Poluição da água - Water pollution

Poluição hídrica (ou poluição aquática ) é a contaminação de corpos d'água , geralmente em decorrência de atividades humanas, de maneira que afeta negativamente seus usos legítimos. A poluição da água reduz a capacidade do corpo d'água de fornecer os serviços ecossistêmicos que, de outra forma, forneceria. Os corpos d'água incluem, por exemplo , lagos , rios , oceanos , aquíferos , reservatórios e lençóis freáticos . A poluição da água ocorre quando contaminantes são introduzidos nesses corpos d'água. Por exemplo, a liberação de águas residuais tratadas de forma inadequada em águas naturais pode levar à degradação desses ecossistemas aquáticos . Todas as plantas e organismos que vivem ou estão expostos a corpos d'água poluídos podem ser impactados. Os efeitos podem causar danos a espécies individuais e impactar as comunidades biológicas naturais das quais fazem parte. A poluição da água também pode levar a doenças transmitidas pela água para as pessoas que usam a água poluída para beber, tomar banho, lavar ou irrigar .

A poluição da água pode ser classificada como poluição das águas superficiais (por exemplo, lagos, riachos, estuários e partes do oceano na poluição marinha ) ou poluição das águas subterrâneas . As fontes de poluição da água são fontes pontuais ou fontes difusas . As fontes pontuais têm uma causa identificável, como um bueiro ou uma estação de tratamento de águas residuais . Fontes difusas são mais difusas, como o escoamento agrícola . A poluição é o resultado do efeito cumulativo ao longo do tempo. O fornecimento de água potável é um importante serviço ecossistêmico fornecido por alguns sistemas de água doce, mas aproximadamente 785 milhões de pessoas no mundo não têm acesso a água potável devido à poluição.

A poluição pode assumir a forma de substâncias tóxicas (por exemplo, óleo, metais, plásticos, pesticidas , poluentes orgânicos persistentes , produtos residuais industriais), condições estressantes (por exemplo, mudanças de pH, hipóxia ou anoxia, temperaturas estressantes, turbidez excessiva, sabor desagradável ou odor e alterações de salinidade) ou organismos patogênicos. Os contaminantes podem incluir substâncias orgânicas e inorgânicas . O calor também pode ser um poluente, e isso é chamado de poluição térmica . Uma causa comum de poluição térmica é o uso de água como refrigerante por usinas de energia e fabricantes industriais.

A poluição da água é medida através da análise de amostras de água e testes para uma gama de parâmetros físicos, químicos e biológicos. O controle da poluição da água requer infraestrutura e planos de gestão adequados , bem como legislação. As soluções tecnológicas podem incluir a melhoria do saneamento , tratamento de esgoto , tratamento de águas residuais industriais , tratamento de águas residuais agrícolas, controle de erosão , controle de sedimentos e controle de escoamento urbano (incluindo gestão de águas pluviais ). O controle eficaz do escoamento urbano inclui a redução da velocidade e da quantidade de fluxo.

Definição

Poluição no Canal Lachine , Canadá

Uma definição prática de poluição da água é: "Poluição da água é a adição de substâncias ou formas de energia que alteram direta ou indiretamente a natureza do corpo de água de tal maneira que afeta negativamente seus usos legítimos". Assim, a poluição está associada a conceitos atribuídos ao ser humano, nomeadamente as alterações negativas e os usos do corpo d'água. A água é normalmente considerada poluída quando é prejudicada por contaminantes antropogênicos . Devido a esses contaminantes, ele não suporta o uso humano, como água potável , ou sofre uma mudança marcante em sua capacidade de sustentar suas comunidades bióticas, como peixes.

Impactos

Ecossistemas

A poluição da água é um grande problema ambiental global porque pode resultar na degradação dos ecossistemas aquáticos . Os contaminantes específicos que levam à poluição da água incluem um amplo espectro de produtos químicos , patógenos e mudanças físicas, como temperatura elevada. Embora muitos dos produtos químicos e substâncias regulamentados possam ocorrer naturalmente ( cálcio , sódio , ferro, manganês , etc.), a concentração geralmente determina o que é um componente natural da água e o que é um contaminante. Altas concentrações de substâncias que ocorrem naturalmente podem ter impactos negativos na flora e fauna aquáticas. As substâncias que esgotam o oxigênio podem ser materiais naturais, como matéria vegetal (por exemplo, folhas e grama), bem como produtos químicos feitos pelo homem. Outras substâncias naturais e antropogênicas podem causar turvação (nebulosidade) que bloqueia a luz e interrompe o crescimento das plantas e obstrui as guelras de algumas espécies de peixes.

Existe a preocupação de que a poluição da água possa danificar o fitoplâncton nos oceanos, que produzem 70% do oxigênio e removem uma grande parte do dióxido de carbono da atmosfera .

Saúde pública e doenças transmitidas pela água

Um estudo publicado em 2017 afirmou que "a água poluída espalhou doenças gastrointestinais e infecções parasitárias e matou 1,8 milhões de pessoas" (também chamadas de doenças transmitidas pela água ).

Eutrofização por poluição de nitrogênio

A poluição por nitrogênio (uma forma de poluição da água em que quantidades excessivas de nutrientes são adicionadas a um corpo d'água) pode causar eutrofização , especialmente em lagos. A eutrofização é um aumento na concentração de nutrientes químicos em um ecossistema a uma extensão que aumenta a produtividade primária do ecossistema. Dependendo do grau de eutrofização, podem ocorrer efeitos ambientais negativos subsequentes, como anoxia (redução do oxigênio) e graves reduções na qualidade da água , afetando peixes e outras populações animais.

