Post on 11-Apr-2017
Universidade do Estado de Minas Gerais – UEMG
Faculdade de Engenharia – FaEnge – Campus João Monlevade
Graduação em Engenharia Ambiental
PATRICIA FELICIANO BRAGA BRUZZE
THALLES VICENTE BARBOSA GOMES
TRATABILIDADE DE ÁGUAS SUPERFICIAIS E PLUVIAIS UTILIZANDO
COAGULANTES NATURAIS A BASE DE TANINO E EXTRATO DE SEMENTES
DE MORINGA OLEIFERA
João Monlevade 2015
PATRICIA FELICIANO BRAGA BRUZZE
THALLES VICENTE BARBOSA GOMES
TRATABILIDADE DE ÁGUAS SUPERFICIAIS E PLUVIAIS UTILIZANDO
COAGULANTES NATURAIS A BASE DE TANINO E EXTRATO DE SEMENTES
DE MORINGA OLEIFERA
Projeto de Pesquisa apresentado como requisito parcial para obtenção do grau de Engenheiro Ambiental na Faculdade de Engenharia da Universidade do Estado de Minas Gerais. Professora Orientadora: Tamara Daiane de Souza.
João Monlevade 2015
PATRICIA FELICIANO BRAGA BRUZZE
THALLES VICENTE BARBOSA GOMES
TRATABILIDADE DE ÁGUAS SUPERFICIAIS E PLUVIAIS UTILIZANDO
COAGULANTES NATURAIS A BASE DE TANINO E EXTRATO DE SEMENTES
DE MORINGA OLEIFERA
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado e aprovado para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Ambiental, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Estado de Minas Gerais, em 2015.
João Monlevade 2015
Este trabalho é dedicado a nossa família,
pela confiança demonstrada e pelo apoio
incondicional.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos a Deus que iluminou o nosso caminho durante todo este tempo e pela
oportunidade de estarmos concluindo esta caminhada.
A nossa família, pelo incentivo e colaboração, contribuindo para que este trabalho se
realizasse.
Agradecemos aos nossos colegas pelas palavras amigas nas horas difíceis, pelo
auxilio nos trabalhos e principalmente por estarem conosco nesta jornada, tornando-
a mais fácil e agradável. Cоm vocês, аs pausas entre υm parágrafo е outro dе
produção enriquece tudo о qυе temos produzido.
Agradecemos a todos os Professores que nos acompanharam durante a graduação,
por seus ensinamentos, paciência e confiança, em especial a nossa Professora
Orientadora Tamara por estar sempre disposta a nos ajudar.
A esta universidade, direção e administração, que oportunizaram a janela que hoje
vislumbramos um horizonte superior.
E a todos que direta ou indiretamente fizeram parte da nossa formação, o nosso
muito obrigado.
“Por vezes sentimos que aquilo que
fazemos não é, senão, uma gota de água
no mar. Mas o mar seria menor se lhe
faltasse uma gota”.
(MADRE TERESA DE CALCUTÁ, 2013).
RESUMO
Tendo em vista as potencialidades do aproveitamento de águas pluviais e
superficiais por meio da adoção de técnicas adequadas de tratamento, é proposto o
presente trabalho com o intuito de apresentar considerações sobre uma estratégia
simplificada de tratamento destas águas, empregando tanino Tanfloc SG e extrato
de sementes de Moringa oleifera como coagulantes primários na tratabilidade de
água para fins não nobres. Para avaliar a viabilidade do emprego destes
coagulantes biodegradáveis e fazer um estudo comparativo entre a utilização deles,
foram realizados ensaios utilizando o aparelho Jar Test com diferentes
concentrações dos coagulantes e medições da turbidez em intervalos de
sedimentação de 2 horas. A Moringa oleifera não mostrou viabilidade na
tratabilidade tanto para água superficial quanto pluvial. Verificou-se, na amostra de
água pluvial, que a concentração de 4mg/L de tanino, para um tempo de
sedimentação de 2 horas, foi a que proporcionou a maior redução de turbidez
(99,17%), enquanto que na amostra de água superficial não mostrou eficiência. A
partir de diferentes faixas de pH (5 e 9), a Moringa oleifera não apresentou nenhuma
eficiência. Já o tanino mostrou viabilidade, porém com menor redução dos valores
de turbidez quando comparado em amostra de água com o pH natural, sendo que
em pH 5 houve uma redução de 95,44% e em pH 9 a redução da turbidez foi de
98,42%, ambos na amostra de água pluvial. O consórcio do coagulante químico
sulfato de alumínio com tanino apresentou remoção da turbidez da amostra de água
pluvial, mas com menor eficiência se comparado com a utilização apenas do tanino.
Portanto o tanino apresentou maior viabilidade no tratamento de água em relação ao
extrato de sementes de Moringa oleifera.
Palavras-chave: Turbidez. Moringa oleifera. Tanino.
ABSTRACT
Having in mind the potentialities of the use of pluvial and surface waters through the
adoption of appropriate treatment techniques, the present work is proposed with the
intention of presenting considerations on a simplified strategy for treating these
waters, using the tannin Tanfloc SG and extract of seeds of oleiferous Moringa as
primary coagulants in water treatability of undrinkable water. To evaluate the viability
of using these biodegradable coagulants and to do a comparative study between
their use, tests were performed using the Jar Test in different concentrations of the
coagulants and measurements of the turbidity at 2 hours intervals sedimentation. The
oleiferous Moringa did not show viability in the treatability for surface and pluvial
waters. It had been found that, in the pluvial water sample, that the concentration
was of 4mg/L of tannin, for a settling time of 2 hours, was the one that provided the
greatest reduction in turbidity (99,17 %), while in the sample of surface water it did
not show efficiency. From different pH ranges (5 and 9), oleiferous Moringa showed
no efficiency. The tannin showed viability, however with less reduction in turbidity
values when compared to water sample with the natural pH, and at pH 5 there was a
decrease of 95,44 % and at pH 9 the decrease of turbidity was of 98,42 %, both in
the sample of pluvial water. The simultaneous use of the chemical coagulant
aluminum sulfate with tannin showed turbidity removal of pluvial water sample, but
with less efficiency if compared to when using only tannin. Therefore tannin showed
greater viability in water treatment compared to the extract of seeds of oleiferous
Moringa.
