Universidade Federal de Campina Grande

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Universidade Federal de Campina Grande Centro de
Tecnologia e Recursos Naturais Área de Engenharia
de Recursos Hídricos
Introdução a poluição da água
Disciplina Ciências do Ambiente Estagiário
Docente Danniel Claudio de Araújo Professora
Márcia Maria Rios Ribeiro
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Disponibilidade da água no Brasil

• O Brasil é um país privilegiado no que diz
  respeito à quantidade de água.
• Porém, sua distribuição não é uniforme em todo o
  território nacional.

Floresta amazônica

• Cerca de 47 dos recursos hídricos do planeta
  estão na América do Sul
• Grande parte concentrada no Rio Amazonas, o maior
  rio do mundo em extensão e volume dágua, que
  corta seis países Brasil, Peru, Equador,
  Colômbia, Venezuela e Bolívia.

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Bacias Hidrográficas do Brasil

• Bacia Hidrográfica
• É um conjunto de terras banhadas por um rio
  principal e seus tributários (afluentes,
  subafluentes etc.)
• Formação dá-se através dos desníveis dos
  terrenos que direcionam os cursos da água, sempre
  das áreas mais altas para as mais baixas. E é
  essa tendência que a água tem em seguir uma
  determinada orientação dada pelo relevo e pelo
  efeito da gravidade que pode ser chamada de bacia
  hidrográfica.

Fonte Ministério de Minas e Energia
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Dominialidade dos corpos dágua

• Águas federais
• rios atravessando mais de um estado ou outro
  país.

• Águas estaduais
• águas subterrâneas e rios situados inteiramente
  no território de um único estado, exceto aqueles
  reservados em obras da União.

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Importância da água

• A água é um elemento essencial à vida dos seres
  vivos (sua falta provoca a debilidade ou até a
  morte dos seres vivos)
• Essencial a manutenção dos ecossistemas do
  planeta
• Usos da água
• Abastecimento humano
• Abastecimento industrial
• Irrigação
• Geração de energia elétrica
• Navegação
• Preservação da flora e da fauna
• Aqüicultura
• Recreação
• Diluição de despejos.
• Desafio de alimentar o mundo agricultura e água.

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Usos da água

• Consuntivos
• abastecimento humano
• dessedentação de animais
• indústria
• irrigação

• Não consuntivos
• geração de energia elétrica - hidroelétricas
• recreação/lazer
• harmonia paisagística
• conservação da flora e fauna
• navegação
• pesca
• diluição de despejos

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Principais problemas relacionados com a água

• Quantidade distribuição
• Qualidade poluição
• População Mundial crescimento populacional
• Vários países já enfrentam escassez crônica de
  água
• Oriente Médio (Israel, Jordânia, Arábia Saudita e
  Kuwait), China, Índia e o norte da África (região
  abrange países situados no deserto do Saara, como
  Argélia e Líbia)
• No Brasil Pernambuco, Alagoas, Paraíba, Sergipe,
  Rio Grande do Norte, Distrito Federal e mais
  recentemente, a grande São Paulo.

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A Evolução da Gestão de Recursos Hídricos no
Brasil

• Negligência Preocupação / Atenção
• Constituição de 1824 Constituição
  1988
• Código de Águas 1934
• Água pública, comum e particular
• Marcante atenção para o uso energético
• Importantes conferências mundiais acerca do meio
  ambiente
• Conferencia das Nações Unidas sobre Água (1977)
  Mar del Plata
• Estocolmo (1972) Conservação do Meio Ambiente
• Seminário Internacional de Gestão de Recursos
  Hídricos (1982) - Brasília
• Montreal (1987) Emissões Atmosféricas