A eutrofização (do grego eutrofos , "bem nutrido") é o processo pelo qual um corpo inteiro de água , ou partes dele, torna-se progressivamente enriquecido com minerais e nutrientes . Também foi definido como "aumento da produtividade do fitoplâncton induzido por nutrientes ". Corpos d'água com níveis muito baixos de nutrientes são denominados oligotróficos e aqueles com níveis moderados de nutrientes são denominados mesotróficos . A eutrofização avançada também pode ser referida como condições distróficas e hipertróficas. A eutrofização em ecossistemas de água doce quase sempre é causada pelo excesso de fósforo.

Antes da interferência humana, esse era, e continua sendo, um processo natural muito lento no qual nutrientes, especialmente compostos de fósforo e matéria orgânica, se acumulam nos corpos d'água. Esses nutrientes são derivados da degradação e da solução de minerais nas rochas e pelo efeito de líquenes, musgos e fungos que eliminam ativamente os nutrientes das rochas. Antropogênica ou eutrofização cultural é muitas vezes um processo muito mais rápido na qual os nutrientes são adicionados a uma massa de água a partir de qualquer um de uma grande variedade de poluentes, incluindo as entradas não tratado ou parcialmente tratado de esgotos , águas residuais industriais e de fertilizantes a partir de práticas agrícolas. A poluição por nutrientes , uma forma de poluição da água, é a principal causa da eutrofização das águas superficiais , na qual o excesso de nutrientes, geralmente nitrogênio ou fósforo , estimula o crescimento de algas e plantas aquáticas .

acidificação do oceano

A acidificação dos oceanos é outro impacto da poluição da água.

A acidificação dos oceanos , é a diminuição constante no pH valor da Terra 's oceanos , causada pela absorção de dióxido de carbono ( CO
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) da atmosfera . A principal causa da acidificação dos oceanos é a queima de combustíveis fósseis . A acidificação dos oceanos é um dos vários efeitos das mudanças climáticas nos oceanos . A água do mar é ligeiramente básica (significando pH> 7), e a acidificação do oceano envolve uma mudança para condições de pH neutro em vez de uma transição para condições ácidas (pH <7). A preocupação com a acidificação dos oceanos é que ela pode levar à diminuição da produção de conchas de crustáceos e outras formas de vida aquática com conchas de carbonato de cálcio , bem como alguns outros desafios fisiológicos para os organismos marinhos. Os organismos com casca de carbonato de cálcio não podem se reproduzir em águas acidóticas altamente saturadas. Estima-se que 30–40% do dióxido de carbono da atividade humana liberado na atmosfera se dissolva em oceanos, rios e lagos. Parte dele reage com a água para formar ácido carbônico . Algumas das moléculas de ácido carbônico resultantes se dissociam em um íon bicarbonato e um íon hidrogênio, aumentando assim a acidez do oceano ( concentração de íon H + ).

Contaminantes e suas fontes

Visão geral

Se a poluição da água é proveniente de esgoto (esgoto municipal), os principais poluentes são: sólidos em suspensão, matéria orgânica biodegradável, nutrientes e organismos patogênicos.

Poluentes e seus efeitos (as fontes desses poluentes são águas residuais municipais e industriais, escoamento urbano, atividades agrícolas e de pastagem). Adaptado de
Poluente Parâmetro representativo principal Possível efeito do poluente
Sólidos em suspensão Sólidos suspensos totais
Matéria orgânica biodegradável Demanda biológica de oxigênio
  • Consumo de oxigenio
  • Morte de peixe
  • Condições sépticas
Nutrientes
Patógenos Doenças transmitidas pela água
Matéria orgânica não biodegradável
Sólidos inorgânicos dissolvidos

Patógenos de esgoto e agricultura

Cartaz para ensinar as pessoas no sul da Ásia sobre as atividades humanas que levam à poluição das fontes de água

Os microrganismos causadores de doenças são chamados de patógenos . Os principais grupos de organismos patogênicos são: (a) bactérias, (b) vírus, (c) protozoários e (d) helmintos. Na prática, organismos indicadores são usados ​​para investigar a poluição patogênica da água porque a detecção de organismos patogênicos em amostras de água é difícil e cara, devido às suas baixas concentrações. Os indicadores (indicador bacteriano ) de contaminação fecal de amostras de água mais comumente utilizados são: coliformes totais (TC), coliformes fecais (FC) ou coliformes termotolerantes, escherichia coli (EC).

Os patógenos podem produzir doenças transmitidas pela água em hospedeiros humanos ou animais. Alguns microrganismos às vezes encontrados em águas superficiais contaminadas que causam problemas de saúde humana incluem: Burkholderia pseudomallei , Cryptosporidium parvum , Giardia lamblia , Salmonella , norovírus e outros vírus, vermes parasitas incluindo o tipo Schistosoma .

A fonte de altos níveis de patógenos em corpos d'água pode ser de fezes humanas (devido à defecação a céu aberto ), esgoto , água negra , esterco que encontrou seu caminho para o corpo d'água. A causa para isso pode ser a falta de saneamento ou sistemas de saneamento no local com funcionamento insuficiente ( tanques sépticos , latrinas de fossa ), estações de tratamento de esgoto sem etapas de desinfecção, transbordamentos de esgoto sanitário e transbordamentos combinados de esgoto (CSOs) durante tempestades e agricultura intensiva (mal exploração pecuária gerida).

