Academia do Concurso Público Curso Preparatório para o Concurso IBAMA - 2009
Conceitos Básicos sobre Recursos Hídricos
Prof. Dr. Eduardo Prata Vilanova
Conceitos Básicos •
A água é um mineral presente em toda a Natureza, nos estados sólido, líquido e gasoso.
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Cerca de 70% da superfície da terra e coberta por água
Recursos Hídricos
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É um recurso natural peculiar, pois se renova pelos processos físicos do ciclo hidrológico
Recursos Hídricos
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A água recebe, dilui e transporta esgotos domésticos, efluentes industriais e resíduos das atividades rurais e urbanas.
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Na maioria das vezes consegue assimilar esses despejos, regenerando-se pelo emprego de processos físicos, químicos e biológicos.
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No entanto, e com muita freqüência, verifica-se a concentração de populações humanas, de indústrias, de atividades agrícolas e socioeconômicas fazendo uso excessivo da capacidade hídrica das bacias, de regiões hidrográficas e dos aqüíferos subterrâneos.
Recursos Hídricos
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Sob essas condições, a água passa a ser escassa, o que leva à geração de conflitos entre seus diversos tipos de usos e usuários.
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Nas regiões semi-áridas a escassez resulta das baixas disponibilidades hídricas e das irregularidades climáticas.
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As secas trazem enormes problemas à imensa população brasileira das regiões semiáridas, causam pobreza, desnutrição e êxodo para as grandes cidades. Recursos Hídricos
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Nas regiões úmidas, devido à sua contaminação, a água se torna indisponível para os usos mais exigentes quanto aos padrões de qualidade, dando origem também à escassez.
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As enchentes, agravadas pelo desmatamento e pela impermeabilização do solo urbano, são responsáveis por prejuízos econômicos e sociais incalculáveis e pelos riscos à saúde e à qualidade de vida dos habitantes das áreas assoladas.
Recursos Hídricos
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A poluição e a contaminação da água são as principais causas da incidência de enfermidades, em especial nas populações de baixa renda não atendidas pelos sistemas de abastecimento de água potável e de coleta e disposição de esgotos sanitários.
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As doenças de veiculação hídrica causam o maior número de internações hospitalares e nomeiam grande parte dos índices de mortalidade infantil.
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A utilização econômica fez com que a água passasse a ser reconhecida como um recurso hídrico, semelhante aos recursos minerais quando utilizados economicamente.
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Por outro lado, a escassez da água está fazendo com que se torne não mais um bem livre, abundante e disponível a todos, mas um recurso parco, cuja utilização deve ser objeto de pagamento pelos usuários.
Recursos Hídricos
A DECLARAÇÃO DE DUBLIN SOBRE RECURSOS HÍDRICOS E DESENVOLVIMENTO, 1992
“A escassez e o desperdício da água doce representam séria e crescente ameaça ao desenvolvimento sustentável e à proteção do meio ambiente. A saúde e o bem-estar do homem, a garantia de alimentos, o desenvolvimento industrial e o equilíbrio dos ecossistemas estarão sob risco se a gestão da água e do solo não se tornar realidade, na presente década, de forma bem mais efetiva do que tem sido no passado.”
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Qualidade de Água
Hidrologia “Hidrologia é a ciência que trata da água na Terra, sua ocorrência, circulação e distribuição, suas propriedades físico-químicas e sua relação com o meio ambiente, incluindo sua relação com a vida”
Recursos Hídricos
Qualidade de Água • A qualidade da água é mensurada através de uma série de parâmetros físicos, químicos e biológicos • Estes parâmetros são obtidos através do uso de aparelhos específicos ou testes de laboratório • Os parâmetros analisados serão escolhidos de acordo com a finalidade do estudo a ser realizado e das características ambientais do corpo d´água • A obtenção de informações integradas sobre um reservatório depende basicamente do estudo das interações que ocorrem entre os fatores bióticos e abióticos que regem o funcionamento desse ecossistema • Estas interações estão vinculadas a uma escala temporal, refletindo um comportamento dinâmico e as vezes imprevisível, intrínseco a cada ambiente
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Parâmetros Físico Químicos Variáveis Climatológicas: • Os aspectos climatológicos de uma região influencia diretamente o corpo d’água,
provocando sensíveis alterações no seu metabolismo. Ex. Chuvas podem aumentar a turbidez, ventos podem ressuspender os nutrientes do fundo.
