A qualidade da água refere-se à adequação da água para diferentes usos, de acordo com suas propriedades físicas, químicas, biológicas e organolépticas (relacionadas ao sabor). Estar familiarizado com os principais indicadores e parâmetros da qualidade da água é importante, pois eles impactam diretamente o consumo humano e a saúde, o uso industrial e doméstico, e o ambiente natural.
Esses indicadores e parâmetros fornecem uma compreensão abrangente da qualidade da água e são essenciais para monitorar e manter a saúde dos ecossistemas aquáticos e a segurança do abastecimento de água para consumo humano e atividades industriais.
Oxigênio Dissolvido (OD)
O oxigênio dissolvido (OD) é uma medida de quanto oxigênio está dissolvido em um litro de água em uma temperatura e salinidade específicas. O OD é uma medida indireta da poluição orgânica em córregos, rios e lagos. Concentrações baixas de oxigênio dissolvido conferem à água um mau sabor para a maioria dos usuários.
Baixos teores de OD são indicativos de degradação e estagnação da água, frequentemente denominados eutrofização. Isso geralmente resulta da contaminação por material orgânico em excesso e sua decomposição por bactérias que consomem oxigênio. De acordo com a EPA, níveis de OD abaixo de 3 mg/L são preocupantes, e águas com níveis abaixo de 1 mg/L são consideradas hipóxicas e geralmente desprovidas de vida.
O OD é medido pela maioria dos medidores de qualidade de água de campo e laboratório que são multiparâmetros, os quais automaticamente consideram a temperatura e a salinidade e utilizam o método do eletrodo de membrana.
Nitratos e Nitritos
Nitratos e nitritos são formas naturalmente ocorrentes de nitrogênio que são formadas quando o nitrogênio se combina com oxigênio ou ozônio. As fontes desses nitratos no meio ambiente incluem estações de tratamento de águas residuais, fertilizantes agrícolas, escoamento de esterco animal, sistemas sépticos e descarga industrial.
O excesso de nitrato e nitrito na água pode causar aumentos dramáticos no crescimento de plantas aquáticas, como floradas de algas, e pode acelerar a eutrofização. Como resultado, outros parâmetros da qualidade da água, como oxigênio dissolvido (excesso de nitratos pode causar hipóxia) e temperatura, são alterados. Além disso, o excesso de nitratos é tóxico para os seres humanos quando ingerido. Essas imagens mostram como são as floradas de algas de perto e a partir de imagens de satélite.
Os níveis de nitratos na água podem ser medidos de forma semelhante ao OD, usando medidores que usam uma sonda com um sensor de eletrodo que mede a atividade de nitrato na água e converte essa atividade em milivolts que podem então ser usados para estimar a concentração de nitratos. O método colorimétrico de redução de cádmio também pode ser usado para estimar os níveis de nitratos. Este método baseia-se na redução de nitratos em nitritos quando entram em contato com cádmio e subsequente reação entre nitritos com outro reagente para formar uma cor vermelha cuja intensidade é proporcional à quantidade original de nitrato.
A EPA dos EUA estabelece um nível máximo de contaminantes (NMC) na água para nitratos em 10 mg/L e nitritos em 1 mg/L.
Bioindicadores
Bioindicadores referem-se a organismos vivos, como plantas, plânctons, animais e micróbios, que dependem de um determinado ambiente aquático para sobreviver. Esses organismos são altamente sensíveis a mudanças ambientais e podem ser usados como marcadores indiretos da qualidade da água, bem como indicadores de poluição da água.
Um estudo sobre Bioindicadores como um indicador natural de poluição ambiental da Universidade de Ciências Forenses de Gujarat, na Índia, descobriu que o plâncton é um excelente biomarcador para avaliar a qualidade da água, além de ser um bom indicador de poluição da água, pois responde rapidamente às mudanças no ambiente circundante.
Avaliar a qualidade da água de um local com bioindicadores não é algo que seja rotineiramente realizado, pois envolve a coleta manual e a contagem de várias espécies indicadoras e, em seguida, o uso desses dados para estimar a qualidade da água com base em índices bióticos predeterminados.
