Olá Pessoal!

Espero que todos estejam bem.

No último roteiro, estudamos a distribuição da água no planeta Terra. 

Infelizmente, a água potável (aquela que podemos consumir), não está disponível igualitariamente no mundo. Existem grandes desigualdades quanto a distribuição geográfica dos rios, lagos e geleiras de água doce no nosso planeta. 

Essa desigualdade expõe grande parte da população a escassez de água para consumo humano.

Em muitos locais isto representa uma questão de saúde pública séria além de um grave problema social. Muitas crianças, em alguns locais do planeta deixam de estudar pois precisam ocupar grande parte do seu tempo para buscar água, muitas vezes, de péssima qualidade.

Ter a água potável, descontaminada e limpa saindo da torneira é um grande privilégio!

Esse privilégio dependeu de vários avanços científicos e tecnológicos da humanidade, especialmente o fato de reconhecer que a água é um grande vetor para várias doenças que afetam a humanidade. 

Locais onde a água não é tratada tem altos índices de mortalidade infantil. Além disso, vários prejuízos socioeconômicos decorrem da falta de tratamento da água, como afastamentos do trabalho, pobreza, aumento do risco social de uma população, etc.

Nesse roteiro, vamos entender  mais algumas propriedades da água enquanto mistura de diversas substâncias, processos de separação de misturas (como o tratamento da água para consumo e esgoto) bem como os riscos envolvidos com as águas contaminadas.

Bons estudos! 

Porque devemos tratar a água antes do consumo?

A água que bebemos é uma mistura de substâncias!

Para começar a entender o tratamento da água para o consumo, é importante compreender que a água disponível para o consumo na natureza, não é pura. 

A água é uma mistura de diferentes substâncias!

Misturas são o produto da união de substâncias sem mudança na natureza química (ligações químicas), e portanto, cada constituinte retém suas propriedades. Isso significa que mesmo depois de misturadas, as substâncias podem ser recuperadas intactas por processos de separação. 

Veja o vídeo abaixo para entender um pouco melhor sobre a diferença entre substâncias puras e misturas. 

Porém uma alteração importante acontece quando misturamos substâncias: As propriedades físico-químicas de uma mistura, tais como seu ponto de fusão e ebulição, podem diferir de seus componentes puros.

Muitas substâncias se misturam na água. De fato, a água é um excelente solvente (substância capaz de dissolver outras substâncias, os solutos). Por exemplo, é muito fácil dissolver sal e açúcar na água. Essas misturas são conhecidas como misturas HOMOGÊNEAS ( que são aquelas que não conseguimos visualizar os componentes da mistura em separado, depois que a mistura é feita). Diz-se que as misturas homogêneas tem apenas 01 "fase".

Ainda é importante conhecer e definir dois conceitos fundamentais quando falamos de misturas homogêneas:

Solventes: São substâncias que dissolvem outras substâncias (solutos) em uma substância homogênea. Servem para separar as moléculas do soluto e por isso também são conhecidas como dispersantes.  Existem dois tipos básicos de solventes: A água e Solventes orgânicos (álcool, removedor, thinner, gasolina, etc).

Solutos: São as substâncias que serão dissolvidas na solução.

O vídeo abaixo mostra como age um solvente:

Porém, algumas substâncias quando misturadas na água, não são dissolvidas por ela. Por exemplo quando misturamos o óleo na água, ou areia. Mesmo que agitemos a mistura, depois de um tempo, se olharmos novamente a mistura, lá estará: o óleo e a areia, separados da água. Essas misturas são chamadas de misturas HETEROGÊNEAS (que são aquelas onde é possível visualizar os componentes da mistura em separado, depois que a mistura é feita). 

Veja o vídeo abaixo para conhecer os diferentes tipos de misturas. 

Agora fica mais fácil entender porque a água que bebemos é uma mistura. 

A água por ser um excelente solvente, dissolve vários sais presentes por onde passa desde o momento em que uma gota de chuva toca a terra e escorre até um rio ou lago. Em seu caminho a água dissolve e carrega muitas substâncias e partículas.

É fácil entender isso quando comparamos a água de um rio com a água da torneira de casa. 

A água do manancial (rio ou lago) tem vários componentes (areia, terra, sais, microorganismos) e por isso tem esse aspecto "barrento", sendo considerada uma mistura HETEROGÊNEA. Já a água tratada, ainda é uma mistura, porém com menos componentes (apenas sais), sendo considerada uma mistura HOMOGÊNEA. 