• Precipitação: Aporte de águas da chuva no corpo d´água. Medida com pluviômetro.
• Temperatura: Temperatura da atmosférica junto a massa d´água. Medida com termômetro.
• Radiação Solar: Quantidade de luz solar que incide sobre à massa d´água. Medica com luxímetro
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Variáveis Hidrológicas: • Radiação solar sub-aquática: Quantidade de luz absorvida pela massa d´água. Mediada com Quanta meter
• Turbidez: Profundidade em que a luz penetra na massa d´água. Medida com disco de Secchi
• Temperatura: Temperatura nas diferentes profundidades da massa d´água. Medida com termômetros ou termostors
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Óxigênio dissolvido – OD: • A determinação do oxigênio dissolvido é de fundamental importância para avaliar as condições naturais da água e detectar impactos ambientais como eutrofização e poluição orgânica. • A determinação do oxigênio dissolvido na água pode ser feita através do método "Winkler" ou eletrométrico
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pH e Alcalinidade: • pH (potencial hidrogeniônico) é usado universalmente para expressar o grau de acidez ou basicidade de uma solução • Às águas superficiais possuem um pH entre 4 e 9 • Geralmente um pH muito ácido ou muito alcalino está associado à presença de despejos industriais • A determinação do pH é feita utilizando-se peagômetro digital.
• A alcalinidade representa a capacidade que um sistema aquoso tem de neutralizar (tamponar) ácidos a ele adicionados • A alcalinidade é determinada através da titulação. Recursos Hídricos
Condutividade elétrica: A condutividade elétrica é a capacidade que a água possui de conduzir corrente elétrica, este parâmetro está relacionado com a presença de íons dissolvidos na água A condutividade elétrica pode contribuir para possíveis reconhecimentos de impactos ambientais que ocorram na bacia de drenagem ocasionados por lançamentos de resíduos industriais, mineração, esgotos, etc A determinação da condutividade pode é feita utilizando-se um condutivímetro digital
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Demanda Biológica do Oxigênio (DBO) e Demanda Química do Oxigênio (DQO): • A Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), corresponde à quantidade de oxigênio consumida na oxidação biológica • É utilizada para exprimir o valor da poluição produzida por matéria orgânica oxidável biologicamente • Essa demanda pode ser suficientemente grande, para consumir todo o oxigênio dissolvido da água, o que condiciona a morte de todos os organismos aeróbios de respiração subaquática. • O teste de Demanda Química de Oxigênio (DQO) corresponde à quantidade de oxigênio consumida na oxidação orgânica (biológica) e inôrgânica (oxidação de metais) • A vantagem sobre a DBO é o tempo de teste, realizado em poucas horas, enquanto o teste de DBO requer no mínimo 5 dias (período de incubação). • Ambos os testes são realizados através de analise de depleção de oxigênio utilizando o método Winkler Recursos Hídricos
Material em Suspensão: • Material em suspensão é o material particulado não dissolvido, encontrado suspenso no corpo d’água, composto por substâncias inorgânicas e orgânicas • Sua principal influência é na diminuição na transparência da água, impedindo a penetração da luz • Os valores para o material em suspensão podem ser obtidos através da filtragem da água com a utilização de filtros especiais e posterior análise espectrofotométrica.