Turbidez e Sólidos Suspensos Totais (SST)
A turbidez da água se refere à sua opacidade e é uma medida da facilidade com que a luz a atravessa (grau de transparência). Ela é influenciada pela quantidade de sólidos suspensos totais (SST) presentes na água, incluindo materiais orgânicos, argila, sedimentos e outras partículas em suspensão.
A alta turbidez não apenas afeta a estética da água, tornando-a menos atraente visualmente, mas também pode aumentar os custos do tratamento da água. Além disso, as partículas em suspensão podem fornecer um ambiente favorável para a proliferação de microorganismos prejudiciais, protegendo-os dos processos de desinfecção. Além disso, essas partículas podem adsorver metais pesados e outros produtos químicos nocivos, contribuindo para a contaminação da água.
A medição da turbidez é realizada por meio de um instrumento chamado turbidímetro, que emite um feixe de luz na amostra de água e mede a quantidade de luz transmitida ou dispersada. A turbidez é expressa em Unidades de Turbidez Nefelométrica (NTU).
Para garantir a qualidade da água, a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) estabelece níveis aceitáveis de turbidez em menos ou igual a 1 Unidade de Turbidez Nefelométrica (NTU) para sistemas de tratamento de água que utilizam métodos convencionais ou de filtração direta. A imagem abaixo mostra três amostras de água do Departamento de Transporte do Estado de Washington, exibindo diferentes níveis de turbidez: 5, 50 e 500 NTU.
A Importância da Escala de pH na Qualidade da Água
A escala de pH é uma ferramenta crucial para avaliar a qualidade da água, medindo sua acidez ou basicidade. Em uma escala que varia de 0 a 14, um pH de 7 é considerado neutro, enquanto valores abaixo de 7 indicam acidez e valores acima de 7 indicam basicidade. A água com pH extremamente baixo (menor que 4) ou alto (maior que 11) pode ter sérias implicações para sua utilização.
Embora o pH em si não afete diretamente a qualidade da água, ele influencia significativamente sua interação com o ambiente e seu potencial para ser utilizada com segurança. Por exemplo, águas com baixo pH podem apresentar sabor azedo ou metálico, enquanto águas com alto pH podem ter um sabor amargo ou de bicarbonato de sódio. Além disso, variações extremas de pH podem comprometer a eficácia dos processos de desinfecção por cloro e aumentar a solubilidade de substâncias tóxicas na água.
Existem métodos confiáveis para medir o pH da água. Métodos ópticos, como o uso de tiras de papel indicadoras de pH, são adequados para uso por consumidores comuns, enquanto métodos potenciométricos são preferidos por pesquisadores e cientistas de laboratório, utilizando eletrodos sensíveis ao pH para uma medição precisa.
A Temperatura na Qualidade da Água
A temperatura da água é um indicador indireto que exerce influência sobre diversos outros parâmetros da qualidade da água, tais como pH, condutividade elétrica específica e concentração de oxigênio dissolvido.
Além de afetar diretamente a sensação tátil e a viscosidade da água, a temperatura também desempenha um papel crucial em sua qualidade. Ela influencia a palatabilidade da água, sua capacidade de dissolver substâncias, seu odor e até mesmo os processos de desinfecção e cloração. Além disso, a temperatura da água afeta a demanda biológica de oxigênio (DBO), que é essencial para a saúde dos ecossistemas aquáticos, e pode influenciar o grau de toxicidade de certos compostos presentes na água, como cianeto e amônia.
A medição da temperatura da água pode ser realizada de forma simples e eficaz utilizando um termômetro padrão, similar ao utilizado para verificar a temperatura da água quente para consumo, ou por meio de um medidor multi parâmetros de qualidade da água, especialmente projetado para uso em campo.
Bactérias Indicadoras de Contaminação Fecal
As bactérias indicadoras de contaminação fecal desempenham um papel crucial na avaliação da qualidade sanitária da água, abrangendo uma variedade de usos, desde recreação até abastecimento de água. Estas bactérias, que incluem coliformes e estreptococos/enterococos fecais, são naturalmente encontradas no trato gastrointestinal de humanos e animais.