Keywords: Turbidity. oleiferous Moringa. Tannin.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1: Ciclo Hidrológico da água 20
FIGURA 2: Distribuição de Água na Terra 21
FIGURA 3: Qualidade das águas na bacia hidrográfica 22
FIGURA 4: Esquema do Tratamento Convencional de Água 26
FIGURA 5: Árvore de Moringa oleifera LAM 31
FIGURA 6: Sementes de Moringa oleifera LAM 36
FIGURA 7: Tanfloc SG disponibilizado pela TANAC 40
FIGURA 8: Acácia Negra 40
FIGURA 9: Residência da coleta da amostra de água pluvial 45
FIGURA 10: Rio Santa Bárbara – João Monlevade / MG 45
FIGURA 11: Aparelho Jar Test utilizado nos ensaios de
Coagulação/Floculação
46
FIGURA 12: Turbidímetro utilizado na pesquisa 47
FIGURA 13: Liquidificador para a trituração de semente Moringa oleifera 48
FIGURA 14: Sementes de Moringa oleifera sem casca macerada com
pistilo no almofariz
48
FIGURA 15: Solução de extrato de sementes de Moringa oleifera sendo
filtrada em malha de 1mm
49
FIGURA 16: Solução concentrada de extrato de sementes de Moringa
oleifera (20 g. L-1)
50
FIGURA 17: Amostra de água pluvial com o coagulante Moringa oleifera
após 2 horas de repouso
50
FIGURA18: Amostra de água pluvial com o coagulante Moringa oleifera
após 12 horas de repouso
51
FIGURA 19: Solução concentrada de tanino Tanfloc SG (1g.L-1) 52
FIGURA 20: Ensaio com tanino Tanfloc SG nas concentrações de 2; 4; 6; 8
e 10 mg.L-1
53
FIGURA 21: Amostra de água superficial com o coagulante Moringa oleifera
após 2 horas de repouso
54
FIGURA 22: Amostra de água superficial com o coagulante tanino Tanfloc
SG após 2 horas de repouso
54
FIGURA 23: Cone de Imhoff 57
LISTA DE GRÁFICOS
GRÁFICO 1: Turbidez da 1ª amostra de água pluvial após 2 horas de
sedimentação com o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de
0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
59
GRÁFICO 2: Turbidez da 1ª amostra de água pluvial após 12 horas de
sedimentação com o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de
0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
59
GRÁFICO 3: pH da 1ª amostra de água pluvial após 2 horas de
sedimentação com o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de
0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
60
GRÁFICO 4: pH da 1ª amostra de água pluvial após 12 horas de
sedimentação com o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de
0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
60
GRÁFICO 5: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas de
sedimentação com o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de
0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
61
GRÁFICO 6: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas de
sedimentação com o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de
0; 0,12; 0,16; 0,2; 0,24 e 0,28 g.L-1
62
GRÁFICO 7: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas de
sedimentação com o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de
0; 0,001; 0,005; 0,01; 0,03 e 0,05 g.L-1
62
GRÁFICO 8: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas com o
coagulante tanino nas concentrações de 0; 5; 10; 20; 50 e 100 mg.L-1
64
GRÁFICO 9: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas com o
coagulante tanino nas concentrações de 0; 2; 4; 6; 8 e 10 mg.L-1
65
GRÁFICO 10: pH da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas com o
coagulante tanino nas concentrações de 0; 2; 4; 6; 8 e 10 mg.L-1
66
GRÁFICO 11: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas de
sedimentação com o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de
0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
68
GRÁFICO 12: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas de
sedimentação com o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de
69
0; 0,12; 0,16; 0,2; 0,24 e 0,28 g.L-1
GRÁFICO 13: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas de
sedimentação com o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de
0; 0,5; 1; 2; e 3 mg.L-1
69
GRÁFICO 14: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas com
o coagulante tanino nas concentrações de 0; 5; 10; 20; 50 e 100 mg.L-1
71
GRÁFICO 15: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas com
o coagulante tanino nas concentrações de 0; 0,5;1; 2; 3 e 4 mg.L-1
71
LISTA DE TABELAS
TABELA 1: Valores dos subprodutos da Moringa empregados na
alimentação
33
TABELA 2: Famílias botânicas vegetais que apresentam propriedades de
coagulação em suas sementes e o seu respectivo número de espécies
34
TABELA 3: Composição química da semente de Moringa oleífera 35
TABELA 4: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial em pH ácido e básico
após 2 horas com o coagulante Moringa oleifera na concentrações de
0,04 g.L-1
63
TABELA 5: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial em pH ácido e básico
após 2 horas com o coagulante tanino na concentrações de 4 mg.L-1
66
TABELA 6: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas de
sedimentação com o coagulante tanino na concentração de 4 mg.L-1 em
consórcio com sulfato de alumínio
67
TABELA 7: Turbidez da amostra de água superficial em pH ácido e básico
após 2 horas com o coagulante Moringa oleifera na concentrações de 0,04
g.L-1
70
TABELA 8: Turbidez da amostra de água superficial em pH ácido e
básico após 2 horas com o coagulante tanino na concentrações de 4
mg.L-1
72
LISTAS DE QUADROS
QUADRO 1: Classificação das águas 24
QUADRO 2: Espécies mais comuns de Moringa e sua distribuição pelo
mundo
34
QUADRO 3: Pesquisa Quantitativa e Qualitativa 43
LISTAS DE SIGLAS
pH - potencial hidrogeniônico
OMS – Organização Mundial de Saúde
OD – Oxigênio Dissolvido
DBO – Demanda Bioquímica de Oxigênio
MO – Matéria Orgânica
ETA – Estação de Tratamento de Água
Al2(SO4)3 – Sulfato de Alumínio
H2O – Água
EUA – Estados Unidos da America
ECHO – Educational Concerns for Hanger Organization from Florida, USA
NTU - Unidade de Turbidez Nefelométrica
FSC - Forest Stewardship Council
UEMG – Universidade do Estado de Minas Gerais
FaEnge – Faculdade de Engenharia de João Monlevade
MG – Minas Gerais
RPM – Rotação por minuto
HCl – Ácido Clorídrico
