QUALIDADE DAS ÁGUAS E POLUIÇÃO: ASPECTOS FÍSICO-QUÍMICOS

CURSO: “QUALIDADE DAS

ÁGUAS E POLUIÇÃO:

ASPECTOS FÍSICO-QUÍMICOS”

AULA 11

NUTRIENTES: COMPOSTOS DE NITROGÊNIO E

FÓSFORO EM ÁGUAS

Prof. Dr. Roque Passos Piveli

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AULA 11 – NUTRIENTES: COMPOSTOS DE NITROGÊNIO E

FÓSFORO EM ÁGUAS

1. Compostos de nitrogênio em Águas

1.1. Fontes de nitrogênio nas águas naturais

São diversas as fontes de nitrogênio nas águas naturais. Os esgotos

sanitários constituem em geral a principal fonte, lançando nas águas nitrogênio orgânico

devido à presença de proteínas e nitrogênio amoniacal, devido à hidrólise sofrida pela

uréia na água. Alguns efluentes industriais também concorrem para as descargas de

nitrogênio orgânico e amoniacal nas águas, como algumas indústrias químicas,

petroquímicas, siderúrgicas, farmacêuticas, de conservas alimentícias, matadouros,

frigoríficos e curtumes. A atmosfera é outra fonte importante devido a diversos

mecanismos: fixação biológica desempenhada por bactérias e algas, que incorporam o

nitrogênio atmosférico em seus tecidos, contribuindo para a presença de nitrogênio

orgânico nas águas; a fixação química, reação que depende da presença de luz, concorre

para as presenças de amônia e nitratos nas águas; as lavagens da atmosfera poluída pelas

águas pluviais concorrem para as presenças de partículas contendo nitrogênio orgânico,

bem como para a dissolução de amônia e nitratos. Nas áreas agrícolas, o escoamento das

águas pluviais pelos solos fertilizados também contribui para a presença de diversas

formas de nitrogênio. Também nas áreas urbanas, as drenagens de águas pluviais

associadas às deficiências do sistema de limpeza pública, constituem fonte difusa de

difícil caracterização.

1.2. Ciclo do nitrogênio na natureza

Para que melhor se compreenda as transformações que o nitrogênio sofre

nas águas é necessário conhecer o seu ciclo na natureza, ilustrado na figura 1:

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Figura 1: Ciclo do nitrogênio na natureza.

FONTE: METCALF & EDDY (1991).

O nitrogênio orgânico que toma parte no tecido de uma planta pode ser

incorporado em tecidos animais pelo processo nutricional destes. A morte, seguida de

decomposição, de animais e vegetais e, principalmente, as transformações sofridas pelos

compostos orgânicos presentes nos esgotos, levam à formação de nitrogênio amoniacal

nas águas, nas formas de amônia gasosa (NH3) ou do íon amônio (NH4

+ ). Nas águas, o

processo de oxidação biológica sofrida pela amônia, que é convertida a nitrito (NO2

− )

por um grupo de bactérias nitrificadoras chamadas Nitrossomonas e, posteriormente, a

nitrato (NO3

− ) por outro grupo conhecido por Nitrobacter, chama-se nitrificação. A

nitrificação é um processo que ocorre apenas em meio aeróbio, pois não existem

bactérias anaeróbias nitrificadoras. Corresponde, como visto, à demanda bioquímica de

oxigênio de segundo estágio, devendo ocorrer nas estações de tratamento de esgotos. O

processo inverso, ou seja, a redução biológica é possível, mas o caminho preferencial é

a redução de nitrato a nitrito e posteriormente a nitrogênio gasoso (N2).

Este processo se denomina desnitrificação e ocorre em meio anóxico, isto

é, na ausência de oxigênio livre, em lodos de fundo de rios e lagos e de unidades de

separação de sólidos (decantadores) de estações de tratamento de esgotos. Reatores

anaeróbios são projetados com esta função específica, pois a nitrificação (aeróbia) e a

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desnitrificação (anóxica) levam ao controle efetivo dos problemas que os compostos

nitrogenados podem trazer às águas naturais.

Ocorrem ainda, no ciclo do nitrogênio na natureza, as fixações química e

biológica e o seu uso como nutriente, sendo que as plantas são capazes de metabolizar

nitratos e os animais nutrem-se de nitrogênio na forma orgânica, principalmente.

1.3. Formas em que os compostos de nitrogênio se apresentam nas águas

Como visto, o nitrogênio pode ser encontrado nas águas nas formas de

nitrogênio orgânico, amoniacal, nitrito e nitrato. As duas primeiras chamam-se formas

reduzidas e as duas últimas, formas oxidadas. Pode-se associar a idade da poluição com

a relação entre as formas de nitrogênio, ou seja, se for coletada uma amostra de água de

um rio poluído e as análises demonstrarem predominância das formas reduzidas

significa que o foco de poluição se encontra próximo; se prevalecer nitrito e nitrato, ao

contrário,