Embora possam ser encontradas no ambiente aquático devido ao lançamento de resíduos fecais, essas bactérias são incapazes de sobreviver por longos períodos fora do trato gastrointestinal. Fatores ambientais como luz solar, temperatura e outros organismos competitivos agem para limitar sua sobrevivência.
Os órgãos reguladores como o Serviço Geológico dos Estados Unidos (US Geological Survey) e a Agência de Proteção Ambiental (EPA) assumem que a presença dessas bactérias indica potencial presença de patógenos nocivos, uma vez que sua taxa de mortalidade é comparável à de outros microrganismos patogênicos.
A detecção e monitoramento dessas bactérias são realizados em laboratórios microbiológicos, onde amostras de água são cultivadas em condições específicas para seu crescimento. A presença significativa dessas bactérias em corpos d’água pode indicar riscos à saúde pública, justificando a implementação de medidas corretivas adequadas para garantir a segurança da água.
Fluxo da Água
O fluxo da água se refere à quantidade de água que passa por um ponto específico de um curso d’água durante um determinado período de tempo. Quando a água flui rapidamente, ela dilui os poluentes de forma mais eficaz e aumenta o teor de oxigênio dissolvido na água devido à maior turbulência e mistura de ar.
A medição do fluxo da água envolve estimar a quantidade de água em pés cúbicos movendo-se por segundo ao longo do curso d’água, considerando a largura e a profundidade do corpo d’água. Essa medida é expressa em pés cúbicos por segundo.
Sólidos Dissolvidos Totais (SDT)
Os sólidos dissolvidos totais (SDT) são uma medida da concentração geral de sais inorgânicos e contaminantes orgânicos presentes em solução na água. Esses componentes podem ter origem em fontes naturais, águas residuais ou escorrimento urbano e agrícola. Entre os principais constituintes dos SDT estão o sódio, potássio, cloreto, magnésio, cálcio, carbonato, nitrato, sulfato e bicarbonato.
Em água engarrafada e sistemas municipais de água bem mantidos, o nível de SDT muitas vezes indica a presença de íons e minerais benéficos, como sódio, potássio, cálcio e magnésio, em vez de toxinas prejudiciais e metais pesados.
Os SDT têm impactos na dureza e nas propriedades organolépticas da água, especialmente no sabor. As preferências de sabor podem variar, e diferenças notáveis são observadas em diferentes regiões do mundo. A água de iceberg e da chuva, por exemplo, tende a ter baixos níveis de SDT e um sabor leve, já que são precipitações puras do céu com pouco ou nenhum contato com a superfície terrestre.
Medir os SDT na água é geralmente feito através da determinação da condutividade específica com uma sonda manual que detecta a presença de íons na água. Outro método é por meio de métodos gravimétricos, onde a água é aquecida até evaporar e o resíduo restante é pesado.
Apesar de não haver um padrão estabelecido para os SDT, concentrações elevadas podem indicar a presença de íons como alumínio, cobre, chumbo, arsênio e nitratos, o que pode representar um risco à saúde. Portanto, a EPA dos Estados Unidos recomenda o tratamento de sistemas de água quando as concentrações de SDT excedem 500 mg/L.
Não foram encontrados danos à saúde diretamente causados por altos níveis de SDT na água, embora estudos epidemiológicos tenham mostrado resultados variados e contraditórios sobre seus efeitos na saúde. Portanto, é importante considerar os componentes específicos dos SDT em cada caso.
Carbono Orgânico Total (TOC)
O Carbono Orgânico Total (TOC) é uma medida que indica a quantidade total de carbono presente na água, vindo de compostos orgânicos de origem vegetal, animal ou sintética. Esses compostos podem estar dissolvidos na água ou suspensos nela como materiais não dissolvidos.
O TOC é um indicador indireto de matéria orgânica na água. Um excesso de matéria orgânica pode causar uma redução no oxigênio dissolvido e aumentar a produção de subprodutos da desinfecção, ambos importantes para avaliar a qualidade da água. Portanto, monitorar o TOC pode ser útil como um indicador adicional.