O processo de tratamento de água nada mais  é que um conjunto de processos para a separação dos componentes de uma mistura.  Vamos ver alguns métodos para separação de componentes de misturas:

Separação de componentes de uma mistura

fonte: https://www.todamateria.com.br/separacao-de-misturas/

Acesso: 27/08/2020

Separação de misturas é o processo utilizado para separar duas ou mais substâncias diferentes.

Lembre-se que mistura é a combinação de duas ou mais substâncias, e ela pode ser homogênea ou heterogênea.

A necessidade de separar essas substâncias surge por diversos motivos. São exemplos, a separação da água para obter sal, a separação de poluentes no tratamento da água e a própria separação de lixo.

Processos de separação de misturas

O processo de separação pode ocorrer de várias formas e o método a ser utilizado depende dos seguintes aspectos:

• Tipo de mistura: homogênea ou heterogênea;
• Natureza dos elementos químicos que formam as misturas;
• Densidade, temperatura e solubilidade dos elementos.

Veja o vídeo abaixo:

Separação de misturas homogêneas

As misturas homogêneas são aquelas que têm apenas uma fase. Os principais processos de separação dessas misturas são:

Destilação simples

A destilação simples é a separação entre substâncias sólidas de substâncias líquidas através de seus pontos de ebulição.

Exemplo: a água com sal submetidos à temperatura de ebulição que evapora sobrando apenas o sal.

Destilação fracionada

A destilação fracionada é a separação entre substâncias líquidas através da ebulição. Para que esse processo seja possível, os líquidos são separados por partes até que obtenha o líquido que tem o maior ponto de ebulição.

Exemplo: separar água de acetona.

Veja também: Destilação Simples e Fracionada

Vaporização

A vaporização, também conhecida por evaporação, consiste em aquecer a mistura até o líquido evaporar, separando-se do soluto na forma sólida. Nesse caso, o componente líquido é perdido.

Exemplo: processo para obtenção de sal marinho.

Separação de misturas heterogêneas

As misturas heterogêneas são aquelas que têm duas fases. Os principais processos de separação são:

Centrifugação

A centrifugação ocorre através da força centrífuga, a qual separa o que é mais denso do que é menos denso.

Exemplo: centrifugação no processo de lavagem de roupas, a qual separa a água das peças de vestuário.

Filtração

A filtração é a separação entre substâncias sólidas insolúveis e líquidas.

Exemplo: fazer café utilizando coador. Para obter a bebida, ela é coada separando o pó do líquido.

Decantação

A decantação é a separação entre substâncias que apresentam densidades diferentes. Ela pode ser realizar entre líquido-sólido e líquido-líquido.

No caso, o sólido deve ser mais denso que o líquido. O sólido ficará depositado no fundo do recipiente. Para esse processo, é utilizado o funil de decantação.

Exemplo: separação de água e areia ou separar água de um líquido menos denso, como o óleo.

O vídeo abaixo explica um pouco mais detalhadamente cada um dos métodos:

O Tratamento de água para consumo

Água é vida, porém água sem tratamento pode causar doenças graves. Como nem toda a água presente na natureza está em condições para consumo imediato, a água deverá passar por um tratamento até que se encontre em condições de consumo e seja classificada como água potável.

O tratamento de água acontece em etapas e envolve processos químicos e físicos. A adição de produtos químicos contribui para tornar a água potável. Vamos conhecer as etapas do tratamento e os produtos adicionados em cada uma delas:

1ª Etapa:  Captação da água no manancial

Na cidade de Sorocaba existem 3 mananciais principais: Represa de Itupararanga em  Votorantim, Represa do córrego do Ferraz, no Éden e a represa de Ipaneminha, no bairro Ipanema das Pedras. Em breve também será utilizado o próprio Rio Sorocaba como manancial. 

Coagulação

Produto químico adicionado: Sulfato de Alumínio ou Cloreto de Polialumínio (PAC)

Na etapa da coagulação o primeiro produto químico que entrará em contato com a água é um coagulante, como o Sulfato de Alumínio ou o Cloreto de Polialumínio (PAC). Seu objetivo é aglomerar as partículas para que, aderindo umas às outras, formem flocos. Essa etapa ocorre no tanque de mistura rápida.

2ª Etapa: Floculação

Produto químico adicionado: Agentes para coagulação e agentes para promover a flutuação das partículas coaguladas.

3ª Etapa: Decantação ou Flotação

Não é adicionado produto químico nessa etapa do tratamento.

Essa etapa promove a remoção dos flocos formados. A água floculada passa para um próximo tanque onde ocorrerá o processo decantação em que esses flocos que cresceram no floculador se depositarão no fundo do decantador pela ação da gravidade para depois serem removidos.