Rio lamacento poluído por sedimentos.

Compostos orgânicos não biodegradáveis

Os contaminantes podem incluir substâncias orgânicas não biodegradáveis . Muitas dessas substâncias químicas são tóxicas .

Um boom de coleta de lixo para reduzir a poluição em um riacho urbano em Auckland , Nova Zelândia.

Os seguintes compostos podem chegar a corpos d'água por meio de esgoto bruto ou até mesmo de descargas de esgoto tratado (isso ocorre porque a remoção desses "micropoluentes" é complexa e cara (veja também abaixo em Controle e Redução):

Poluente orgânico persistente

Poluentes orgânicos persistentes (POPs), às vezes conhecidos como "produtos químicos para sempre", são compostos orgânicos resistentes à degradação ambiental por meio de processos químicos , biológicos e fotolíticos . É um produto químico tóxico que afeta adversamente a saúde humana e o meio ambiente em todo o mundo. Como podem ser transportados por vento e água, a maioria dos POPs gerados em um país podem e afetam as pessoas e a vida selvagem longe de onde são usados ​​e liberados. O efeito dos POPs na saúde humana e ambiental foi discutido, com a intenção de eliminar ou restringir severamente sua produção, pela comunidade internacional na Convenção de Estocolmo sobre Poluentes Orgânicos Persistentes em 2001. Os Estados Unidos tomaram medidas internas firmes para reduzir as emissões de POPs . Por exemplo, nenhum dos pesticidas POPs originais listados na Convenção de Estocolmo está registrado para venda e distribuição nos Estados Unidos hoje e, em 1978, o Congresso proibiu a fabricação de PCBs e restringiu severamente o uso de estoques de PCBs restantes. Além disso, desde 1987, a EPA e os estados reduziram efetivamente as liberações ambientais de dioxinas e furanos para a terra, o ar e a água de fontes americanas.

Muitos POPs são ou foram usados ​​atualmente como pesticidas , solventes , produtos farmacêuticos e produtos químicos industriais. Embora alguns POPs surjam naturalmente (por exemplo, de vulcões), a maioria é de origem humana.

Poluentes farmacêuticos ambientais persistentes

A poluição da água devido a poluentes farmacêuticos ambientais persistentes pode ter consequências abrangentes:

O efeito ambiental de produtos farmacêuticos e de cuidados pessoais (PPCPs) está sendo investigado desde pelo menos a década de 1990. Os PPCPs incluem substâncias usadas por indivíduos para saúde pessoal ou razões cosméticas e os produtos usados ​​pelo agronegócio para impulsionar o crescimento ou a saúde dos rebanhos. Mais de vinte milhões de toneladas de PPCPs são produzidos a cada ano. A União Europeia declarou os resíduos farmacêuticos com potencial de contaminação da água e do solo como "substâncias prioritárias". [3]

PPCPs foram detectados em corpos d'água em todo o mundo. Mais pesquisas são necessárias para avaliar os riscos de toxicidade , persistência e bioacumulação , mas o estado atual da pesquisa mostra que os produtos de higiene pessoal impactam o meio ambiente e outras espécies, como recifes de coral e peixes. Os PPCPs abrangem poluentes farmacêuticos persistentes ambientais (EPPPs) e são um tipo de poluente orgânico persistente . Eles não são removidos em estações de tratamento de esgoto convencionais , mas requerem um quarto estágio de tratamento que poucas estações têm.

Contaminantes inorgânicos

Poluentes inorgânicos da água incluem, por exemplo:

Contaminantes de águas residuais industriais

Se a poluição deriva de águas residuais industriais, os poluentes podem incluir:

A composição das águas residuais industriais varia amplamente. Esta é uma lista parcial de poluentes químicos ou físicos que podem estar contidos nas águas residuais industriais:

Resíduos sólidos e plásticos

Os resíduos sólidos podem entrar nos corpos d'água por meio de esgoto não tratado, transbordamentos combinados de esgoto, escoamento urbano, pessoas descartando lixo no meio ambiente, vento carregando resíduos sólidos urbanos de aterros sanitários e assim por diante. Isso resulta em poluição macroscópica - grandes itens visíveis poluindo a água - mas também poluição de microplásticos que não é diretamente visível. O termo lixo marinho é usado no contexto da poluição dos oceanos.

Os detritos marinhos , também conhecidos como lixo marinho, são resíduos criados pelo homem que foram deliberada ou acidentalmente lançados no mar ou oceano . Os detritos oceânicos flutuantes tendem a se acumular no centro dos giros e nas linhas costeiras , frequentemente encalhando, quando são conhecidos como lixo de praia ou naufrágios. A disposição deliberada de resíduos no mar é chamada de despejo no oceano . Detritos de ocorrência natural, como troncos e sementes , também estão presentes.

Com o uso crescente do plástico , a influência humana se tornou um problema, pois muitos tipos de plásticos (petroquímicos) não se biodegradam rapidamente, como aconteceria com os materiais naturais ou orgânicos. O maior tipo de poluição por plástico (~ 10%) e a maioria dos grandes plásticos nos oceanos são descartados e as redes perdidas da indústria pesqueira. O plástico aquático representa uma séria ameaça para peixes , aves marinhas , répteis marinhos e mamíferos marinhos , bem como para barcos e costas. Dumping, derramamento de contêineres, lixo levado para bueiros e cursos de água e resíduos de aterros trazidos pelo vento contribuem para esse problema. Esse aumento da poluição da água causou sérios efeitos negativos, como redes fantasmas capturando animais, concentração de detritos de plástico em grandes manchas de lixo marinho e concentrações crescentes de contaminantes na cadeia alimentar .