Os valores de TOC variam em diferentes tipos de água, como pântanos, rios, águas subterrâneas, águas residuais e água potável. Para medir o TOC em laboratórios, os compostos orgânicos presentes na água são oxidados para formas que podem ser quantificadas.
Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (HAP)
Os Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (HAPs) formam um grupo de compostos diversos, caracterizados por conterem dois ou mais anéis aromáticos fundidos, compostos por átomos de carbono e hidrogênio. Originam-se principalmente de fontes como óleo, gasolina e carvão, sendo liberados no ambiente durante a queima de carvão, óleo, gás, madeira, resíduos ou tabaco.
Os HAPs têm baixa solubilidade e geralmente não são encontrados em concentrações notáveis na água potável, não exercendo um efeito significativo na qualidade da água. No entanto, a exposição prolongada a água contendo HAPs foi associada a vários tipos de câncer, incluindo pulmão, pele, esôfago, cólon, pâncreas, bexiga e mama.
A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) estabeleceu diferentes padrões para cada HAP individualmente, com níveis máximos de contaminantes definidos para alguns dos compostos mais comuns, como benz(a)antraceno, benzo(a)pireno, benzo(b)fluoranteno, benzo(k)fluoranteno, criseno, dibenz(a,h)antraceno e indenol(1,2,3-c,d)pireno.
Pesticidas
Os pesticidas agrícolas, como organomercuriais, clorpirifos, azinfos-metil, atrazina, alacloro, diazinon, carbaril e fipronil, são utilizados para combater ervas daninhas, insetos e outras pragas, porém causam sérios problemas de poluição da água.
Os efeitos à saúde devido à exposição excessiva aos pesticidas podem incluir câncer, distúrbios reprodutivos, endócrinos ou do sistema nervoso, além de toxicidade aguda se ingeridos em altas concentrações.
Embora a EPA dos Estados Unidos regule e monitore os níveis de vários pesticidas na água potável, nem todos os pesticidas são monitorados, e os níveis podem variar amplamente de mês para mês e de estação para estação.
A medição dos níveis de pesticidas é realizada por órgãos reguladores locais de água, e as avaliações são disponibilizadas aos consumidores por meio de relatórios regulares de qualidade da água para consumo.
Chumbo
O chumbo é um dos elementos pesados mais comuns encontrados na Terra. A contaminação da água por chumbo geralmente ocorre em pequenas quantidades devido à dissolução de fontes naturais, mas principalmente devido à lixiviação de antigas instalações hidráulicas domésticas que contêm chumbo, como tubulações, solda, conexões ou conexões de serviço.
É importante ressaltar que o chumbo não altera as propriedades organolépticas da água, o que significa que não pode ser visto, sentido ou cheirado na água potável, de acordo com o Centro de Controle e Prevenção de Doenças (CDC) dos Estados Unidos.
Para determinar a quantidade de chumbo na água, é recomendado consultar o relatório anual de qualidade da água ou realizar o teste em um laboratório qualificado. Os consumidores podem entrar em contato com sua empresa de água potável estadual ou local para obter informações sobre laboratórios certificados para análise.
A EPA dos Estados Unidos estabeleceu o objetivo do nível máximo de contaminantes para chumbo na água potável em zero, devido à toxicidade desse metal, que pode ser prejudicial à saúde humana mesmo em baixas concentrações.
Radionuclídeos
Radionuclídeos são substâncias que se degradam emitindo radiação beta, alfa e gama, o que pode ter diversos efeitos nocivos à saúde humana.
Esses materiais, presentes tanto de forma natural no ambiente quanto produzidos pelo homem, podem penetrar nas águas subterrâneas e superficiais, gerando radiação à medida que se decompõem.
A gravidade dos danos à saúde está relacionada à fonte da radioatividade, à quantidade de radiação à qual se está exposto (dose total) e à duração da exposição.