NaOH – Hidróxido de Sódio
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO 16
2 REFERENCIAL TEÓRICO 20
2.1 A água na Terra: distribuição e disponibilidade 20
2.2 Qualidade da água 22
2.3 A água para consumo humano 23
2.4 Parâmetros de Qualidade da Água 25
2.5 Tratamento da Água 25
2.5.1 Coagulação / Floculação no tratamento de água 27
2.5.2 Coagulantes inorgânicos e naturais 27
2.5.3 Sulfato de Alumínio no Tratamento de Água 28
2.5.4 Moringa oleifera no Tratamento de Água 29
2.5.4.1 Aplicações e usos da espécie Moringa oleifera 32
2.5.4.2 Ação purificadora no tratamento de água 33
2.5.5 Tanino no Tratamento de Água 38
3 METODOLOGIA DA PESQUISA 42
4 MATERIAIS E MÉTODOS 44
4.1 Coleta e caracterização da água pluvial e superficial 44
4.2 Ensaios de Coagulação/Floculação 46
4.2.1 Amostra de água pluvial em pH natural utilizando extrato de sementes
de Moringa oleifera
47
4.2.2 Amostra de água pluvial em pH natural utilizando tanino 52
4.2.3 Amostra de água superficial em pH natural utilizando extrato de
sementes de Moringa oleifera
53
4.2.4 Amostra de água superficial em pH natural utilizando tanino 54
4.3 Ensaios de coagulação/floculação em diferentes faixas de pH em
amostra de água pluvial e superficial
55
4.4 Ensaios de coagulação/floculação utilizando os coagulantes
naturais em consórcio com o sulfato de alumínio
55
4.4.1 Uso do tanino em consórcio com Al2(SO4)3 55
4.4.2 Uso da semente de Moringa oleifera em consórcio com Al2(SO4)3 56
4.5 Medida dos sólidos sedimentáveis 56
4.5.1 Medida dos sólidos sedimentáveis com a utilização do tanino em
amostra de água pluvial
56
4.5.2 Medida dos sólidos sedimentáveis com a utilização do extrato de
sementes de Moringa oleifera em amostra de água pluvial
57
5 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 58
5.1 Moringa oleifera como coagulante em amostras de água pluvial 58
5.1.1 Moringa oleifera como coagulante em amostras de água pluvial com pH
natural
58
5.1.2 Moringa oleifera como coagulante em amostra de água pluvial em
diferentes faixas de pH
63
5.2 Tanino como coagulante em amostra de água pluvial 64
5.2.1 Tanino como coagulante em amostra de água pluvial com pH natural 64
5.2.2 Tanino como coagulante em amostra de água pluvial em diferentes faixas
de pH
66
5.2.3 Uso consorciado entre tanino e sulfato de alumínio em amostra de água
pluvial
67
5.2.4 Medida dos sólidos sedimentáveis 67
5.3 Moringa oleifera como coagulante em amostras de água superficial 68
5.3.1 Moringa oleifera como coagulante em amostras de água superficial
com pH natural
68
5.3.2 Moringa oleifera como coagulante em amostra de água superficial em
diferentes faixas de pH
69
5.4 Tanino como coagulante em amostra de água superficial 70
5.4.1 Tanino como coagulante em amostra de água superficial com pH
natural
70
5.4.2 Tanino como coagulante em amostra de água superficial em diferentes
faixas de pH
72
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS 73
REFERÊNCIAS 75
APÊNDICE A – TABELAS DE ANÁLISES REFERENTES AOS GRÁFICOS
APRESENTADOS NA DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
80
ANEXO A – TABELA DE PADRÃO DA TURBIDEZ PARA ÁGUA, DE
ACORDO COM A PORTARIA 2.914 DE 2011 DO MINISTÉRIO DA SAÚDE
85
16
1 INTRODUÇÃO
A água é desproporcionalmente distribuída na Terra, consequentemente sua
disponibilidade também. O ciclo hidrológico é o principal responsável da manutenção
de vida no planeta, sendo que, a água de fácil acesso para extração no uso de
abastecimento público representa uma considerável minoria em relação aos demais
estados da água, mesmo no Brasil, que é considerado uma das nações com maior
disponibilidade hídrica.
A água doce é um recurso natural finito e dotado de valor econômico. Todavia, os
impactos causados pelo uso e ocupação de solo em uma bacia hidrográfica afetam
diretamente na qualidade da água. Sendo o abastecimento doméstico o principal
uso da água em relação às atividades humanas, este deve passar adequadamente
por processos que a tornem potável. Isto inclui cuidados desde a captação no
manancial até a reservação nas residências.
Assim, a água superficial, deve receber tratamento adequado, mesmo que para usos
secundários, para que não ofereça riscos à saúde humana. E a partir disso,
transforma-se a água bruta em água para uso humano através do uso de técnicas
pertinentes, como o uso de coagulantes e floculantes. Adicionalmente, a água pluvial
tem se configurado como uma fonte alternativa de água, promissora para suprimento
de usos domésticos principalmente em regiões metropolitanas e do semiárido.
No tratamento de água, a coagulação desestabiliza as partículas e posteriormente,
na floculação, ocorre à aglomeração destas partículas e a formação de flocos. O
objetivo dos coagulantes está justamente relacionado com a remoção das impurezas
contidas na água bruta, onde pode ser utilizados coagulantes químicos ou, de
maneira alternativa, os coagulantes naturais. Os coagulantes químicos apresentam
viabilidade econômica, por outro lado, os coagulantes naturais são ambientalmente
desejáveis.
Grande parte das estações de tratamento de água utiliza na etapa de
coagulação/floculação o sulfato de alumínio como agente coagulante. No entanto,
existem estudos como de Silva (1999) e Libânio (2008), que relacionam o uso deste
17
coagulante com doenças neurológicas, comprometendo a saúde pública. Há ainda a
elevação dos custos nas estações para a correção do potencial hidrogeniônico (pH)
da água devido as propriedades químicas que tal processo acarreta.
Assim, os coagulantes naturais surgem como alternativa promissora, pois
apresentam várias vantagens em relação aos coagulantes químicos, sendo
biodegradáveis, não tóxicos e geram lodo em menor quantidade e com menores
teores de metais. Além disso, via de regra não alteram o pH da água, apresentam
boa remoção de cor e turbidez e também promovem expressiva remoção de
bactérias (NWAIWU e LINGMU, 2011). Como desvantagens ainda apresentam
maior custo de aquisição devido ao fator de escala de produção. Dentre os
coagulantes naturais, destaca-se o tanino e o extrato de sementes de Moringa
oleifera.