Uma preocupação crescente com a poluição do plástico no ecossistema marinho é o uso de microplásticos . Microplásticos são pequenos grânulos de plástico com menos de 5 milímetros de largura e são comumente encontrados em sabonetes, limpadores faciais e outros esfoliantes. Quando esses produtos são usados, os microplásticos passam pelo sistema de filtração de água e vão para o oceano, mas devido ao seu pequeno tamanho, é provável que escapem da captura pelas telas de tratamento preliminar nas estações de tratamento de efluentes. Essas contas são prejudiciais aos organismos do oceano, especialmente aos filtradores, porque podem ingerir facilmente o plástico e adoecer. Os microplásticos são uma preocupação porque é difícil limpá-los devido ao seu tamanho, então os humanos podem tentar evitar o uso desses plásticos nocivos comprando produtos que usem esfoliantes ambientalmente seguros.

Como o plástico é amplamente utilizado em todo o planeta, os microplásticos se espalharam pelo ambiente marinho. Por exemplo, os microplásticos podem ser encontrados em praias arenosas e águas superficiais, bem como na coluna de água e nos sedimentos do fundo do mar. Os microplásticos também são encontrados em muitos outros tipos de partículas marinhas, como material biológico morto (tecido e conchas) e algumas partículas de solo (sopradas pelo vento e carregadas para o oceano pelos rios). Ao chegar aos ambientes marinhos, o destino dos microplásticos está sujeito a fatores que ocorrem naturalmente, como ventos e correntes oceânicas superficiais. Os modelos numéricos são capazes de rastrear pequenos detritos plásticos (micro e mesoplásticos) à deriva no oceano, prevendo assim seu destino.
Os microplásticos foram amplamente detectados nos ambientes aquáticos do mundo. O primeiro estudo sobre microplásticos em ecossistemas de água doce foi publicado em 2011 e encontrou uma média de 37,8 fragmentos por metro quadrado de amostras de sedimentos do Lago Huron . Além disso, estudos descobriram que MP (microplástico) está presente em todos os Grandes Lagos com uma concentração média de 43.000 partículas de MP km- 2 . Microplásticos também foram detectados em ecossistemas de água doce fora dos Estados Unidos. No Canadá, um estudo de três anos encontrou uma concentração média de microplásticos de 193.420 partículas km −2 no Lago Winnipeg . Nenhum dos microplásticos detectados era micro-pellets ou grânulos e a maioria eram fibras resultantes da quebra de partículas maiores, têxteis sintéticos ou precipitação atmosférica. A maior concentração de microplástico já descoberta em um ecossistema de água doce estudado foi registrada no rio Reno em 4000 MP partículas kg −1 .

Tipos de poluição das águas superficiais

Um rio poluído drenando uma mina de cobre abandonada em Anglesey

Poluição de rios, lagos e oceanos

A poluição das águas superficiais inclui a poluição de rios, lagos e oceanos . Um subconjunto da poluição das águas superficiais é a poluição marinha que afeta os oceanos. A poluição por nutrientes refere-se à contaminação por entradas excessivas de nutrientes .

Globalmente, cerca de 4,5 bilhões de pessoas não tinham o saneamento administrado com segurança até 2017, de acordo com uma estimativa do Programa Conjunto de Monitoramento de Abastecimento de Água e Saneamento . A falta de acesso ao saneamento é preocupante e muitas vezes leva à poluição da água, por exemplo, através da prática de defecação a céu aberto : durante chuvas ou inundações, as fezes humanas são movidas do solo onde foram depositadas nas águas superficiais. As latrinas de fossa simples também podem ficar inundadas durante as chuvas.

Quando os esgotos transbordam durante eventos de tempestade, isso pode levar à poluição da água por esgoto não tratado. Esses eventos são chamados de transbordamentos de esgoto sanitário ou transbordamentos combinados de esgoto .

poluição marinha

Poluição marinha ocorre quando as substâncias usadas ou propagação por seres humanos, tais como industrial , agrícola e residencial de resíduos , partículas , o ruído , o excesso de dióxido de carbono ou organismos invasivos entrar no oceano e provocar efeitos nocivos lá. A maioria desses resíduos (80%) vem da atividade terrestre, embora o transporte marítimo também contribua significativamente. Como a maioria dos insumos vem da terra, seja via rios , esgoto ou atmosfera, isso significa que as plataformas continentais são mais vulneráveis ​​à poluição. A poluição do ar também contribui para o transporte de ferro, ácido carbônico, nitrogênio, silício, enxofre, pesticidas ou partículas de poeira para o oceano. A poluição geralmente vem de fontes difusas , como escoamento agrícola , detritos levados pelo vento e poeira. Essas fontes difusas são em grande parte devido ao escoamento que entra no oceano através dos rios, mas os detritos e a poeira trazidos pelo vento também podem desempenhar um papel, já que esses poluentes podem se depositar nos cursos d'água e nos oceanos. As vias de poluição incluem descarga direta, escoamento de terra, poluição de navios , poluição atmosférica e, potencialmente, mineração em alto mar .

