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sexta-feira, 3 de maio de 2019

Água Potável


Com uma crise global de água potável no horizonte, tecnologias antigas e novas aproveitam ao máximo os recursos hídricos existentes


"Água potável" significa simplesmente água que é segura para beber, e está se tornando mais escassa no mundo. O uso crescente está enfatizando os recursos de água doce em todo o mundo, e uma lista aparentemente interminável de contaminantes pode transformar a água potável em um perigo para a saúde ou simplesmente torná-la inaceitável esteticamente.

Dos mais de 2 bilhões de pessoas que não têm água potável em casa , 844 milhões não têm serviço básico de água potável, incluindo 263 milhões que precisam viajar 30 minutos por viagem para coletar água. Cerca de 159 milhões bebem água superficial não tratada. Água Potável Insegura é uma das principais causas da doença diarréica, que mata cerca de 800.000 crianças com menos de 5 anos por ano, geralmente em países em desenvolvimento, mas espera-se que 90 países não atinjam a meta de cobertura universal até 2030.

O que torna a água imprópria para beber?

A Organização Mundial da Saúde (OMS) organiza a contaminação da água potável como orgânica, inorgânica, radiológica e microbiológica, e inclui medidas de aceitabilidade de sabor, cheiro e aparência.

Contaminantes orgânicos são produtos químicos à base de carbono , incluindo solventes e pesticidas, que são introduzidos através de escoamento agrícola ou descarga industrial. Eles podem ser responsáveis ​​por uma série de problemas graves de saúde, desde o câncer até a interrupção da função endócrina.
Ameaças radiológicas incluem radônio, césio, plutônio e urânio. Na América do Norte, o radônio é a principal causa de câncer de pulmão em não-fumantes e a principal causa ambiental de mortalidade por câncer em geral.
Poluentes inorgânicos , como ácidos minerais, sais inorgânicos, metais, cianetos e sulfatos, persistem no meio ambiente. Os metais pesados ​​podem causar problemas neurológicos em humanos, especialmente nos fetos e crianças, e também bio-acumulam em alguns alimentos. O arsênico pode causar câncer, lesões de pele, doenças cardiovasculares, diabetes e comprometimento cognitivo. Florações de algas de nutrientes como fósforo e nitrogênio também podem introduzir cianotoxinas em água potável.
Patógenos transmitidos pela água, incluindo bactérias, vírus, protozoários e parasitas, são normalmente introduzidos na água pelas fezes e podem causar uma variedade de doenças, desde gastroenterites leves até diarreia potencialmente fatal, disenteria, hepatite, febre tifoide, cólera e criptosporidiose. Milhões também estão infectados com doenças tropicais transmitidas pela água que incluem o tracoma, a causa mais comum de cegueira evitável.
Também a água potável ameaçadora é chamada de “ contaminantes emergentes ” ou “contaminantes da preocupação ambiental emergente”, que incluem produtos farmacêuticos introduzidos através do esgoto e do escoamento das operações pecuárias.

Turbidez ( falta de clareza causada por partículas misturadas ) pode dar à água um sabor, cheiro ou aparência inaceitáveis . Se a água turva é prejudicial ou apenas pouco atraente depende do material presente. Para um tratamento eficaz da água potável , é importante analisar cuidadosamente a água da fonte e depois adaptar o tratamento às condições e padrões específicos da água.

Tratar a Água para Potabilidade

Muitos processos de tratamento de água testados pelo tempo ainda estão em uso hoje em estágios de tratamento primário. A história do tratamento de água remonta a milhares de anos, até a civilização minóica, por volta de 1700 aC, e os antigos egípcios, que usaram pela primeira vez a floculação e a sedimentação de alumínios para clarificar a água por volta de 1500 aC.

A sedimentação está permitindo que partículas em água turva se assentarem. Alum e outros aditivos "pegajosos", conhecidos como polieletrólitos, auxiliam o processo de sedimentação por floculação, ou aderem as partículas em "flocos". Floculação e sedimentação com clarificadores são comuns em plantas de tratamento de água.

A compreensão da microbiologia que veio com o trabalho do Dr. John Snow e Louis Pasteur no século XIX teve grandes implicações para o tratamento da água. A pesquisa conectou a turbidez aos patógenos e os filtros de areia foram usados ​​pela primeira vez para o tratamento de um abastecimento público de água em 1829, em Londres. Sistemas de água municipais nos Estados Unidos seguiram o exemplo no início de 1900, e o processo de filtração com camadas de areia, cascalho e carvão continua sendo generalizado hoje.