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• Comissão Mundial do Meio Ambiente e
  Desenvolvimento (1987) O Nosso Futuro Comum
• Art. 225 da Constituição de 1988 Todos têm
  direito ao meio ambiente ecologicamente
  equilibrado, bem de uso comum do povo e essencial
  à sadia qualidade de vida, impondo-se ao poder
  público e à coletividade o dever de defendê-lo e
  preservá-lo para as presentes e futuras
  gerações.
• Divisão da água em domínio da União e dos Estados
  Art. 20 e 26
• Conferência das Nações Unidas Sobre Meio Ambiente
  e Desenvolvimento (1992) Agenda 21 Capítulo
  18
• Proteção da Qualidade e do Abastecimento dos
  Recursos Hídricos
• Conferência Internacional Sobre Água e Meio
  Ambiente Dublin 1992
• Ministério do Meio Ambiente criado em 1995
• Política Nacional de Recursos Hídricos Lei
  9.433/97
• Agência Nacional de Águas Lei 9.984/00

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Resumo do saneamento no Brasil

• De acordo com o IBGE, um quarto da população do
  Brasil não conta com água potável e quase metade
  não têm serviço de esgoto
• Apenas 6 dos esgotos são tratados no Brasil.
  Mais de 90 são lançados nos rios, nos solos e
  nos mares
• A falta de água potável e de saneamento é causa
  de 80 das doenças e 65 das internações
  hospitalares no Brasil, implicando gastos de US
  2,5 bilhões, de acordo com a Organização Mundial
  da Saúde (OMS).

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Principais problemas relacionados com a água

• Problemas
• Proliferação de doenças transmitidas pela água,
  como cólera e diarréias
• Grande parte da população não dispõem de
  abastecimento adequado de água potável
• Imprópria para os diversos usos.
• Fonte de conflitos internacionais
• Guerras mundiais pela água em 1967, um dos
  motivos da guerra entre Israel e seus vizinhos
  foi justamente a ameaça, por parte dos árabes, de
  desviar o fluxo do rio Jordão. Países como a
  Síria também depende desse rio
• Crescimento populacional exige cada vez mais dos
  recursos naturais, principalmente a água.

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Quantidade de água
13
Quantidade de água

• Os oceanos contêm a maior parte da água do
  planeta (975 a cada 1.000 litros )
• A água do mar apresenta _at_ 3,3 de sais
  dissolvidos (principalmente NaCl(aq))
• Uma pessoa pode beber água com até 5g de sal/kg
  de água. Os oceanos contêm 35 g de sal/kg de água
  (7 vezes mais).
• Uma pessoa que bebe apenas água do mar acabará
  morrendo
• A água do mar também não pode ser usada na
  agricultura ou na indústria
• O excesso de sal mataria as plantações
• Deterioraria maquinários, entupiria válvulas e
  explodiria caldeiras.

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Quantidade de água

• Para que a água dos oceanos possa ser usada é
  necessário que o sal seja retirado
• Todos os métodos de dessalinização consomem
  grandes quantidades de energia

_at_ 0,30 dólar
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Qualidade da água

• Recursos hídricos ? condições físicas e químicas
  adequadas para sua utilização
• Devem conter substâncias essenciais à vida e
  estar isentos de outras substâncias que possam
  produzir efeitos nocivos aos organismos
• Disponibilidade da água em quantidade e
  qualidade adequadas
• Devido às suas propriedades de solvente e à sua
  capacidade de transportar partículas, incorpora a
  si diversas impurezas.

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Uso x qualidade da água
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Padrões de qualidade

• Padrões são teores máximos de impurezas
  permitidos na água, estabelecidos em função dos
  seus usos
• São fixados por entidades públicas, de acordo com
  uma legislação, com o objetivo de garantir que a
  água a ser utilizada para um determinado fim não
  contenha impurezas que venham a prejudicá-lo
• Em termos práticos, há 3 tipos de padrões de
  interesse direto dentro da Engenharia Ambiental
  referentes a qualidade da água
• Padrões de lançamento no corpo receptor
• Padrões de qualidade do corpo receptor
• Padrões de qualidade para determinado uso
  imediato (ex. padrões de potabilidade,
  balneabilidade, irrigação)