Um dos incidentes mais conhecidos de contaminação por radionuclídeos ocorreu com o derretimento da usina nuclear de Fukushima Daiichi, no Japão, em 2011. Imagens mostram tanques de armazenamento para água contaminada no local de Fukushima, com 400 toneladas de água subterrânea infiltrando-se no local diariamente.
Por isso, os parâmetros de qualidade da água frequentemente monitoram as concentrações de partículas alfa, partículas beta, rádio e urânio. Nos Estados Unidos, a Regra de Radionuclídeos da EPA estabelece padrões para essas substâncias na água potável, garantindo que os consumidores sejam expostos apenas a doses muito baixas de radiação diariamente.
De acordo com essa regra, a água potável é considerada segura se conter até ou menos que as seguintes quantidades:
- 15 picocuries de partículas alfa por litro de água (pCi/L)
- 5 pCi/L de rádio 226/228 combinado
- 20 pCi/L de urânio
- 4 milirems de emissores beta/fóton por ano (mrem/ano)
Ferro
O ferro é um elemento encontrado naturalmente que se combina com compostos contendo enxofre e oxigênio para formar diferentes substâncias, como sulfetos, carbonatos, hidróxidos e, mais comumente, óxidos. Na água, a presença de ferro pode ser medida como parte dos Sólidos Dissolvidos Totais (TDS) ou como um parâmetro individual.
O ferro pode afetar as propriedades organolépticas da água. Segundo um estudo sobre os limiares de sabor de metais na água potável publicado no Journal of American Water Works Association, concentrações de ferro entre 0,04 mg/L e 3,4 mg/L foram associadas a um sabor metálico em águas destiladas e mineralizadas. Quando as concentrações de ferro ultrapassam a faixa de 0,05-0,1 mg/L, o ferro pode se precipitar da solução, alterando a turbidez e a cor da água e conferindo-lhe uma aparência turva ou avermelhada.
Para garantir a qualidade da água potável, a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) estabelece um limite máximo de 0,3 mg/L para a presença de ferro na água municipal. Isso ocorre porque apenas uma pequena parte da população é capaz de detectar o sabor do ferro na água em concentrações abaixo de 0,3 mg/L.
Um método comum para medir a quantidade de ferro na água é o método espectrofotométrico utilizando fenantrolina. Esse método se baseia na formação de um complexo estável de cor vermelho-alaranjada entre o íon ferro e a fenantrolina, permitindo que os níveis de ferro sejam determinados por meio de espectrofotometria e uma curva de calibração.
Como Testar a Qualidade da Água: Métodos e Importância
A qualidade da água é uma preocupação fundamental para garantir a saúde e o bem-estar de todos. Mas como podemos ter certeza de que a água que consumimos é segura? Existem diferentes métodos de testar a qualidade da água, seja em laboratórios especializados ou até mesmo em casa, com kits de teste acessíveis.
Nos laboratórios, amostras de água são cuidadosamente coletadas em recipientes estéreis e enviadas para análise em instalações credenciadas. Esses testes podem ser mais demorados e custosos, mas oferecem uma ampla gama de parâmetros e resultados altamente precisos.
Por outro lado, os testes de qualidade da água em casa são uma opção conveniente e acessível. Eles podem ser realizados com simples tiras de teste, kits de disco colorido ou até mesmo com instrumentos digitais portáteis. Esses métodos, embora menos abrangentes do que os testes laboratoriais, ainda permitem medir importantes parâmetros como pH, TDS e dureza da água.
Entender a qualidade da água que consumimos é essencial para proteger nossa saúde e a saúde de nossas famílias. Ao testar a água regularmente, podemos identificar possíveis contaminantes e garantir que nossa água esteja dentro dos padrões de segurança recomendados. É um passo simples, mas crucial, para garantir o acesso a água limpa e segura para todos.
A Importância da Qualidade da Água para a Saúde Humana
A qualidade da água é crucial para garantir a saúde e o bem-estar das pessoas. Quando falamos em água potável, água para uso doméstico e água recreativa, a sua pureza é essencial para evitar doenças e enfermidades.