Uma outra alternativa para a decantação é a flotação. Ao contrário da decantação, onde os flocos vão para o fundo do tanque pela força da gravidade, na flotação os flocos são arrastados para a superfície do tanque devido a adição de água com microbolhas de ar que fazem os flocos flutuarem para depois serem removidos. A utilização de um decantador ou de um flotador em uma ETA, depende das características da água bruta a ser tratada.

4ª Etapa: Filtração

Não é adicionado produto químico nessa etapa do tratamento.

Os filtros são tanques compostos por camadas de seixos (pedras), areia, e carvão antracito. Na filtração, o restante dos flocos que não foram removidos na etapa de decantação (ou flotação) será retirado.

Essa etapa é importante não só para remover a turbidez da água, mas nela também inicia a remoção de microrganismos patogênicos. A filtração é uma barreira sanitária do tratamento, pois não se pode garantir uma adequada segurança da água com relação à presença de patogênicos, se ela não passar pelo filtro.

Após a filtração a água seguirá para o tanque de contato onde ocorrerão as etapas finais do tratamento.

5ª Etapa: Desinfecção

Produto químico adicionado: Cloro (Cl)

Após a filtração, alguns microrganismos patogênicos podem ainda estar presentes na água. Para removê-los, utiliza-se cloro como desinfetante.

A portaria 2.914/2011 estabelece que a companhia de saneamento deve entregar ao consumidor a água tratada com um teor mínimo de cloro residual livre de 0,2 mg/L. Porém, para que o cloro continue mantendo seu poder de desinfeção, o morador deve lavar a caixa d' água da sua residência pelo menos duas vezes ao ano e mantê-la sempre tampada.

6ª Etapa: Fluoretação

Produto químico adicionado: Flúor (fluoreto)

O trabalho de adição de fluoreto nas águas de abastecimento público, no Brasil, iniciou-se em 1953 no Espírito Santo, na cidade de Baixo Guandu, tornou-se lei federal em 1974 e expandiu-se pelo país na década de 1980. Em 2006 já beneficiava mais de 100 milhões de pessoas.

As bactérias presentes na placa dental produzem ácidos que removem os minerais dos dentes (desmineralização) deixando-os vulneráveis à cárie. Porém, quando ingerimos água fluoretada desde a infância, esse fluoreto passa a fazer parte do organismo e aumenta sua concentração no sangue e na saliva, participando do processo de recomposição dos minerais dos dentes (remineralização) tornando-os resistentes à cárie. Na maior parte do Brasil o teor de flúor utilizado na água é de 0,6 a 0,8 mg/L.

Após essas etapas á água é armazenada nos reservatórios espalhados pela cidade, sendo posteriormente distribuída pela rede de distribuição para as residências.

O vídeo abaixo, feito pelo canal "Manual do Mundo",  mostra um exemplo de estação de tratamento de água e separação das diversas impurezas 

O tratamento das águas residuárias: Melhorando a qualidade ambiental

Fonte: https://blog.brkambiental.com.br/etapas-tratamento-de-esgoto/ 

Acesso em 27/08/2020

Universalizar a coleta e o tratamento de esgoto é um desafio para o Brasil. O percentual de esgotos tratados vem crescendo no país a passos lentos, e o serviço ainda não chega para quase metade da população, de acordo com o último levantamento do Ministério do Desenvolvimento Regional.

Tratar o esgoto doméstico é importante porque tem impactos diretos na saúdedas famílias e do planeta. Toda a água que é usada no dia a dia da casa, em torneiras e vasos sanitários, deve passar pelas etapas de tratamento de esgoto antes de retornar à natureza.

Quando o imóvel não está conectado à rede pública que o encaminha para uma estação de tratamento, os líquidos acabam sendo despejados diretamente em rios, lagos e oceanos e, assim, poluem fontes de captação de água e ainda contribuem para a propagação de doenças entre a população. Já o esgoto tratado passa por diversos procedimentos determinados pela legislação ambiental para assegurar que o seu descarte não prejudique o meio ambiente.

As imagens abaixo mostram os impactos ambientais do despejo de esgoto nos rios e lagos sem o tratamento correto:

As Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs) são os espaços projetados para realizar as diferentes etapas desse tratamento, que podem variar de acordo com as características e necessidades de cada município. Listaremos abaixo as etapas mais comuns do processo de tratamento de esgoto. Continue a leitura e saiba mais sobre o assunto!

Etapas do tratamento de esgoto

A coleta e o tratamento de esgoto fazem parte dos serviços de saneamento. A finalidade da coleta é levar o esgoto para longe das residências. enquanto a do tratamento é diminuir a carga poluidora para que ele retorne à natureza sem causar prejuízos ao meio ambiente.