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Compostos Nitrogênio e Fósfatados • As águas naturais, em geral, contêm nitratos em solução • Águas poluídas podem conter quantidades variáveis de compostos mais complexos, ou menos oxidados, tais como: compostos orgânicos quaternários, amônia e nitritos. • Em geral, a presença destes denuncia a existência de poluição recente, uma vez que essas substâncias são oxidadas rapidamente na água. • Os compostos de fósforo são um dos mais importantes fatores limitantes à vida dos organismos aquáticos • Despejos orgânicos, especialmente esgotos domésticos, bem como alguns tipos de despejos industriais, podem enriquecer as águas com esse elemento • Os compostos nitrogenados e principalmente os fosfatados são os principais responsáveis pela eutrofização de uma massa d´água • A presença de compostos nitrogenados e fosfatados são realizados através de testes colorimétricos específicos ou através de espectrometria de massa
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Parâmetros Biológicas Coliformes As massas d´água são, normalmente, habitadas por vários tipos de bactérias As bactérias tem um papel fundamental na decomposição e ciclagem de nutrientes Águas poluídas possuem tipos de bactérias não nativas que podem ou não causar doenças às humanos e animais que as consumirem Um grupo importante, dentre elas, é o grupo das bactérias coliformes. As bactérias coliformes não causam doenças, elas colonizam do interior do intestino auxiliando a nossa digestão. Cerca de 200 bilhões de coliformes são eliminados por dia por pessoa em media
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• São importantíssimos na avaliação da qualidade da água: se águas recebem esgotos, fatalmente receberão coliformes (bioindicador) • As fezes de pessoas doentes podem transportar para água e para o solo organismos patogênicos • A quantidade de coliformes (fecais e totais) é avaliada através de culturas de bactérias e mensurada através de contagem de unidades formadoras de colônias (UFC)
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Clorofila: • A quantidade de clorofila em uma massa d´água expressa indiretamente a quantidade de fitoplâncton na mesma • Uma alta taxa de clorofila representa uma grande biomassa fitoplanctônica, indicando que possivelmente a massa dágua analisada esteja com algum nível de eutrofização • A clorofila e quantificada através de espectrofotometria.
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Bioindicadores: • Várias espécies de animais, plantas e microorganismos podem atuar como bioindicadores de qualidade da água • A análise da qualidade da água através de bioindicadores e feita através da análise da abundância e/ou biomassa da espécie bioindicadora, ou através de acumulação de poluentes nos seus tecidos (espécies bioacumuladoras) • Através da utilização de bioindicadores é possível avaliar vários tipos de poluição aquática (orgânica, óleos e graxas, química, térmica, metais pesados, etc.)
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http://www.mma.gov.br/port/conama/res/res05/res35705.pdf
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Poluição da Água
• Principais fontes de poluição da água:
• Esgoto doméstico: Matéria orgânica, óleos, saponáceos e detergentes.
• Efluentes industriais: Matéria orgânica, produtos químicos e aquecimento
• Agricultura: Matéria orgânica, fertilizantes e ´defensivos agrícolas
• Lixo: Matéria orgânica, Resíduos sólidos e chorume
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Principais medidas/sistemas de controle de efluentes liquidos:
• A medida mais eficaz de controle da poluição da água é a implantação de sistemas de coleta e tratamento de esgotos domésticos e industriais. • Na falta de sistemas coletivos de esgotamento, têm sido usadas soluções tipo fossa / sumidouro, podem se tornar fontes de poluição de mananciais subterrâneos e superficiais. •Na implantação de sistemas de coleta e tratamento de esgotos, deve-se escolher criteriosamente os corpos receptores para os efluentes tratados. • O grau de tratamento a ser aplicado aos esgotos dependerá das capacidades de depuração dos corpos d'água receptores.