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Padrões de qualidade

• Padrões de lançamento no corpo receptor
• Tem como objetivo a preservação da qualidade do
  corpo dágua
• Os padrões de lançamento existem apenas por uma
  questão prática, já que é difícil se manter o
  controle efetivo das fontes poluidoras com base
  apenas na qualidade do corpo receptor
• Além de satisfazer os padrões de lançamento, deve
  proporcionar condições tais no corpo receptor, de
  tal forma que a qualidade do mesmo se enquadre
  dentro dos padrões para corpos receptores

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Padrões de lançamento e qualidade do corpo
receptor

• Estabelecimento do nível de qualidade (classe) a
  ser alcançado e/ou mantido em um segmento de
  corpo dágua ao longo do tempo
• No Brasil o dispositivo legal em vigor é a
  Resolução CONAMA nº. 357 do Conselho Nacional do
  Meio Ambiente CONAMA de 2005, que apresenta
• padrões de qualidade dos corpos receptores
• padrões para o lançamento de efluentes nos corpos
  receptores
• padrões de balneabilidade
• e classifica as águas de acordo com seus usos
  predominantes.

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Padrões de lançamento e qualidade do corpo
receptor

• A resolução CONAMA n?. 357/05, dividiu as águas
  do território nacional em
• Águas doces ? salinidade 0,5
• Salobras ? 0,5 lt salinidade lt 30
• Salinas ? salinidade 30
• Em função dos usos previstos, foram criadas
  classes para águas superficiais brasileiras
• Águas doces ? Classe especial e classes 1, 2, 3,
  4
• Águas salinas ? Classe especial e classes 1, 2,
  3
• Águas salobras ? Classe especial e classes 1, 2,
  3
• A cada uma dessas classes corresponde uma
  determinada qualidade a ser mantida no corpo
  dágua, são os Padrões de Qualidade.

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Legislação

• Cabe aos órgãos ambientais dos estados,
  territórios e Distrito Federal efetuar, não só o
  enquadramento dos corpos de água no âmbito das
  classes preconizadas pela Resolução CONAMA n0.
  357/05, como exercer atividade orientadora,
  fiscalizadora e punitiva junto às fontes de
  poluição que possam alterar os valores dos
  padrões de qualidade das águas da classe
  estabelecida para o corpo dágua receptor.

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Padrões de lançamento e qualidade do corpo
receptor

• Resolução CONAMA 396/08 Enquadramento de águas
  subterrâneas
• Águas subterrâneas águas que ocorrem
  naturalmente ou artificialmente no subsolo
• Capítulo II - classificação das águas
  subterrâneas
• Classe Especial, Classe 1, Classe 2, Classe 3,
  Classe 4, Classe 5
• Capítulo III - condições e padrões de qualidade
  das águas
• Os parâmetros a serem selecionados para subsidiar
  a proposta de enquadramento das águas
  subterrâneas em classes deverão ser escolhidos em
  função dos usos preponderantes, das
  características hidrogeológicas,
  hidrogeoquímicas, das fontes de poluição e outros
  critérios técnicos definidos pelo órgão
  competente.
• Dentre os parâmetros selecionados, deverão ser
  considerados, no mínimo, Sólidos Totais
  Dissolvidos, nitrato e coliformes
  termotolerantes.

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Poluição hídrica

• É qualquer alteração nas características
  físicas, químicas e/ou biológicas das águas, que
  possa constituir prejuízo à saúde, à segurança e
  ao bem estar da população e, ainda, possa
  comprometer a fauna ictiológica e a utilização
  das águas para fins recreativos, comerciais,
  industriais e de geração de energia (CONAMA).

• POLUIÇÃO f (uso)
• USO f(qualidade da água)
• QUALIDADE f(características físicas, químicas
  e/ou biológicas das águas).

24
(No Transcript)
25
Causas da poluição

• Alto grau de urbanização aliado à falta de
  saneamento básico
• Desenvolvimento da indústria e seus despejos
  complexos
• Aumento da produção agrícola, que resulta numa
  carga mais pesada de pesticidas e fertilizantes
  no ambiente.