Desse modo, ao chegar na estação de tratamento de esgoto, os efluentes domésticos, comerciais e industriais passam por diversos processos que reduzem a alta concentração de compostos orgânicos e outros nutrientes e elementos que os tornam prejudiciais ao meio ambiente.

Confira, a seguir, as principais etapas do processo de tratamento de esgoto.

1. Gradeamento

A água residual que vem das residências deve conter cerca de 1% de sólidos e 99% de material líquido. Em razão disso, a primeira etapa do procedimento é a retenção de materiais mais grosseiros, como o lixo, em um filtro formado por grades. Essa primeira filtragem ajuda a deixar o líquido livre dos resíduos sólidos que foram descartados incorretamente na rede de esgoto.

2. Desarenação

Em seguida, o esgoto segue para a caixa de areia, onde é realizada a remoção de todos os detritos sólidos presentes nele e que possam ter escapado ao processo anterior, mediante sedimentação. A areia, os pedriscos, os cascalhos e outros elementos vão para o fundo do tanque e o líquido que permanece na superfície é encaminhado para a próxima etapa.

3. Tratamento biológico

Já sem sólidos visíveis, o esgoto é enviado para o tratamento biológico no tanque de aeração. Lá, ele é exposto à ação de seres microscópicos, que promovem reações bioquímicas e condensam em flocos de lodo a matéria orgânica que até então estava dissolvida no efluente. É o caso do rotífero, micrometazoários que se alimentam de bactérias e partículas minúsculas de sólidos, e também do tardígrado, considerado o animal mais resistente do mundo, cuja presença ajuda a sinalizar a qualidade da limpeza realizada no esgoto.

4. Decantação

Depois do tratamento biológico, o líquido é submetido a um processo de decantação. O lodo formado vai para o fundo do tanque, separando-se da parte líquida, que já está livre de impurezas. Essa matéria acaba se tornando um subproduto do chamado biosólido, que pode ser usado na agricultura.

5. Descarte

O lodo produzido no processo é desidratado e levado para um aterro sanitário especializado. O esgoto clarificado e corretamente tratado é devolvido para o meio ambiente. Em alguns casos, o efluente podem passar por tratamentos avançados específicos e serem transformados em água de reúso, uma solução sustentável que contribui para a preservação da água potável do planeta.

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A figura abaixo mostra cada uma das etapas do tratamento de esgoto em uma estação de tratamento: 

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O destino do lodo

O destino do lodo gerado nas estações de tratamento de esgoto no Brasil costuma ser o aterro sanitário. No entanto, diretrizes e metas estipuladas pela Política Nacional de Resíduos Sólidos incentivam as companhias a buscarem alternativas menos prejudiciais ao meio ambiente, de forma a reaproveitar esse resíduo antes da destinação final.

Esse é um verdadeiro desafio para o setor do saneamento de diversos países, tanto do ponto de vista técnico quanto do econômico, já que o processo é complexo e tem alto custo.

O lodo é composto essencialmente por uma combinação de substâncias, dentre elas minerais e matéria orgânica decomposta. Para tratar esse resíduo do tratamento de esgoto, é preciso considerar fatores como tecnologia a ser empregada, disposição final que será dada ao resíduo e espaço físico disponível.

É importante destacar aqui que todos os sistemas de tratamento de esgotos geram algum tipo de resíduo, e a disposição final dele vai depender de suas características. No caso dos lodos, os tipos de tratamento estão divididos em adensamento, estabilização, desaguamento, secagem térmica e incineração.

Mesmo com tantos desafios, algumas soluções de emprego desse resíduo têm surgido. O setor da agricultura têm utilizado o lodo para a produção de fertilizantes orgânicos, em função de sua composição repleta de macro e micronutrientes. Dentre as vantagens do emprego do lodo na agricultura, estão o aumento da densidade, da porosidade e da capacidade de retenção de água pelo solo, algo fundamental para evitar erosões e assoreamentos. Também é possível empregar o lodo como fonte de energia sustentável, em virtude do alto teor de fósforo em sua composição.

O vídeo abaixo do canal "Manual do Mundo" ilustra todo o processo de tratamento de esgoto:

AVALIE O QUE APRENDEU

Agora chegou a hora de avaliar seu aprendizado!

Essa atividade é obrigatória. Valerá nota e também será contada como presença quinzenal nas aulas de ciências.

O início do prazo para começarem a fazer essa atividade será no dia 31 de maio com prazo de entrega no dia 14 de Junho.

Quem por qualquer motivo não puder acessar as atividades ou preencher o formulário deverá ligar para a escola às segundas feiras entre 8:00 da manhã até 12:30 da tarde. O telefone de contato é (15) 3233-6219.