A M. oleifera é utilizada na coagulação através do extrato de sementes, que tem em
sua polpa uma proteína com propriedades coagulantes. Além disso, não alteram o
pH da água e nem o gosto, não são tóxicas para humanos e animais e algumas são
até bactericidas. A aplicação com melhores resultados acontece em águas mais
turvas, garantindo que o potencial coagulante da planta atue sobre as partículas e
diminua a turbidez da água.
Já o tanino, também de origem vegetal, e no caso desta pesquisa é extraído de
casca da árvore Acácia Negra. O sucesso da ação coagulante é devido à reação do
tanino com proteína, onde promove a formação de flocos na água tratada para
ocorrer à sedimentação. O lodo gerado no tratamento é em menor volume, é
biodegradável e não apresenta metais do tratamento. Além disso, o tanino possui
propriedades que protegem a árvores contra micro-organismos e até herbívoros,
possuindo frutos com propriedade adstringente.
Diante do exposto, o interesse no estudo de novas tecnologias socioambientais para
o tratamento de água direcionou este trabalho para a avaliação da eficiência no
processo de remoção de impurezas de águas superficiais e pluviais, com o emprego
de coagulantes naturais. Assim, as análises poderão identificar a viabilidade da
18
utilização do tanino Tanfloc SG e do extrato de sementes de M. oleifera na
tratabilidade de água.
Dessa maneira, objetivou-se analisar a ação dos coagulantes naturais, tanino
Tanfloc SG e extrato de sementes de M. oleifera, como auxiliares na
coagulação/floculação de águas turvas e coloridas, individualmente e em consórcio
com o composto inorgânico sulfato de alumínio. E, portanto, realizar um estudo
comparativo entre o uso do coagulante químico e dos coagulantes naturais, quanto
aos custos, preservação do meio ambiente e geração de lodo.
Ainda, com a execução deste trabalho será possível avaliar a influência de
diferentes faixas de pH no uso do tanino Tanfloc SG e da M. oleifera. E desenvolver
a concepção do uso de formas econômicas e biodegradáveis para o tratamento de
águas superficiais e pluviais. E com isso, fornecer subsídios para ações em
saneamento ambiental como fator de melhoria da saúde pública, diminuindo o
impacto ambiental causado pela aplicação desenfreada do sulfato de alumínio como
coagulante.
Diante do potencial dos coagulantes naturais, tanino Tanfloc SG e M. oleifera, a
relevância do trabalho se baseia em avaliar a eficiência destes na tratabilidade de
água superficial e pluvial, ambas coletadas em João Monlevade, sendo utilizados de
forma individual ou em consórcio com o sulfato de alumínio, confrontando qual
coagulante é mais eficiente e que garante, do ponto de vista técnico, a utilização
desse processo alternativo, em vista dos processos convencionais de tratamento de
água.
Este trabalho trata-se de uma pesquisa explicativa, de caráter qualitativo já que
requer um trabalho de campo mais intensivo e o contato direto com o objeto de
estudo e de caráter quantitativo, pois investiga qual coagulante apresenta melhores
resultados. Com isso, busca-se explicar o porquê das coisas, através de métodos
experimentais, identificando os fatores para a ocorrência de fenômenos. E também
utiliza pesquisa bibliográfica, através de materiais já publicados, principalmente
livros, dissertações e artigos científicos.
19
Quanto ao marco teórico emprega-se, principalmente, os conceitos de Von Sperling
(2005) e Calijuri e Cunha (2013), para as descrições de distribuição, disponibilidade,
características, poluição, qualidade e tratamento da água. Aplica-se também, a
concepção de Borba (2001) e Lo Monaco et al. (2010) no efeito de tratamento de
água com sementes de M. oleifera e ainda as ideias de Silva (1999) sobre a
utilização de Tanino Tanfloc SG na tratabilidade de água.
A hipótese deste trabalho propõe a tratabilidade da água, de forma sustentável,
diminuindo os impactos do coagulante químico sobre o homem e sobre a natureza.
O método escolhido visa à substituição deste composto químico por coagulantes
naturais no tratamento de águas superficiais e pluviais, para fins secundários, sendo
que, apresentam vantagens como a biodegradabilidade, menor geração de lodo e
por não serem tóxicos.
Portanto, a finalidade deste estudo é voltada a tratabilidade de águas superficiais e
pluviais utilizando coagulantes naturais à base de tanino e extrato de sementes de
M. oleifera. A tratabilidade será desenvolvida através da apresentação dos melhores
resultados, diante do potencial das duas substâncias, em análises laboratoriais. A
utilização dos coagulantes naturais no tratamento de água superficial e pluvial,
sendo utilizados de forma individual ou em consórcio com sulfato de alumínio,
confronta a eficiência e a garantia do ponto de vista técnico, da utilização desse
processo, como uma alternativa aos processos convencionais de tratamento.
20
2 REFERENCIAL TEÓRICO
As discussões a serem apresentadas relacionam os principais conceitos acerca da
análise da viabilidade de tratamento de águas superficiais e pluviais através do
método alternativo com coagulantes naturais, utilizando o tanino Tanfloc SG e o
extrato de sementes de M. oleifera.
2.1 A água na Terra: distribuição e disponibilidade
O constituinte inorgânico com maior fartura na matéria viva é a água, atingindo em
alguns seres até 98% da sua composição. Na Terra, a água, ocupa
aproximadamente 75% da superfície, sendo o principal fator de sobrevivência para
os seres vivos (LIBÂNIO, 2008). Considerando a atmosfera, os oceanos e os
continentes como os maiores reservatórios de água, a água atravessa as diferentes
etapas do ciclo hidrológico, completando um período de transformações de estado
no planeta (CALIJURI e CUNHA, 2013).
O ciclo hidrológico, responsável pela movimentação da água no planeta, é
representado pelas seguintes fases: precipitação, escoamento superficial, infiltração,
evaporação e transpiração. Na Figura 1, observa-se a ação do ciclo em função das
cinco fases (VON SPERLING, 2005).
Figura 1: Ciclo Hidrológico da água
Fonte: Ministério do Meio Ambiente (2015)
21
97%
2,2% 0,8%
Oceanos
Geleiras
Água Doce
97% - Água Subterrânea 3% - Água Superficial
A circulação da água e como ela se distribui na Terra são de suma importância para
a conservação da vida. Contudo, como apresentada na Figura 2, a água
potencialmente disponível para abastecimento público se resume em apenas 0,8%
de água da Terra, onde deste valor, apenas 3% são águas superficiais, que
apresentam facilidade para a extração (VON SPERLING, 2005).