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Fontes poluidoras

• Águas subterrâneas
• Infiltração de
• esgotos a partir de sumidouros ou valas de
  infiltração (fossas sépticas)
• esgotos depositados em lagoas de estabilização ou
  em outros sistemas de tratamento usando
  disposição no solo
• esgotos aplicados no solo em sistemas de
  irrigação
• águas contendo pesticidas, fertilizantes,
  detergentes e poluentes atmosféricos depositados
  no solo
• outras impurezas presentes no solo
• águas superficiais poluídas
• Vazamento de tubulações ou depósitos
  subterrâneos
• Percolação do chorume resultante de depósitos de
  lixo no solo
• Injeção de esgoto no subsolo
• Intrusão de água salgada
• Resíduos de outras fontes cemitérios, minas,
  depósitos de materiais radioativos.

• Águas superficiais
• Esgoto doméstico
• Efluentes industriais
• Águas pluviais, carreando impurezas do solo ou
  contendo esgotos lançados nas galerias
• Resíduos sólidos (lixo)
• Pesticidas
• Fertilizantes
• Detergentes
• Precipitação de poluentes atmosféricos (sobre o
  solo ou a água)
• Alteração nas margens dos mananciais, provocando
  carreamento do solo, como conseqüências da erosão.

• As águas subterrâneas e superficiais muitas vezes
  se interligam, e assim os mananciais da
  superfície proporcionam a recargas dos
  reservatórios subterrâneos, ou, vice-versa,
  podendo servir de fontes poluidoras
• A poluição das águas também estão ligadas com
  alterações (poluições) provocadas no solo e ar -
  Ex. uso de fertilizantes e chuva ácida.

27
Fontes poluidoras
ou
28
Fontes poluidoras
29
Principais poluentes e indicadores

• Mat. Orgânica - DBO, DQO e OD (mg/l)
• Sólidos - SS e RS (ml/l) turbidez (unt)
• Ácidos e Álcalis - pH
• Bactérias - IC (coli/100 ml)
• Óleos e Gorduras - OG (mg/l)
• Nitratos - NO3 (mg/l)
• Fosfatos - PO4 (mg/l)
• Temperatura - T (C)
• Metais Metais (mg/l).

30
Principais formas de poluição
31
Poluição sedimentar

• Acúmulo de partículas em suspensão (solo,
  produtos químicos insolúveis).

32
Poluição biológica

• Presença de microorganismos patogênicos,
  especialmente na água potável
• 4 bilhões de pessoas no mundo não têm acesso à
  água potável tratada
• 2,9 bilhões de pessoas vivem em áreas sem coleta
  ou tratamento de esgoto.

33
Poluição térmica

• Descarte de grandes volumes de água aquecida em
  rios e oceanos.

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Poluição por despejo de substâncias

• Substâncias tóxicas cuja presença na água não é
  fácil de identificar nem de remover
• Em geral os efeitos são cumulativos e podem levar
  anos para serem sentidos
• Os poluentes mais comuns das águas são
• Fertilizantes agrícolas
• Esgotos doméstico e industrial
• Compostos orgânicos sintéticos
• Plásticos
• Petróleo
• Metais pesados.

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Poluição por fertilizantes agrícolas
Poluição por esgotos domésticose industriais
36
Poluição por compostos orgânicos sintéticos
37
Poluição por plásticos
Alta produção
Alta velocidade de uso e descarte
Longo tempo para degradação
Causam a morte de animais por sufocamento
38
(No Transcript)
39
Poluição por petróleo
40
Poluição por petróleo

• O petróleo vaza e se espalha no mar ou no rio
• A mancha recobre a superfície das águas
• Sem a luz do sol as algas param de fazer
  fotossíntese.

41
Poluição por petróleo

• A quantidade de oxigênio diminui e outras
  espécies acabam morrendo

• Os peixes da superfíciemorrem por intoxicaçãoe
  falta de oxigênio
• Peixes que vivem nofundo e se alimentamde
  resíduos, morremenvenenados.

42
Poluição por petróleo

• As aves marinhas ficam com o corpo impregnado de
  óleo
• Deixam de reter o ar entre aspenas e morrem
  afogadas aomergulhar

• O óleo penetra no bulbocausando intoxicação
• Mesmo as aves tratadas acabam morrendo.

