultados das análises dos parâmetros alcalinidade (bicabornato), alcalinidade (carbonatos), alcalinidade (hidróxidos), cloreto, cor, dureza, ferro, flúor, pH, turbidez, cloro, termotolerantes e trihalometanos.

A ETA é responsável por abastecer cerca de 510.000 habitantes. A água bruta é captada da represa de Itupararanga em Votorantim, e o tratamento realizado é o convencional de ciclo completo.

O tratamento consiste em adição do coagulante (Cloreto de Polialumínio PAC), na entrada do tratamento (Calha Parshall), adição de ácido fluossilícico (fonte de flúor, em atendimento à legislação) e cloro, o qual atua como bactericida e oxidante de metais. O tempo de decantação utilizado pela empresa é de aproximadamente 52 minutos.

Existem dois tipos de monitoramentos utilizados pela empresa, o horário que é feito pelos técnicos operadores durante os turnos, e pelo controle da qualidade, realizado pelos químicos no horário administrativo. As análises Físico-Químicas realizadas pelos técnicos de operação são as operacionais, ou seja, residual de cloro, pH e flúor , e organolépticas (cor e turbidez). As análises de responsabilidade do controle de qualidade são mais completas. Além de vários parâmetros físicoquímicos, como cloro, flúor, pH, alumínio, ferro, manganês, dureza e alcalinidade, é realizado o controle microbiológico da água através de análises bacteriológicas e de toxinas.

Verificou-se que não se faz o monitoramento do teor de matéria orgânica na água bruta, nem na água após a decantação. Seria de se esperar, uma vez que a quantidade de THMs formada depende da concentração de matéria orgânica na água, que houvesse o monitoramento do teor de matéria orgânica na água após a decantação, de forma que esse parâmetro servisse de referência para determinar o tempo de decantação suficiente para que o teor de matéria orgânica na água após a decantação não resulte em teores de THMs na água após a cloração superiores aos limites estabelecidos pela legislação brasileira.

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Tabela 2 - Resultado das análises da água bruta e da água tratada da ETA Sorocaba em outubro de 2015.

Parâmetros

Água Bruta (mg/L)

Alumínio

0,01

0,10

Alc. bicar

26,3

18,5

Alcal. carb

0,0

0,0

Alcal. hidrox

0,0

0,0

Cloreto

4,8

15,0

26,3

1,0

Dureza

21,0

20,7

Ferro

0,3

0,10

Flúor

0,1

0,70

pH

7,6

6,8

3,7

0,30

0,0

1,9

Termotolerantes

291,0

Ausente

THM

-

0,06

Cor (uH)

Turbidez (uT) Cloro

Água tratada (mg/L)

Na tabela 3 estão apresentados os dados de análise química de água bruta e tratada, referentes ao mês de setembro de 2015, obtidos na estação de tratamento de água, localizada na cidade de Alumínio- SP. Os dados são resultados das análises dos parâmetros físico- químicos pH, turbidez, cloro, alcalinidade, cor, temperatura e flúor. A ETA abastece toda a população urbana que tem cerca de 15.000 habitantes. A água bruta é captada da represa de Itupararanga em Alumínio. E o tratamento realizado é o convencional de ciclo completo.

Com vazão de 119 m³ p/hora, o tratamento consiste em adição do

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coagulante (sulfato de alumínio), flúor em atendimento á legislação e adição de cloro. Quando o pH está baixo é feito a correção com carbonato de sódio. O tempo de decantação utilizado pela empresa é de 2:30 h.

As análises físico- químicas são realizadas no laboratório da ETA e as demais análises em laboratório especializado.

Tabela 3 Alumínio.

Mês/ano Setembro 2015 Dia 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

B 7,0 7,4 7,8 7,5 7,6 7,5 7,2 7,0 7,0 7,1 6,9 7,0 7,0 6,8 6,9 6,9 6,9 6,9 6,9 6,9 7,0 6,9 6,9 6,9 6,9 6,9 7,0 6,9 7,7 8,3

Média

7,1

Resultado das análises dos parâmetros operacionais da ETA

pH

Turbidez

T 7,0 7,0 6,9 6,7 6,9 6,8 6,9 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 6,8 6,7 6,7 6,8 6,8 6,8 6,9 6,8 6,9 6,8 6,8 6,9 6,8 6,8 6,9 6,8 6,9 7,1

B 11 25 45 16 9 8 9 49 121 67 84 121 73 41 36 28 23 19 16 15 15 16 15 16 16 15 14 161 71 16

6,8 39

T 0,52 0,53 0,52 0,44 0,44 0,57 0,55 0,62 0,96 0,76 0,81 0,85 0,63 0,59 0,54 0,46 0,42 0,45 0,43 0,43 0,44 0,38 0,47 0,36 0,40 0,49 0,52 0,56 0,72 0,78