Figura 2: Distribuição de Água na Terra
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015), Von Sperling (2005, p.17)
O Brasil, segundo Calijuri e Cunha (2013), é uma das nações com maior
disponibilidade de água no mundo, porém possui seus recursos hídricos
concentrados em regiões com menor densidade demográfica, com um total de 8.225
Km3.(hab.ano)-1. Em contraste a esta abundância, há 19 países com disponibilidade
hídrica inferior a 500 m3.(hab.ano)-1.
A água superficial devido a maior facilidade de extração deve também receber
maiores cuidados em relação à poluição. Afinal, para a utilização de água no
abastecimento humano é necessário atingir aspectos quantitativos, qualitativos e de
potabilidade (FREITAS, 2001). Diverso uso coletivo para à água surgiu ao longo do
tempo e relacionou-se diretamente ao crescimento populacional e econômico, a
urbanização e tecnologias (CALIJURI e CUNHA, 2013).
22
2.2 Qualidade da água
A qualidade da água poderá ser diretamente afetada pelo uso e ocupação do solo,
seja esta de maneira concentrada ou dispersa. Isto ocorre, por exemplo,
respectivamente, por geração de despejos domésticos ou industriais e pela
aplicação de agrotóxicos no solo. Com isso, a qualidade da água é afetada pelo
ingresso de elementos poluentes e/ou contaminantes no corpo hídrico (VON
SPERLING, 2005).
Na Figura 3 é apresentado o dinamismo de uma bacia hidrográfica em relação ao
fluxo da água, com isso, os impactos de uso e ocupação na rede de drenagem da
bacia hidrográfica podem ocorrer na forma difusa ou pontual, respectivamente, com
maior dificuldade de identificação, medição e controle, e a outra, facilmente
identificável (CALIJURI e CUNHA, 2013).
Figura 3: Qualidade das águas e uso e ocupação do solo na bacia hidrográfica
Fonte: Von Sperling (2005, p. 16)
23
Em Von Sperling (2005, p.49), define que
Na poluição pontual, os poluentes atingem o corpo d’água de forma concentrada no espaço. Um exemplo é o da descarga de um rio de um emissário transportando os esgotos de uma comunidade. Na poluição difusa, os poluentes adentram o corpo d’água distribuídos ao longo de parte de sua extensão. Este é o caso típico da poluição veiculada pela drenagem pluvial, a qual é descarregada no corpo d’água, e não concentrada em um único ponto.
A partir disso tem-se que as águas naturais possuem impurezas inofensivas,
indesejáveis e até perigosas. Entre estas contém vírus, bactérias, toxinas e
elementos radioativos. De acordo com a Organização Mundial de Saúde (OMS), a
maioria das doenças de veiculação hídrica, que se propagam pelo mundo, é de
origem da má qualidade na água de abastecimento (RICHTER e AZEVEDO NETTO,
1991).
2.3 A água para consumo humano
Os principais usos da água são diretamente relacionados às atividades humanas.
Sendo os principais: “abastecimento doméstico, abastecimento industrial, irrigação,
dessedentação de animais, […], recreação e lazer, criação de espécies, geração de
energia elétrica, […], diluição e transporte de despejos” (VON SPERLING, 2005,
p.19).
Segundo Philippi Jr. (2005), destes principais usos, a água para abastecimento
doméstico deve ter prioridade de utilização em relação às outras. Ademais, “antes
do consumo, portanto, a água precisa passar por um processo de adequação das
suas características aos padrões de potabilidade estabelecidos pelo o Ministério da
Saúde […]” (PHILIPPI JR., 2005, p.130).
Logo, a Portaria nº 2.914/2011 do Ministério da Saúde demarca
A água potável é a água que atende ao padrão de potabilidade estabelecido nesta Portaria e não ofereça riscos à saúde, sendo que, água para consumo humano é água potável destinada à ingestão, preparação e produção de alimentos e à higiene pessoal, independente da sua origem. Contudo, padrão de potabilidade é o conjunto de valores permitidos como parâmetros da qualidade da água para consumo humano, conforme definido nesta Portaria (SAÚDE, 2011, p.01).
24
E o Art.4º da Resolução CONAMA nº 357/2005, classifica as águas, de acordo com
o Quadro 1 abaixo:
Quadro 1: Classificação das águas
Fonte: CONAMA 357 (2005)
De qualquer forma, a água para consumo humano deve estar no máximo possível
resguardada de contaminantes. Até a chegada da água no consumidor final, várias
barreiras devem ser incorporadas no sistema de tratamento de água, garantindo a
qualidade do abastecimento. Incluindo operações de manutenção dos sistemas de
distribuição de água e reservação, conservação do manancial e a adoção de
técnicas para reduzir e/ou inativar contaminantes (CALIJURI e CUNHA, 2013).
Contudo, o presente estudo busca utilizar a água para fins não potáveis, ou seja,
para fins secundários. Para o uso da água com fins secundários, destaca-se a
Classe Destino
Especial Ao abastecimento para consumo humano, com desinfecção;
preservação do equilíbrio natural das comunidades aquáticas;
e, à preservação dos ambientes aquáticos em unidades de
conservação de proteção integral.
1 Ao abastecimento para consumo humano, após tratamento
simplificado; proteção das comunidades aquáticas; recreação de
contato primário; irrigação de hortaliças e frutas consumidas cruas; e
à proteção das comunidades aquáticas em Terras indígenas.
2 Abastecimento para consumo humano após tratamento convencional;
proteção das comunidades aquáticas; recreação de contato primário;
irrigação de plantas com as quais a população venha a ter contato
direto; e à aquicultura e atividade de pesca.
3 Abastecimento para consumo humano após tratamento convencional
ou avançado; irrigação de culturas arbóreas; pesca amadora;
recreação de contato secundário; e à dessendentação de animais.
4 Navegação e harmonia paisagística.
25
atuação para finalidade agrícola, industrial, recreacional, doméstico, para
manutenção de vazão e aquicultura. Pretende-se assim, atingir principalmente o uso
para fins domésticos que entre outras funções, é utilizada na rega de jardins, em
descargas sanitárias, lavagem de veículos, entre outros tipos de reusos (MANCUSO
e SANTOS, 2003).