43
Poluição por petróleo

• No mangue o óleo impede as árvores de captar o
  oxigênio do ar causando sua morte
• Os crustáceos morrem pela falta de alimento
  (folhas decompostas)

• Além disso, o óleo fecha asbrânquias, por onde
  respiram,e superaquece a lama, seuhábitat
• No acidente da Baía deGuanabara espécies como
  ocaranguejo-uça podem ter sidoextintas.

44
Poluição por petróleo

• Com o ecossistema comprometido milhares de
  pessoas ficam sem trabalho
• Famílias de pescadores perdem sua fonte de
  sustento
• O comércio local acaba falindo com o fim do
  turismo na região.

45
Poluição por metais pesados
46
Poluição por metais pesados
47
Poluição orgânica

• Resultante do lançamento de esgotos domésticos e
  industriais ricos em matéria orgânica
• Forma de poluição mais presente no dia-a-dia dos
  brasileiros
• Carência do sistema de esgotamento sanitário
• Esse tipo de poluição é causada por matérias
  orgânicas suscetíveis de degradação bacteriana
• Degradação aeróbia ? água rica em oxigênio
  dissolvido e matéria orgânica pouco abundante
  (formam-se gás carbônico, água e nitratos)
• Degradação anaeróbia ? água não contém oxigênio
  suficiente (produção de gás carbônico, metano,
  amônia, ácidos graxos, etc.)
• Morte do corpo dágua ? quantidade de esgotos
  lançada gtgt volume do corpo receptor e capacidade
  de de oxigenação ? proliferação de bactérias ?
  consumo de todo oxigênio dissolvido.

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Carga Poluidora Orgânica

• É a observação da quantidade de poluente lançada
  pela fonte.
• Expressa em DBO ou DQO.
• DEMANDA QUÍMICA DE OXIGÊNIO - DQO
• Quantidade de oxigênio requerida para
  estabilizar, através de processos químicos, a
  matéria orgânica através de um oxidante forte em
  meio ácido
• Demanda Bioquímica de Oxigênio - DBO
• Quantidade de oxigênio estabilização da matérias
  orgânica através de processos bioquímicos.

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Demanda Química do Oxigênio

• Expressa em termos de concentração (mgO2/l)
• ou carga (kg de DQO/dia)
• Demanda
• Quantidade consumida ou a consumir
• Química
• Trata de agentes químicos
• Oxigênio
• Favorece a oxidação
• Valores da DQO normalmente maiores que os da DBO.
• Trata também substâncias não biodegradáveis
  (inertes)
• Teste realizado num prazo menor de 2 horas e
  em primeiro lugar, servindo os resultados de
  orientação para o teste da DBO.
• Indicativo de despejos de origem industrial.

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Demanda Bioquímica do Oxigênio

• Expressa em termos de concentração (mgO2/l)  
• ou carga (kg de DBO/dia)
• Demanda
• Quantidade consumida ou a consumir
• Bioquímica
• Mistura de reações de origem biológica e química.
  
• Consumo de oxigênio através de reações biológicas
  e químicas.
• Oxigênio
• Favorece a oxidação
• DBO5,20
• Verificação do oxigênio consumido em 5 dias a uma
  temperatura de 20ºC.
• Considera apenas a matéria orgânica biodegradável
• Não consideração o efeito tóxico ou inibidor de
  materiais sobre a atividade microbiana. 

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Demanda Bioquímica do Oxigênio

• Classificação dos corpos dágua
• Águas limpas ? DBO5 na ordem de 2 a 4 mg/l
• Águas poluídas ? várias dezenas de miligramas
• Esgoto doméstico ? chega a 300 mg/l.