Mas desinfetantes como o cloro na América e o ozônio na Europa tiveram o maior papel no combate às epidemias de doenças transmitidas pela água, como febre tifóide, disenteria e cólera. Hoje, o abastecimento municipal de água rotineiramente é pré-clorado para prevenir o crescimento de algas e biológicos, ou o cloro nos estágios finais do tratamento da água. A cloração em conjunto com a aeração também é usada para remover o ferro dissolvido, e a aeração efetivamente remove os compostos orgânicos voláteis (COVs) . Outros métodos de desinfecção incluem luz ultravioleta (UV) e ajuste de pH .

Tratamentos Modernos de Água

Nos tempos modernos, os avanços na tecnologia se baseiam em tratamentos mais antigos. Por exemplo, os processos aeróbicos têm sido a base do tratamento de águas residuais , particularmente para esgotos e outros fluxos de resíduos com alto teor orgânico ou biodegradável. Nos processos aeróbicos, os microrganismos que se desenvolvem na água oxigenada quebram os contaminantes orgânicos e removem os nitratos.

O tratamento aeróbico mais novo e mais eficiente é encontrado no reator de biofilme aerado por membrana ( MABR ), que utiliza até 90% menos energia para aeração, o estágio mais intensivo em energia do tratamento biológico. Na MABR, a nitrificação-desnitrificação simultânea ocorre em um único tanque que contém uma membrana permeável ao ar e enrolada em espiral . A aeração ocorre na pressão quase atmosférica. A MABR, que é notável por sua alta qualidade de efluentes, bem como por sua economia de energia, está disponível para modernizar as plantas existentes, bem como em sistemas pequenos e empacotados adequados para estratégias de tratamento descentralizadas . Descentralização coloca usinas menores perto do ponto de uso, eliminando a necessidade de grandes plantas regionais e as caras redes de oleodutos que estão financeiramente fora do alcance de muitas regiões.

Outros processos de purificação de água que usam membranas deram passos significativos desde os anos 1970 e 1980, inclusive na filtração por osmose reversa. Filtração moderna em osmose reversa (RO) é realizada forçando a água pressurizada através de uma membrana que é semi-permeável ao nível molecular para excluir solutos indesejáveis .

Uma maneira comum de RO é usada na produção de água potável é através da dessalinização . Os avanços em meados de 2010 aumentaram sua energia e eficiência de custos. As modernas usinas de dessalinização estão produzindo cerca de 50% da água potável de Israel . Maiores taxas de recuperação e menor consumo de energia e produtos químicos tornaram a dessalinização muito mais barata. Agora, a dessalinização está disponível em opções Smart Packable escaláveis ​​e rapidamente implantadas , adequadas para a descentralização .

A digestão anaeróbica , um processo de tratamento biológico que depende de micróbios que florescem na ausência de oxigênio, é agora usada para remover material orgânico e rastrear contaminantes orgânicos (TOCs) gerados pela atividade humana. Os TOCs se acumulam por biomagnificação e bioacumulação em organismos e causam danos irreversíveis em humanos e animais, interrompendo os sistemas endócrinos e causando tumores.

Durante o processo de digestão anaeróbica, os microrganismos quebram os compostos orgânicos, criando um biogás que é principalmente metano. Sistemas de lixo para energia também podem ser instalados para coletar o metano e usá-lo para gerar energia.

A troca iônica , um processo químico que troca íons dissolvidos indesejados por íons carregados de forma semelhante, é amplamente utilizado para a potabilização em processos que incluem o amolecimento da água, a desmineralização, a desalquização, a desionização e a desinfecção. Resinas especializadas de troca iônica voltadas para contaminantes específicos como nitratos, perclorato e urânio também se tornaram cada vez mais populares para a produção de água potável.

O futuro da água potável

A demanda por água doce em todo o mundo está projetada para aumentar em 55% entre 2000 e 2050 e, recentemente, os cientistas da NASA determinaram que os recursos de água doce estão sendo usados ​​mais rapidamente do que estão sendo reabastecidos. Jay Famiglietti, um hidrólogo sênior da NASA , alertou: “O lençol freático está caindo em todo o mundo. Não há um suprimento infinito de água.

A água potável é fundamental para a vida humana e podemos esperar que seja um problema crescente no futuro previsível.

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