Vale ressaltar que mesmo para fins secundários, a água necessita de certa
qualidade, principalmente, com relação ao teor de sólidos e consequentemente
turbidez. Apesar de não ser alvo deste trabalho, os coagulantes naturais têm sido
estudados como alternativa para se atingir padrões de potabilidade em regiões onde
não há rede de abastecimento, tal como em grande parte da zona rural.
2.4 Parâmetros de Qualidade da Água
A Portaria nº 2.914/2011 estabelece padrões e normas para controle da qualidade
da água distribuída. Dentre este se observa, o padrão microbiológico, padrão de
turbidez, padrão de substâncias químicas e padrão de radioatividade (SAÚDE,
2011). Segundo Mancuso e Santos (2003), a legislação brasileira destaca a
utilização e racionamento da água de fins primário, aplicando-se insignificantes
conceitos para os fins secundários.
Os parâmetros de qualidade da água se resumem em parâmetros químicos
(Oxigênio Dissolvido – OD; Demanda Bioquímica de Oxigênio – DBO; e Sais
Minerais), parâmetros biológicos (Matéria Orgânica – MO) e parâmetros físicos (Cor;
Odor e Sabor) (PHILIPPI JR., 2005). Além disso, considera-se as análises de pH,
Alcalinidade, Dureza, Turbidez e Sólidos Dissolvidos Totais (CALIJURI e CUNHA,
2013).
2.5 Tratamento da Água
A água somente de cair em forma de chuva na natureza já incorpora substâncias
impuras tanto da atmosfera quanto do processo de escoamento que carreia matérias
que podem alterar a qualidade da água. Para isso, faz-se necessário o tratamento
de água desta origem, mesmo para fins secundários (PHILIPPI JR., 2005). Assim
26
também, após a captação da água superficial, as águas devem ser submetidas a
tais procedimentos para que não ofereça risco à saúde humana e apresentem
aceitação visual (CALIJURI e CUNHA, 2013).
Libânio (2008, p. 99) cita que
O tratamento de água consiste na remoção de partículas suspensas e coloidais, matéria orgânica, micro-organismos e outras substâncias possivelmente deletérias à saúde humana, porventura presentes nas águas naturais, aos menores custos de implantação, operação e manutenção, gerando o menor impacto ambiental às áreas circunvizinhas.
O Tratamento de Água aplica-se na transformação de água bruta em água potável,
sofrendo influência direta do manancial de abastecimento e do processo de
tratamento adotado na Estação de Tratamento de Água (ETA). Em um tratamento
de água convencional, como mostra a Figura 4, os procedimentos operacionais mais
utilizados são: “coagulação, floculação, decantação, filtração, desinfecção,
fluoretação, reservação/distribuição” (COMUSA, 2015).
Figura 4: Esquema do Tratamento Convencional de Água
Fonte: Sanep (2015)
Pensando nos desafios e na contribuição do controle de doenças de veiculação
hídrica que o tratamento de água pode enfrentar Calijuri e Cunha (2013, p.406)
mencionam a importância de novas técnicas nos procedimentos do tratamento que
“sejam eficientes não só para remoção das impurezas da água, cujas nocividades à
saúde humana já são conhecidas, como também de novos contaminantes hoje
qualificados como microcontaminantes emergentes [...]”.
27
2.5.1 Coagulação / Floculação no tratamento de água
O Tratamento de Água advém da retirada de substâncias que podem ser nocivas à
saúde humana, tais como sólidos suspensos, matéria orgânica e micro-organismos
(BOTERO et. al., 2009). O processo de coagulação/floculação tem como alvo a
remoção da turbidez e da cor da água bruta, ou seja, dos sólidos dissolvidos e/ou
suspensos (VAZ, 2009).
Em Macedo (2007) apud Francisco et al. (2011) a coagulação é o processo
responsável pela desestabilização de partículas dispersas, para que posteriormente
ocorra a aglutinação e formação de flocos. Os fatores que influenciam a coagulação
são: pH e alcalinidade; tipo e concentração do coagulante; sais presentes na água;
turbidez; temperatura e características da mistura rápida. Segundo Libânio (2008),
isto ocorre através das reações físicas e químicas entre o coagulante, a água e as
impurezas.
Na floculação, após as partículas desestabilizadas se chocarem, flocos maiores se
formam e quando aglomerados tendem a depositar-se, pois a densidade aumenta,
com isso, a remoção dos flocos pode ser feita por sedimentação e filtração
(PHILIPPI JR, 2005). Assim os coagulantes estão relacionados à alteração das
propriedades da água para que as impurezas ali contidas sejam removidas. Os
coagulantes habitualmente utilizados em estações de tratamento de água são o
sulfato de alumínio, o cloreto férrico, sulfato ferroso clorado, dentre outros (HELLER
e PÁDUA, 2006).
2.5.2 Coagulantes inorgânicos e naturais
Os coagulantes, além de promover a coagulação, também aceleram e agenciam a
floculação. Assim, o tipo e a dosagem do coagulante é um fator considerável no
processo de coagulação/floculação, pois são definidos considerando o tipo de
efluente e a viabilidade econômica (VAZ, 2009).
28
Para atingir bons resultados na etapa de coagulação/floculação é indispensável à
utilização adequada de coagulante, sendo influenciados pelas características do
efluente tratado (LIBÂNIO, 2008). Nesse sentido, Zimpel ensina que
Devido à prática de coagulação e floculação para o tratamento de efluente ser o processo convencional, existem variados tipos de coagulantes, uma vez que o custo desses produtos possui um valor considerado, decorrente da quantidade de efluentes gerados, com relação ao custo total da estação. (ZIMPEL, 2013, p.10).
No tratamento de água e esgoto, têm sido comumente utilizados coagulantes
inorgânicos, também conhecidos como químicos, principalmente por causa do baixo
custo de aquisição. O coagulante mais utilizado atualmente é o sulfato de alumínio.
A origem química, porém tem causado alguns inconvenientes relacionados à saúde
humana, ao volume de lodo gerado e a resíduos de alumínio na água, acarretando o
aumento de custos na operação com produtos químicos para correções de pH (VAZ,
2009).
Em contrapartida os coagulantes naturais são ambientalmente desejáveis,
resultando no final do tratamento da água em menor volume de lodo e com maior
facilidade de disposição, requisição de menor dosagem em relação ao coagulante
químico e a biodegradabilidade, não é tóxico e não contém metais. Apesar disso, o
uso deste coagulante alternativo pode aumentar o teor de matéria orgânica caso não
seja eliminada durante as fases do tratamento (VAZ, 2009). Em exemplo aos
coagulantes naturais, temos o tanino Tanfloc SG e a semente de M. oleifera.