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Os processos de tratamento de esgoto podem ser agrupados nos seguintes níveis: • Tratamento preliminar: • Remoção de sólidos grosseiros (grade) • Remoção de areia (caixa de areia) • Tratamento primário: • Decantação de sólidos • Remoção de lodo (decantador primário) • Digestão do lodo (digestor) • Secagem do lodo (leitos de secagem, adensamento, desidratação). •Tratamento secundário: • Remoção da matéria orgânica (tratamento biológico) • Decantação do lodo (decantador secundário) • Eliminação de microrganismos patogênicos (desinfecção). •Tratamento terciário: • Remoção de: nutrientes, microrganismos patogênicos
metais
pesados,
compostos
não
biodegradáveis,
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Coleta e Destino Adequado do lixo: • As práticas corretas de coleta e tratamento e/ou disposição final do lixo constitui medida de controle da poluição da água. • Chorume: líquido resultante da decomposição dos resíduos mais a água infiltrada a partir de precipitações, o qual tem alta demanda de oxigênio. • Em aterros sanitários, devem ser executados drenos para o chorume, o qual deve ser tratado antes do lançamento em recursos hídricos. Controle da utilização de fertilizantes e agrotóxicos: • Deve-se evitar a utilização desses produtos químicos em áreas próximas aos recursos hídricos Disciplinamento do uso e da ocupação do solo: • A qualidade da água de um manancial depende dos usos e atividades que se desenvolvem em sua bacia hidrográfica.c Recursos Hídricos
Controle da Erosão do Solo • A erosão do solo resulta no carreamento de partículas do mesmo para os corpos d'água, alterando a sua qualidade (turbidez, principalmente) e provocando o assoreamento Reuso da Água • A reutilização de águas residuais pode ser considerada como uma medida de controle da poluição, pois, com a adoção de tal prática, evita-se o lançamento de esgotos nos corpos d'água. Afastamento das Fontes de Poluição • Algumas fontes de poluição devem situar-se a distâncias adequadas de mananciais superficiais e subterrâneos, como medida preventiva de controle da poluição. Modificações no Processamento Industrial • Uma forma de reduzir a carga poluidora de indústrias é promover alterações no processamento, de modo a diminuir a produção de despejos e eliminar ou minimizar a quantidade de poluentes. Recursos Hídricos
Bacias Hidrográficas Bacias hidrográficas: Bacia hidrográfica é a área definida topograficamente, delimitada pelos divisores de águas (linhas que unem os pontos de cotas mais elevadas), drenada por um curso d’água ou por um sistema conectado de cursos d’água, tal que toda vazão efluente seja descarregada por uma simples saída.
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As bacias hidrográficas são as unidades básicas de qualquer trabalho/estudo sobre recursos hídricos
Recursos Hídricos
Recursos HĂdricos
Grandes bacias hidrográficas e regiões hidrográficas brasileiras
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Usos dos Recursos Hídricos • Os setores usuários das águas são os mais diversos, com aplicação para inúmeros fins (usos múltiplos). • Uso consuntivo: quando a água é captada do manancial superficial ou subterrâneo e somente parte dela retorna ao reservatório natural • Abastecimento doméstico • Abastecimento industrial • Irrigação
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• Uso não consuntivo: Onde toda a água captada retorna ao manancial de origem. • Geração de energia elétrica • Navegação fluvial • Recreação • Harmonia paisagística • Aqüicultura • Assimilação e transporte de esgoto e resíduos líquidos • Preservação da biota aquática • Melhorias climáticas.
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Gestão e manejo de bacias hidrográficas
Manejo de bacias hidrográficas é a administração dos recursos naturais de uma área de drenagem, primariamente voltado para a produção e proteção da água, incluindo o controle de erosão, enchentes e a proteção dos aspectos estéticos associados com a presença da água.
• O manejo de bacias tem como objetivos básicos: • Tornar compatível a produção com a preservação ambiental • Concentrar esforços das diversas instituições presentes nas várias áreas de conhecimento, a fim de que todas as atividades econômicas desenvolvidas dentro da bacia sejam realizadas de forma sustentável e trabalhadas integradamente
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• O manejo correto de bacias hidrográficas envolve a elaboração de diversos diagnósticos: • Diagnóstico físico-conservacionista • Diagnóstico sócio-econômico • Diagnóstico ambiental • Diagnóstico da vegetação • Diagnóstico da água • Diagnóstico da fauna • Diagnóstico do solo
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A partir destes diagnósticos é elaborado um plano de manejo integrado visando o uso sustentável dos recursos da bacia hidrográfica. • Zoneamento de usos • Medidas corretivas • Planejamento para utilizações futuras