Cloro mg/L D T 2,4 1,6 2,4 1,7 2,4 1,8 2,5 1,7 2,5 1,6 2,5 1,6 2,7 1,8 2,4 1,9 2,1 1,3 2,5 1,5 2,5 1,7 2,4 1,5 2,4 1,8 2,5 2,1 2,4 1,9 2,6 1,9 2,4 1,8 2,2 1,7 2,7 1,6 2,6 1,6 2,5 1,6 2,4 1,6 2,5 1,7 2,7 1,9 2,7 1,9 2,5 1,7 2,4 1,4 2,6 1,6 2,6 1,7 2,4 1,6

0,56 2,5

B: bruta; D: decantada; T: tratada.

Alcalin mg/L B T 39 34 40 35 42 36 44 33 43 34 43 35 41 36 38 34 38 34 39 35 39 36 39 35 39 34 38 34 38 34 38 35 38 36 38 35 39 36 39 35 39 34 38 34 39 34 39 34 38 34 38 34 38 34 38 35 41 34 40 36

1,7 39

35

Cor

Temp

B T 41 3 78 3 105 3 44 2 27 1 29 2 32 2 162 3 215 2 195 3 269 3 343 3 177 3 106 2 100 2 82 2 76 2 62 2 71 3 70 3 56 3 53 3 70 3 62 2 61 3 61 2 50 2 337 2 131 2 60 3

H20 AR 17 22 15 18 16 19 18 18 18 18 18 19 19 21 17 18 18 19 18 21 15 20 15 17 15 18 17 20 18 23 21 27 22 27 22 28 21 27 20 24 20 25 19 27 20 27 22 28 22 25 20 23 22 25 19 22 21 23 20 22

Flúor mg/L T 0,70 0,70 0,68 0,69 0,68 0,70 0,68 0,71 0,67 0,68 0,69 0,69 0,68 0,67 0,70 0,70 0,72 0,71 0,73 0,68 0,70 0,66 0,68 0,72 0,70 0,69 0,68 0,70 0,70 0,70

107

19

0,69

2

22

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Analisando-se os dados obtidos nas duas ETAS, percebe-se que embora ambas captem água no mesmo manancial, aparentemente a ETA de Alumínio não monitora a formação de THMs ou não quis fornecer os resultados das análises. Na ETA de Sorocaba há formação de trihalometanos, mas em níveis abaixo dos especificados pela portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde.

De acordo com as informações obtidas observa-se que a ETA de Sorocaba é mais equipada e conta com laboratórios próprios. Nota-se também que o tempo de decantação utilizado pela ETA Sorocaba, que tem maior demanda, é mais reduzido do que a ETA de Alumínio. Isso pode indicar maior remoção de matéria orgânica na ETA de Alumínio.

Os resultados apresentados nas tabelas acima mostram-se satisfatórios e dentro dos limites estabelecidos pela legislação. No entanto os dados referem-se há um único mês do ano. Para um estudo mais abrangente, seria necessário obter dados de um período mais longo, visto que o ciclo de chuvas e a variação no consumo afetam a qualidade da água bruta e a operação das ETAs.

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7. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Nas ETAs estudadas o tratamento convencional de ciclo completo mostrou ser eficiente na remoção da cor, parâmetro responsável pela presença de compostos orgânicos precursores de trihalometanos.

Na ETA de Sorocaba há formação de THMs, mas em níveis abaixo dos especificados pela portaria 2914/2011 do Ministério da Saúde.

Aparentemente a ETA de Alumínio não monitora a formação de THMs ou não quis fornecer os resultados das análises.

Para efeito de estudar a influência do teor de matéria orgânica na formação dos THMs, a empresa deveria também analisar o teor de matéria orgânica na água bruta e na água após a decantação. Salienta-se a necessidade de monitoramento dessa variável para efeito de melhor controle da formação de THMs. Não há relatos na literatura científica que relacionem a eficiência do tratamento convencional de ciclo completo na remoção da matéria orgânica e a formação de trihalometanos. Sendo assim concluiu-se haver uma lacuna na literatura científica, indicando a necessidade de realização de investigações científicas para elucidar a relação entre eficiência da remoção da matéria orgânica da água bruta e formação de trihalometanos.

Para um estudo mais abrangente, seria necessário obter dados de um período mais longo, visto que o ciclo de chuvas e a variação no consumo afetam a qualidade da água bruta e a operação das ETAs.

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