DBO5 ? dá uma idéia do grau de poluição Avaliação
da poluição ? necessidade de correlacionar esse
indicador com a quantidade de despejos Representa
a quantidade de oxigênio que vai ser requerida
do corpo dágua na unidade de tempo CP
Concentração (DBO5) x Vazão Superávit ou déficit
de oxigênio
52
Equivalente Populacional

• Traduz a equivalência entre o potencial poluidor
  de uma industria (comumente em termos de matéria
  orgânica) e uma determinada população.
• Um industria tem um equivalente populacional de
  20.000 habitantes a carga de DBO do efluente
  industrial corresponde à carga gerada por uma
  localidade com uma população de 20.000 habitantes.

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Equivalente populacional

• Poluição orgânica ? f (quantidade média de
  detritos produzidos diariamente por uma pessoa)
• EP ? corresponde à carga poluidora ou carga de
  DBO5 produzida por uma pessoa diariamente.

Indústria Quant./dia EP (hab)
Cerveja 1000 litros de cerv. 1.500
Curtume 1 ton de peles 2.500
Matadouro 1 ton de bovino 300
Celulose 1 ton de celulose 5.000
Álcool 65 litros de álcool 400
Granja de Aves 10 aves abatidas 2
Laticínios 1.000 litros de leite 200
Lavanderia 1 ton de roupas 700
Manual de Tratamento de Águas Residuárias.
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Autodepuração

• Zona de Degradação
• Zona de Decomposição Ativa
• Zona de Recuperação
• Zona de Águas Limpas

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Características das zonas de autodepuração

• Zona de Degradação
• Início ? ponto de lançamento dos despejos
• Água turva (cor acinzentada)
• Precipitação de partículas ? lodo no leito do
  corpo dágua
• Proliferação de bactérias (consumo de matéria
  orgânica)
• Redução da concentração de oxigênio dissolvido
• Limite da 1ª zona ? concentração de oxigênio
  atinge 40 da concentração inicial
• Não há odor
• Presença de oxigênio não permita a decomposição
  aneróbia.

56
Autodepuração

• Zona de Degradação
• Zona de Decomposição Ativa
• Zona de Recuperação
• Zona de Águas Limpas

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Características das zonas de autodepuração

• Zona de Decomposição Ativa
• Início ? oxigênio atinge valores inferiores a 40
  da concentração de saturação
• Água ? cor cinza-escura, quase negra
• Bancos de lodos no fundo em ativa decomposição
  anaeróbia
• Desprendimento de gases mal cheirosos (amônia,
  gás sulfídrico, etc)
• Oxigênio dissolvido ? pode zerar ou ficar
  negativo
• Biota aeróbia é substituída por outra anaeróbia
• Ambiente fétido e escuro
• Oxigênio passa a ser reposto ? ar atmosférico ou
  fotossíntese
• População de bactérias ? decresce
• Água começa a ficar mais clara (ainda impróprio
  p/ os peixes)
• Fim da 2ª zona ? oxigênio elevar-se a 40 da
  conc. de saturação.

58
Autodepuração

• Zona de Degradação
• Zona de Decomposição Ativa
• Zona de Recuperação
• Zona de Águas Limpas

59
Características das zonas de autodepuração

• Zona de Recuperação
• Início ? 40 de oxigênio de saturação
• Término ? água saturada de oxigênio
• Água ? mais clara e límpida
• Proliferação de algas que reoxigenam o meio
• Amônia ? oxidada a nitritos e nitratos (
  fosfatos fertilizam o meio, favorecendo a
  proliferação de algas)
• Cor esverdeada intensa (alimento p/ crustáceos,
  larvas de insetos, vermes, etc., que servem de
  alimentos p/ os peixes)
• Diversificação da biocenose.

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Autodepuração

• Zona de Degradação
• Zona de Decomposição Ativa
• Zona de Recuperação
• Zona de Águas Limpas

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Características das zonas de autodepuração

• Zona de Águas Limpas
• Água ? características diferentes das águas
  poluídas
• Água encontra-se eutrófica
• Não é limpa, devido a presença das algas (cor
  verde)
• Água ? recuperou-se, melhorou suas capacidade de
  produzir alimento protéico (piorou no quesito de
  potabilidade)
• Péssimo aspecto estético
• Grande assoreamento nas margens
• Invasão de plantas aquáticas indesejáveis.