Contaminantes como metais pesados e produtos químicos podem causar danos graves aos órgãos do corpo humano, como fígado, rins e cérebro, além de afetar o sistema endócrino e reprodutivo. Além disso, certos agentes poluentes estão associados ao desenvolvimento de vários tipos de câncer, incluindo os que afetam o trato gastrointestinal, urinário e reprodutivo.
Por outro lado, a contaminação da água por organismos biológicos representa uma ameaça significativa à saúde pública, resultando em doenças como cólera, diarreia, disenteria e hepatite A. Essas condições podem ter impactos devastadores, afetando milhões de pessoas em todo o mundo e causando um número alarmante de mortes anualmente.
Compreender a importância da qualidade da água é essencial para proteger a saúde das comunidades. É fundamental adotar medidas para prevenir a poluição da água e garantir o acesso a água limpa e segura para todos. Afinal, a água é vida, e sua qualidade é fundamental para a saúde e o bem-estar de todos nós.
Qual é a Melhor Qualidade de Água do Mundo?
A água de maior qualidade do mundo para atender às necessidades humanas, industriais e ambientais é a água pública islandesa. Vários fatores contribuem para isso:
- A pureza da água nos poços artesianos dispensa tratamento químico, físico ou biológico.
- Seu baixo teor de sólidos dissolvidos totais (TDS) de 75 mg/l previne incrustações industriais, evita a corrosão da infraestrutura e fornece um suplemento mineral leve.
- Com um pH ligeiramente alcalino de 7,3, não é corrosiva para a infraestrutura.
- A Islândia possui uma população baixa e poucas fontes de escoamento industrial e agrícola, além de instalações de tratamento de água de alta qualidade.
- Sua qualidade é constantemente monitorada em todo o sistema de distribuição.
- É classificada como a número um em qualidade de água tanto no Índice de Desempenho Ambiental (EPI) quanto no índice de qualidade de água da OCDE, com 98% das pessoas satisfeitas com a qualidade da água.
Embora outros países possuam águas de qualidade muito alta, a água na região de Reykjavik se destaca por sua combinação única de fatores. A água do iceberg Svalbarði Polar se diferencia por sua origem em icebergs, garantindo extrema pureza. Apesar de não ser ideal para uso industrial devido ao seu pH levemente ácido, é apreciada por seu sabor leve e arejado.
Alguns mitos sobre parâmetros de qualidade da água
Alguns mitos estão relacionados aos parâmetros primários e secundários. Esses equívocos geralmente envolvem o pH, o cloro e a concentração de sólidos totais dissolvidos (TDS).
Mito 1 – O pH é um indicador direto da qualidade da água. O pH não é um parâmetro primário da água e, por si só, não mede a qualidade da água. O pH pode afetar a interação da água com seu ambiente e o comportamento de várias substâncias dissolvidas na água. Por exemplo, em valores de pH elevados, compostos como amônia, alumínio e cianeto se tornam solúveis e mais tóxicos. O pH é um parâmetro secundário da água que pode ser usado como um indicador indireto da qualidade da água, mas se uma água é ácida ou alcalina não é, em si, uma indicação de qualidade.
Mito 2 – A concentração de TDS é uma medida da qualidade da água. TDS, assim como o pH, é um parâmetro secundário da água. TDS nos informa que há uma certa concentração de material orgânico e inorgânico dissolvido na água. Mas o TDS sozinho não fornece informações sobre se essas substâncias são minerais saudáveis como cálcio e magnésio, ou metais pesados tóxicos como arsênio ou chumbo. O TDS é um indicador indireto que pode indicar se mais testes valem a pena.
Mito 3 – A presença de cloro é um indicador de má qualidade da água e torna a água imprópria para beber. Desde que os níveis sejam moderados, a presença de cloro residual na água potável municipal é um indicador de boa qualidade da água.
Os níveis de cloro residual indicam que uma quantidade suficiente de cloro foi adicionada durante o tratamento inicial da água para inativar bactérias e vírus que causam doenças diarreicas e que a água está protegida contra recontaminação durante o armazenamento.