Os tipos de poluição marinha podem ser agrupados como poluição de detritos marinhos , poluição de plástico , incluindo microplásticos , acidificação do oceano , poluição de nutrientes , toxinas e ruído subaquático. A poluição por plástico no oceano é um tipo de poluição marinha por plásticos , variando em tamanho desde grandes materiais originais, como garrafas e sacolas, até microplásticos formados a partir da fragmentação do material plástico. Os detritos marinhos são principalmente lixo humano descartado que flutua ou está suspenso no oceano. A poluição do plástico é prejudicial à vida marinha .

Poluição de nutrientes

Poluição de nutrientes causada pelo escoamento superficial do solo e fertilizantes durante uma tempestade

A poluição por nutrientes, uma forma de poluição da água, refere-se à contaminação por entradas excessivas de nutrientes . É a principal causa da eutrofização das águas superficiais , nas quais o excesso de nutrientes, geralmente nitrogênio ou fósforo , estimula o crescimento de algas . Fontes de poluição de nutrientes incluem escoamento superficial de campos agrícolas e pastagens, descargas de fossas sépticas e confinamentos e emissões de combustão. O esgoto bruto é um grande contribuinte para a eutrofização cultural, uma vez que o esgoto é rico em nutrientes. Lançar esgoto bruto em um grande corpo d'água é conhecido como despejo de esgoto e ainda ocorre em todo o mundo. O excesso de compostos reativos de nitrogênio no ambiente está associado a muitas preocupações ambientais em grande escala. Isso inclui a eutrofização das águas superficiais , proliferação de algas nocivas , hipóxia , chuva ácida , saturação de nitrogênio nas florestas e mudanças climáticas .

Desde o boom agrícola na década de 1910 e novamente na década de 1940 para atender ao aumento da demanda por alimentos, a produção agrícola depende fortemente do uso de fertilizantes. O fertilizante é uma substância natural ou quimicamente modificada que ajuda o solo a se tornar mais fértil. Esses fertilizantes contêm grandes quantidades de fósforo e nitrogênio, o que resulta em quantidades excessivas de nutrientes que entram no solo. Nitrogênio , fósforo e potássio são os "três grandes" nutrientes primários em fertilizantes comerciais, cada um desses nutrientes fundamentais desempenha um papel fundamental na nutrição das plantas. Quando o nitrogênio e o fósforo não são totalmente utilizados pelas plantas em crescimento, eles podem ser perdidos dos campos agrícolas e impactar negativamente a qualidade do ar e da água a jusante. Esses nutrientes podem acabar nos ecossistemas aquáticos e contribuem para o aumento da eutrofização. Quando os agricultores espalham seu fertilizante, seja ele orgânico ou sintético, a maior parte do fertilizante se transforma em escoamento que é coletado a jusante, gerando eutrofização cultural.

Poluição térmica

A Brayton Point Power Station, em Massachusetts, descarrega água aquecida na baía Mount Hope .
A poluição térmica , às vezes chamada de "enriquecimento térmico", é a degradação da qualidade da água por qualquer processo que altere a temperatura ambiente da água . A poluição térmica é o aumento ou queda na temperatura de um corpo natural de água causada pela influência humana. A poluição térmica, ao contrário da poluição química, resulta em uma mudança nas propriedades físicas da água. Uma causa comum de poluição térmica é o uso de água como refrigerante por usinas de energia e fabricantes industriais. O escoamento urbano - águas pluviais despejadas nas águas superficiais de telhados, estradas e estacionamentos - e reservatórios também podem ser uma fonte de poluição térmica. A poluição térmica também pode ser causada pela liberação de água muito fria da base dos reservatórios para rios mais quentes.

As temperaturas elevadas da água diminuem os níveis de oxigênio (devido aos níveis mais baixos de oxigênio dissolvido , pois os gases são menos solúveis em líquidos mais quentes), o que pode matar peixes (que podem apodrecer) e alterar a composição da cadeia alimentar , reduzir a biodiversidade de espécies e promover a invasão de novos espécies termofílicas .

Derramamentos de óleo

Um derramamento de óleo é a liberação de um hidrocarboneto de petróleo líquido no meio ambiente, especialmente no ecossistema marinho , devido à atividade humana, e é uma forma de poluição . O termo é geralmente usado para derramamentos de óleo marinhos, quando o óleo é liberado no oceano ou em águas costeiras , mas os derramamentos também podem ocorrer em terra. Derramamentos de petróleo podem ser causados ​​por vazamentos de petróleo bruto de petroleiros , plataformas offshore , sondas e poços de perfuração , bem como derramamentos de produtos de petróleo refinado (como gasolina , diesel ) e seus subprodutos, combustíveis mais pesados ​​usados ​​por grandes navios, como combustível de bunker , ou derramamento de qualquer refugo oleoso ou óleo usado .

Outros

A introdução de organismos aquáticos invasores também é uma forma de poluição da água. Causa poluição biológica .

Poluição da água subterrânea

A poluição das águas subterrâneas (também chamada de contaminação das águas subterrâneas) ocorre quando os poluentes são liberados para o solo e chegam às águas subterrâneas . Este tipo de poluição da água também pode ocorrer naturalmente devido à presença de um constituinte menor e indesejado, contaminante ou impureza nas águas subterrâneas, caso em que é mais conhecido como contaminação do que poluição . A poluição pode ocorrer a partir de sistemas de saneamento no local , aterros , efluentes de estações de tratamento de águas residuais , vazamentos de esgoto, postos de gasolina ou de aplicação excessiva de fertilizantes na agricultura . A poluição (ou contaminação) também pode ocorrer por contaminantes naturais, como arsênio ou flúor . O uso de águas subterrâneas poluídas causa riscos à saúde pública por meio de envenenamento ou disseminação de doenças ( doenças transmitidas pela água ).