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Lei no 9.433/97 – Política Nacional de Recursos Hídricos Fundamentos: • A Conferencia Internacional sobre Água e Meio Ambiente (Dublin 92) lançou as bases para as discussões sobre preservação e uso dos recursos hídricos. • Foi tema importante da Rio 92 • Mas recentemente foi matéria da Conferência de Bonn (Dublin +10) • A lei 9433/97 instituiu a Política Nacional de Recursos Hídricos tendo como base os seguintes fundamentos: • A água é um bem de domínio público: “A água é um bem ambiental difuso, bem jurídico indisponível e fundamental de uso comum do povo, nem de domínio público (governamental) e nem sucetível de qualquer tipo de apropriação privada”
Recursos Hídricos
• A água é um recurso natural llimitado, dotado de valor econômico: A lei dispõe sobre o valor econômico que a água passa a ter, sendo, portanto, uma mercadoria, com regime jurídico específico. • ... em situações de escassez, o uso prioritário dos recursos hídricos é o consumo humano e a dessedentação de animais: Aqui deve-se entender a priorização do uso da água para consumo humano • ... a gestão dos recursos hídricos deve sempre proporcionar usos multiplos das águas: “é preciso considerar o conjunto das necessidades e distribuir a água em função dos diversos usos” • ... a bacia hidrográfica é a unidade territorial para implementação do Plano Nacional de Recursos Hídricos (PNRH) e atuação do Sistema Nacional de Gestão dos Recursos Hídricos (SHGRH) • ... a gestão dos recursos hídricos deve ser descentralizada e contar com a participação do poder público, dos usuários e da comunidade: Incluir no plano de gestão todas as esferas do poder público (federal, estadual e municípios) assim como os usuários da água e a população como um todo Recursos Hídricos
Objetivos: • ... assegurar à atual e às futuras gerações a necessária disponibilidade de água, em padrões de qualidade adequados aos respectivos usos • ... a utilização racional e integrada dos recursos hídricos, incluindo o transporte aquaviário, com vistas ao desenvolvimento sustentável • ... a prevenção e a defesa contra eventos hidrológicos críticos de origem natural ou decorrentes do uso inadequado dos recursos naturais
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Diretrizes: • A gestão sistemática dos recursos hídricos, sem dissociação dos aspectos de qualidade e quantidade • Adequação da gestão dos recursos hídricos ás diversidades físicas, bióticas, demográficas, econômicas, sociais e culturais das diversas regiões do país • A integração da gestão dos recursos hídricos com a gestão ambiental • A articulação do planejamento de recursos hídricos com o dos setores usuários e com o planejamento regional, estadual e nacional • A articulação da gestão dos recursos hídricos com o uso do solo • A integração da gestão das bacias hidrográficas com a dos sistemas estuarinos e zonas costeiras
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Instrumentos: • Os planos de recursos hídricos: Os planos de recursos hídricos são planos diretores que visam a fundamentar e orientar a implementação da PNRH e o gerenciamento dos recursos hídricos. • Diagnóstico da situação atual dos recursos hídricos • Análise de alternativas de crescimento demográfico, de evolução de atividade produtivas e de modificações dos padrões de ocupação do solo • Balanço entre disponibilidades e demandas futuras dos recursos hídricos, em quantidade e qualidade, com identificação de conflitos potenciais • Metas de racionalização de uso, aumento da quantidade e melhoria da qualidade dos recursos hídricos disponíveis • Prioridades para a outorga de direitos de uso dos recursos hídricos • Diretrizes e critérios para a cobrança pelo uso dos recursos hídricos • Propostas para a criação de áreas sujeitas a restrição de uso, com vistas à proteção dos recursos hídricos •c
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• Enquadramento dos corpos de água em classes, segundo usos preponderantes da água: Visa assegurar às águas qualidade compatível com os usos mais exigentes a que forem destinados e diminuir os custos de combate à poluição das águas, mediante ações preventivas permanentes
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• A outorga do direitos de uso dos recursos hídricos: Assegurar o controle quantitativo e qualitativo dos usos da água e o efetivo exercício dos direito de acesso à água • Cobrança pelo uso de recursos hídricos: Reconhecer a água como bem econômico, incentivar a racionalização do uso da água e obter recursos financeiros para os planos de recursos hídricos • Compensações a municípios • Sistema de informações dobre recursos hídricos
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Sistema Nacional de Gerenciamento dos Recursos Hídricos • Coordenara a gestão integrada das águas • Arbitrar administrativamente os conflitos relacionados com os recursos hídricos • Implementar a PNRH • Planejar, regular e controlar o uso, a prevenção e a recuperação dos recursos hídricos • Promover a cobrança pelo uso dos recursos hídricos
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