2.5.3 Sulfato de Alumínio no Tratamento de Água
O Sulfato de Alumínio, utilizado como coagulante químico no tratamento de água
garante a remoção das impurezas e possui baixo custo. O composto químico tem
por fórmula Al2(SO4)3.nH2O, em que “n” representa aproximadamente 14 a 18
moléculas de água de cristalização (PAVENELLI, 2001).
O destaque como coagulante químico é devido a alta eficiência na remoção de
sólidos suspensos, pelo fácil manejo e transporte, pela produção do sulfato de
alumínio em várias regiões brasileiras e pela faixa de pH utilizada entre 5,0 a 8,0.
29
Para a determinação da quantidade de sulfato de alumínio que provoque a
coagulação usa-se mais as quantidades teóricas, não sendo prevista por análises
químicas (SILVA, 1999).
Contudo, a exposição ao alumínio é tóxica e pode causar Alzheimer, Mal de
Parkinson e Síndrome de Down devido aos metais pesados que atingem o cérebro,
pois ocorre à deficiência renal em filtrar estes elemento do sangue, causando assim
as doenças de demência e coordenação motora (SILVA, 1999).
Segundo Libânio (2008), os limites menores para ingestão de alumínio adotados
pelo Canadá e EUA (0,1 mg.L-1) em relação aos limites de potabilidade brasileiros
(0,2 mg.L-1) é devido a indícios de que o Mal de Alzheimer está correlacionado à
ingestão progressiva de alumínio.
Sobre isso Libânio (2008, p.65) acrescenta que
Algumas substâncias inorgânicas, cujos valores máximos permissíveis na Portaria 518/04 são praticamente os mesmos estabelecidos pela OMS, podem ser alvo de futuras alterações, limitadas nessa redução pelos limites de detecção de cada elemento. […] Em relação ao alumínio, somam-se dois fatores: é o mais abundante elemento metálico na crosta terrestre, à razão da ordem de 8% principalmente na forma de sulfato de alumínio, extensivamente utilizado na potabilização das águas para consumo.
Segundo Calijuri e Cunha (2013), devido à toxidade dos sais de alumínio, o seu uso
pode ser nocivo aos seres humanos e em excesso nos recursos hídricos pode
danificar o desenvolvimento de peixes e algas. Isto devido ao fato de que este
elemento pode permanecer no meio ambiente após o tratamento de água, sendo na
água tratada ou no lodo gerado.
2.5.4 Moringa oleifera no Tratamento de Água
A Moringa oleifera Lam. (sin.: M. pterygosperma Gaertn., M. moringa (L.) Millsp., M.
nux-ben Perr., Hyperanthera moringa Willd. e Guilandina moringa Lam.) é uma
espécie perene, de origem do noroeste da Índia, encontrada principalmente no
Egito, Filipinas, Ceilão, Tailândia, Malásia, Burma, Paquistão, Singapura, Jamaica,
Índia e Nigéria, pertencente à família Moringaceae. (RAMACHANDRAN et al., 1980;
30
PIO CORREA, 1984 apud BEZERRA et al., 2004). Ela é tolerante a regiões secas,
florescendo e produzindo frutos, desenvolve desde regiões subtropicais secas e
úmidas, até tropicais secas e florestas úmidas. (DUKE, 1978 apud GALLÃO et al.,
2006).
O caule da árvore M. oleifera pode chegar até 10 (dez) metros de comprimento,
possuindo uma espessura grossa; suas folhas são longo-pecioladas, bipinadas,
folíodos obovais, cujo comprimento é de até 3 (três) centímetros (SILVA E MATOS,
2008 apud PATERNIANI et al., 2009). Essa espécie, de acordo com Gerdes (1986)
apud Borba (2001), pode frutificar no seu primeiro ano de vida e possui crescimento
rápido e que a sua propagação pode ser realizada através de mudas, sementes ou
estacas.
Segundo Dalla Rosa (1993) apud Gallão et al. (2006) esta espécie adapta-se há
uma grande faixa de solos e possui melhor desenvolvimento em terra preta argilosa
ou em terra preta bem drenada, preferencialmente um solo neutro a levemente
ácido. É uma planta que possui uma grande variedade de uso, sendo que quase
todas as suas partes possuem valor alimentar, como as folhas, flores, sementes e
frutos verdes, e também possui valor medicinal em todas as suas partes (PALADA,
1996; MAKKAR e BECKER, 1997 apud GALLÃO et al., 2006).
Borba (2001) ressalta que, apesar da M. oleifera florescer muito rápido e gerar frutos
logo no seu primeiro ano, ela só atinge sua produção/produtividade plena (5,4
Kg/safra/árvore), a partir do terceiro ano. A Figura 5 mostra um exemplar da árvore
M. oleifera LAM.
31
Figura 5: Árvore de Moringa oleifera LAM
Fonte: Feagri Unicamp (2015)
No Brasil, a espécie M. oleifera é conhecida no Maranhão desde 1950 (AMAYA, et
al., 1992 apud GALLÃO et al., 2006). Na região do semiárido nordestino brasileiro a
cultura de M. oleifera é utilizada no tratamento de água para sua utilização
doméstica (GALLÃO et al., 2006). Ela é conhecida nesta região por “Lírio Branco”.
Outro nome popular dessa planta no Brasil é “Quiabo de Quina” (OKUDA et. al, 2001
apud ARAÚJO, 2006).
Não é de todo conhecido a introdução da M. oleifera no Brasil, sabe-se que a
primeira espécie introduzida foi a M. oleifera Lam, importada talvez das Filipinas,
pelo ministério da Agricultura/Secretaria de agricultura do estado do Maranhão, por
volta de 1950. Devido ao desconhecimento do seu potencial culinário e a sua beleza
natural a espécie foi utilizada inicialmente apenas para ornamentação de parques
públicos (KERR; SILVA, 1999 apud ARAÚJO, 2006).
32
A sua nova introdução no Brasil ocorreu em 1982, conhecida como introdução
cientifica, quando a Universidade do Maranhão por intermédio do professor Dr.
Warwick Estevam Keer recebeu 40 sementes de M. oleifera Lam do Dr. Martin L.