O poluente geralmente cria uma pluma de contaminante dentro de um aquífero . O movimento da água e a dispersão dentro do aquífero espalham o poluente por uma área mais ampla. Seu limite de avanço, geralmente chamado de borda da pluma, pode se cruzar com poços de água subterrânea e de superfície, como fontes e fontes, tornando o abastecimento de água inseguro para humanos e animais selvagens. O movimento da pluma, denominado frente da pluma, pode ser analisado por meio de um modelo de transporte hidrológico ou modelo de água subterrânea . A análise da poluição das águas subterrâneas pode se concentrar nas características do solo e na geologia do local , hidrogeologia , hidrologia e a natureza dos contaminantes. Diferentes mecanismos têm influência no transporte de poluentes, por exemplo , difusão , adsorção , precipitação , decomposição , nas águas subterrâneas.

Por tipo de fonte

As fontes de poluição das águas superficiais podem ser agrupadas em duas categorias com base em sua origem: fontes pontuais e fontes difusas.

Fontes pontuais

A poluição da água de fonte pontual refere-se aos contaminantes que entram em um curso de água a partir de uma única fonte identificável, como um cano ou vala . Exemplos de fontes nesta categoria incluem descargas de uma estação de tratamento de esgoto , uma fábrica ou um dreno de chuva da cidade .

O US Clean Water Act (CWA) define a fonte pontual para fins de aplicação regulatória (consulte a regulamentação dos Estados Unidos sobre poluição da água por fonte pontual ). A definição CWA de fonte pontual foi emendada em 1987 para incluir sistemas municipais de esgoto pluvial, bem como águas pluviais industriais, como de canteiros de obras.

Fontes não pontuais

A poluição de fonte difusa (NPS) refere-se à contaminação difusa (ou poluição ) da água ou do ar que não se origina de uma única fonte discreta. Esse tipo de poluição costuma ser o efeito cumulativo de pequenas quantidades de contaminantes coletados em uma grande área. Está em contraste com a poluição de fonte pontual que resulta de uma única fonte. A poluição de fonte difusa geralmente resulta do escoamento da terra , precipitação, deposição atmosférica , drenagem , infiltração ou modificação hidrológica (chuva e derretimento da neve), onde rastrear a poluição de volta a uma única fonte é difícil. A poluição da água de fonte difusa afeta um corpo de água a partir de fontes como o escoamento poluído de áreas agrícolas que drenam para um rio ou detritos transportados pelo vento que chegam ao mar. A poluição do ar de fonte difusa afeta a qualidade do ar, de fontes como chaminés ou escapamentos de carros . Embora esses poluentes tenham se originado de uma fonte pontual, a capacidade de transporte de longo alcance e as fontes múltiplas do poluente tornam-no uma fonte difusa de poluição; se as descargas ocorressem em um corpo d'água ou na atmosfera em um único local, a poluição seria de um único ponto.

Medição

Cientistas ambientais preparando amostradores automáticos de água.

A poluição da água pode ser analisada por meio de várias categorias amplas de métodos: físico, químico e biológico. Alguns métodos podem ser realizados in situ , sem amostragem, como a temperatura. Outros envolvem a coleta de amostras, seguida de testes analíticos especializados em laboratório. Foram publicados métodos de teste analíticos padronizados e validados para amostras de água e efluentes.

Os testes físicos comuns de água incluem temperatura, condutância específica ou condutância elétrica (CE) ou condutividade, concentrações de sólidos (por exemplo, sólidos suspensos totais (TSS)) e turbidez . As amostras de água podem ser examinadas usando métodos de química analítica . Muitos métodos de teste publicados estão disponíveis para compostos orgânicos e inorgânicos. Os parâmetros frequentemente usados ​​que são quantificados são pH , demanda bioquímica de oxigênio (BOD), demanda química de oxigênio (COD), oxigênio dissolvido (DO), dureza total , nutrientes ( compostos de nitrogênio e fósforo , por exemplo, nitrato e ortofosfatos ), metais (incluindo cobre, zinco , cádmio , chumbo e mercúrio ), óleo e graxa, hidrocarbonetos totais de petróleo (TPH), tensoativos e pesticidas .

Amostragem

A complexidade da qualidade da água como um assunto se reflete nos vários tipos de medições de indicadores de qualidade da água. Algumas medições da qualidade da água são feitas com mais precisão no local, porque a água existe em equilíbrio com seus arredores . As medições comumente feitas no local e em contato direto com a fonte de água em questão incluem temperatura , pH , oxigênio dissolvido , condutividade , potencial de redução de oxigênio (ORP) , turbidez e profundidade do disco de Secchi .

A amostragem de água para testes físicos ou químicos pode ser feita por vários métodos, dependendo da precisão necessária e das características do contaminante. Os métodos de amostragem incluem, por exemplo, amostragem aleatória simples, amostragem estratificada , amostragem sistemática e de grade, amostragem adaptativa de agrupamento , amostras aleatórias, monitoramento semicontínuo e contínuo, amostragem passiva , vigilância remota , sensoriamento remoto e biomonitoramento . O uso de amostradores passivos reduz muito o custo e a necessidade de infraestrutura no local de amostragem.

Muitos eventos de contaminação são fortemente restritos no tempo, mais comumente em associação com eventos de chuva. Por esta razão, as amostras "agarradas" são frequentemente inadequadas para quantificar totalmente os níveis de contaminantes. Os cientistas que coletam esse tipo de dados costumam empregar dispositivos de amostragem automática que bombeiam incrementos de água em intervalos de tempo ou de descarga .

Teste biológico

O uso de um biomonitor é descrito como monitoramento biológico . Isso se refere à medição de propriedades específicas de um organismo para obter informações sobre o ambiente físico e químico circundante. Os testes biológicos envolvem o uso de indicadores vegetais, animais ou microbianos para monitorar a saúde de um ecossistema aquático . Eles são qualquer espécie biológica ou grupo de espécies cuja função, população ou status pode revelar o grau de ecossistema ou integridade ambiental presente. Um exemplo de grupo de bioindicadores são os copépodes e outros pequenos crustáceos aquáticos que estão presentes em muitos corpos d'água. Esses organismos podem ser monitorados quanto a mudanças (bioquímicas, fisiológicas ou comportamentais) que podem indicar um problema em seu ecossistema.

Prevalência

Parcela de corpos d'água com boa qualidade de água em 2020 (um corpo d'água é classificado como de "boa" qualidade se pelo menos 80% dos valores de monitoramento atendem aos níveis de qualidade alvo, consulte também ODS 6 , Indicador 6.3.2)

A poluição da água é um problema tanto nos países em desenvolvimento como nos desenvolvidos .

Por país

Por exemplo, a poluição da água na Índia e na China é generalizada. Cerca de 90% da água nas cidades da China está poluída.

Controle e redução

Vista dos reatores de tratamento secundário (processo de lodo ativado) na estação de tratamento de águas residuais Blue Plains Advanced , Washington, DC, Estados Unidos. À distância, estão o prédio do digestor de lodo e os reatores de hidrólise térmica.

Filosofia de controle de poluição

Um aspecto da proteção ambiental são os regulamentos obrigatórios, mas eles são apenas parte da solução. Outras ferramentas importantes no controle da poluição incluem educação ambiental, instrumentos econômicos, forças de mercado e fiscalizações mais rígidas. Os padrões podem ser "precisos" (para um valor mínimo ou máximo quantificável definido para um poluente), ou "imprecisos", o que exigiria o uso da Melhor Tecnologia Disponível (MTD) ou da Opção Ambiental Melhor Prática (BPEO). Os instrumentos econômicos baseados no mercado para o controle da poluição podem incluir: taxas, subsídios, esquemas de depósito ou reembolso, a criação de um mercado de créditos de poluição e incentivos à fiscalização.

Mover-se para uma abordagem holística no controle da poluição química combina as seguintes abordagens: Medidas de controle integradas, considerações transfronteiriças, medidas de controle complementares e suplementares, considerações sobre o ciclo de vida , os impactos das misturas químicas.

O controle da poluição da água requer infraestrutura e planos de manejo adequados . A infraestrutura pode incluir estações de tratamento de águas residuais , por exemplo, estações de tratamento de esgotos e estações de tratamento de águas residuais industriais . O tratamento de águas residuais agrícolas para fazendas e o controle da erosão nos canteiros de obras também podem ajudar a prevenir a poluição da água. O controle eficaz do escoamento urbano inclui a redução da velocidade e da quantidade de fluxo.

A poluição da água requer avaliação contínua e revisão da política de recursos hídricos em todos os níveis (internacional até aqüíferos e poços individuais).

Saneamento e tratamento de esgoto

Lodo fecal coletado de latrinas de fossa é despejado em um rio na favela Korogocho em Nairóbi , Quênia .

A água residual municipal (ou esgoto ) pode ser tratada por estações de tratamento de esgoto centralizadas , sistemas de esgoto descentralizados , soluções baseadas na natureza ou em instalações de esgoto no local e fossas sépticas . Por exemplo, lagoas de estabilização de resíduos são uma opção de tratamento de esgoto de baixo custo, especialmente para regiões com climas quentes. A luz ultravioleta (luz solar) pode ser usada para degradar alguns poluentes em lagoas de estabilização de resíduos (lagoas de esgoto). O uso de serviços de saneamento administrados com segurança evitaria a poluição da água causada pela falta de acesso ao saneamento.

Sistemas bem projetados e operados (ou seja, com estágios de tratamento secundário ou tratamento terciário mais avançado) podem remover 90 por cento ou mais da carga poluente no esgoto. Algumas plantas possuem sistemas adicionais para remover nutrientes e patógenos. Embora tais técnicas de tratamento avançadas sem dúvida reduzam as descargas de micropoluentes, elas também podem resultar em grandes custos financeiros, bem como aumentos ambientalmente indesejáveis ​​no consumo de energia e nas emissões de gases de efeito estufa .

Transbordamentos de esgoto durante eventos de tempestade podem ser resolvidos por meio de manutenção e atualização do sistema de esgoto em tempo hábil . Nos EUA, as cidades com grandes sistemas combinados não buscaram projetos de separação em todo o sistema devido ao alto custo, mas implementaram projetos de separação parcial e abordagens de infraestrutura verde . Em alguns casos, os municípios instalaram instalações adicionais de armazenamento de OSC ou expandiram a capacidade de tratamento de esgoto.

Tratamento de efluentes industriais

O tratamento de águas residuais industriais descreve os processos usados ​​para tratar águas residuais produzidas pelas indústrias como um subproduto indesejável. Após o tratamento, o efluente (ou efluente) industrial tratado pode ser reaproveitado ou lançado em esgoto sanitário ou em águas superficiais do meio ambiente. Algumas instalações industriais geram águas residuais que podem ser tratadas em estações de tratamento de esgoto . A maioria dos processos industriais, como refinarias de petróleo , fábricas de produtos químicos e petroquímicos têm suas próprias instalações especializadas para tratar suas águas residuais de modo que as concentrações de poluentes nas águas residuais tratadas cumpram os regulamentos relativos à eliminação de águas residuais em esgotos ou rios, lagos ou oceanos . Isso se aplica a indústrias que geram águas residuais com altas concentrações de matéria orgânica (por exemplo, óleo e graxa), poluentes tóxicos (por exemplo, metais pesados, compostos orgânicos voláteis ) ou nutrientes como a amônia. Algumas indústrias instalam um sistema de pré-tratamento para remover alguns poluentes (por exemplo, compostos tóxicos) e, em seguida, despejam as águas residuais parcialmente tratadas no sistema de esgoto municipal.

Tratamento de águas residuais agrícolas

Lagoa anaeróbica para tratamento de resíduos de laticínios

O tratamento de águas residuais agrícolas é uma agenda de gerenciamento da fazenda para controlar a poluição de operações de animais confinados e do escoamento superficial que pode ser contaminado por produtos químicos em fertilizantes , pesticidas , dejetos animais , resíduos de colheitas ou água de irrigação . O tratamento de águas residuais agrícolas é necessário para operações contínuas com animais confinados, como produção de leite e ovos. Pode ser realizado em usinas que utilizem unidades mecanizadas de tratamento semelhantes às utilizadas para efluentes industriais . Onde houver terra disponível para lagoas, bacias de decantação e lagoas facultativas podem ter custos operacionais mais baixos para condições de uso sazonais de ciclos de reprodução ou colheita. Os dejetos de animais são geralmente tratados por contenção em lagoas anaeróbicas antes do descarte por spray ou aplicação de gotejamento em pastagens. Pântanos construídos às vezes são usados ​​para facilitar o tratamento de dejetos animais.

A poluição de fonte difusa inclui escoamento de sedimentos, escoamento de nutrientes e pesticidas. A poluição de origem pontual inclui dejetos de animais, licor de ensilagem, resíduos de sala de ordenha (produção de laticínios), resíduos de abate, água para lavagem de vegetais e água do fogo. Muitas fazendas geram poluição de fonte difusa do escoamento superficial que não é controlado por uma estação de tratamento.

Os agricultores podem instalar controles de erosão para reduzir os fluxos de escoamento e reter o solo em seus campos. As técnicas comuns incluem aragem em contorno , cobertura morta , rotação de culturas , plantio de culturas perenes e instalação de barreiras ribeirinhas . Os agricultores também podem desenvolver e implementar planos de gestão de nutrientes para reduzir a aplicação excessiva de nutrientes e reduzir o potencial de poluição por nutrientes . Para minimizar os impactos dos pesticidas, os agricultores podem usar técnicas de Manejo Integrado de Pragas (MIP) (que podem incluir o controle biológico de pragas ) para manter o controle sobre as pragas, reduzir a dependência de pesticidas químicos e proteger a qualidade da água.

Gestão de erosão e controle de sedimentos

Cerca de silte instalada em um canteiro de obras.

Os sedimentos dos locais de construção podem ser gerenciados pela instalação de controles de erosão , como cobertura morta e hidrossemeadura , e controles de sedimentos , como bacias de sedimentos e cercas de silte . A descarga de produtos químicos tóxicos, como combustíveis para motores e lavagem de concreto, pode ser evitada pelo uso de planos de prevenção e controle de derramamento e recipientes especialmente projetados (por exemplo, para lavagem de concreto) e estruturas como controles de transbordamento e bermas de desvio.

A erosão causada pelo desmatamento e mudanças na hidrologia (perda de solo devido ao escoamento de água) também resulta em perda de sedimentos e, potencialmente, poluição da água.

Controle do escoamento urbano (águas pluviais)

O controle eficaz do escoamento urbano envolve a redução da velocidade e do fluxo das águas pluviais, bem como a redução das descargas de poluentes. Os governos locais usam uma variedade de técnicas de gerenciamento de águas pluviais para reduzir os efeitos do escoamento urbano. Essas técnicas, chamadas de melhores práticas de gestão da poluição da água (BMPs) em alguns países, podem se concentrar no controle da quantidade de água, enquanto outras se concentram na melhoria da qualidade da água e algumas desempenham ambas as funções.

As práticas de prevenção da poluição incluem desenvolvimento de baixo impacto (LID) ou técnicas de infraestrutura verde - conhecidas como Sistemas de Drenagem Sustentáveis ​​(SuDS) no Reino Unido, e Water-Sensitive Urban Design (WSUD) na Austrália e no Oriente Médio - como a instalação de telhados verdes e melhor manuseio de produtos químicos (por exemplo, gestão de combustíveis e óleo de motor, fertilizantes e pesticidas). Os sistemas de mitigação de escoamento incluem bacias de infiltração , sistemas de bioretenção , pântanos construídos , bacias de retenção e dispositivos semelhantes.

Legislação

Alguns exemplos de legislação para controlar a poluição da água estão listados abaixo:

Veja também

Referências

links externos