Price, diretor da ECHO – “Educational Concerns for Hanger Organization” Florida –
USA (AMAYA et. al., 1992 apud ARAÚJO, 2006). Segundo a literatura consultada a
propagação dessas sementes de M. oleifera Lam resultaram em 25.000 árvores
plantadas por estudantes em 9.000 casas de operários no estado do Maranhão
(MORTON, 1991 apud ARAÚJO, 2006).
Foi introduzido no Brasil, também pelo professor Dr. Warwick Estevam Keer em
1988 a Moringa stenopetala no campus da Universidade Federal de Uberlândia, mas
devido suas raízes alcançarem mais de 15 metros e a menor quantidade de vitamina
A em suas folhas, optou-se pela distribuição das sementes de M. oleifera Lam
(AMAYA et al.,1992 apud ARAÚJO, 2006).
2.5.4.1 Aplicações e usos da espécie Moringa oleifera
De acordo com Lilliehook (2005, apud ESNARIAGA, 2010) a árvore de Moringa
possui diversos subprodutos como vagens, folhas, flores e sementes, que podem
ser utilizadas na alimentação humana ou animal, na agricultura, na indústria
farmacêutica, cosmética e alimentícia, e também pode ser empregada como
lubrificante e biocombustíveis. Segundo Esnarriaga (2010) são utilizado às vagens e
as folhas para alimentação. A Tabela 1 mostra os valores dos subprodutos da
Moringa que são empregados na alimentação.
33
Tabela 1: Valores dos subprodutos da Moringa empregados na alimentação
Umidade (%) 86,9 75 7,5
Calorias/100g 26 92 205
Proteína (g/100g) 2,5 6,7 27,1
Gordura (g/100g) 0,1 1,7 2,3
Carboidrato (g/100g) 3,7 13,4 38,2
Fibra (g/100g) 4,8 0,9 19,2
Mineral (g/100g) 2,0 2,3 7,1
Fonte: Price (2000) apud Esnarriaga (2010)
De acordo com Duke (1987) e Morton (1991) apud Gallão et al. (2006) as sementes
de Moringa possuem uma alta importância e aplicação nas indústrias, pois é
utilizada na lubrificação de alguns equipamentos, fabricação de perfumes e no
tratamento de água.
Após a retirada as casca das sementes de M. oleifera e da extração do óleo, obtém-
se um resíduo chamado de “torta ou borra”, constituído de tegumento ou polpa, que
poder aproveitado como fertilizante ou condicionador do solo ou como alimento
animal (FOLKARD e SUTHERLAND, 1996 apud FRIGHETTO et al., 2007).
2.5.4.2 Ação purificadora no tratamento de água
Vários países do mundo utilizam plantas como coagulantes para o tratamento de
águas turvas que se destinam ao consumo humano. A grande parte dessas plantas
é utilizada de forma tradicional e algumas foram descobertas em laboratórios.
(GERDES, 1997 apud BORBA, 2001). Na Tabela 2 são apresentadas as famílias
botânicas e o número de espécies por família, que são conhecidas pelas
propriedades de coagulação das suas sementes.
Conteúdo Vagens Folhas Pó de folhas
34
Tabela 2: Famílias botânicas vegetais que apresentam propriedades de coagulação
em suas sementes e o seu respectivo numero de espécies
Família Número de espécies usadas para clarificar água bruta
Acnthaceae 3
Anacardiaceae 5
Annonaceae 3
Araceae 2
Cactaceae 11
Capparidaceae 8
Malvaceae 5
Moringaceae 7
Papilionideae 13
Tiliaeae 7
Fonte: Jahn (1986) apud Borba (2001)
Das diversas espécies testadas no mundo, várias apresentam à característica de
clarificar águas brutas que possuem impurezas, principalmente as espécies da
família das Moringaceae. Dentre as 14 (catorze) espécies conhecidas desta família,
7 (sete) delas são muito raras e 7 (sete) tem sido encontradas em diversos países
da Ásia, África e America Latina, como mostra o Quadro 2. As espécies M. oleifera
LAM e a Moringa stenopetola são as que apresentam melhores resultados quando
são utilizados como coagulantes. (GERDES, 1997 apud BORBA, 2001).
Quadro 2: Espécies mais comuns de Moringa e sua distribuição pelo mundo
Ordem: Cappridales. Família: Moringaceae.
Espécies Distribuição pelo mundo
Moringa oleifera Pantropical
Moringa concanensis Índia
Moringa peregrina Egito, Sudão e Península Arábica
Moringa stenopetala Etiópia e Quênia
Moringa longituba Somália
Moringa ovalifolia Namíbia
Moringa drouhardii Madagáscar
Fonte: Jahn (1986) apud Borba (2001)
35
As sementes de M. oleifera, segundo vários estudos não apresentam em sua
composição toxidades para humanos e animais e apresentam coagulantes e
bactericidas (JAHN, 1988 apud AMARAL et al., 2006). De acordo com Amaral (2006)
essas sementes possuem como ponto positivo a não alteração do gosto e pH da
água, tornando a mesma potável.
Em um dos seus estudos, Gallão et al. (2006), dizem que as sementes de M. oleifera
LAM apresentam em sua constituição um elevado teor de proteínas (39,3%) e
lipídeos (18,8%). A Tabela 3 mostra a composição química desta semente.
Tabela 3: Composição química da semente de Moringa oleífera
Composição Semente de M. oleifera LAM
Umidade (%) 6,3%
Açucares solúveis (g/100g) 3,14
Oligossacarídeos (g/100) 3,31
Amido (g/100) 6,02
Proteínas (g/100) 39,3
Lipídeos (g/100) 18,8
Fonte: Gallão et al. (2006)
A capacidade da semente de M. oleifera (Figura 6) coagular e flocular coloides em
águas naturais com cor e turbidez é devido a uma proteína encontrada em sua
composição, que foi isolada pelos pesquisadores Gassenschmidit U, Jany KD,
Tanscher B, Niebergall H, na Alemanha em 1995, a qual tem massa molecular da
ordem 150.000 unidades. (ESNARRIAGA, 2010).
36
Figura 6: Sementes de Moringa oleifera LAM
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Segundo Davino (1986) apud Borba (2001) a coagulação/floculação provocada pela
proteína existente na polpa da semente da M. oleifera na água se assemelha com a
coagulação/floculação provocada pelos polieletrólitos, esse são originários de
proteínas e polissacarídeos de origem natural ou sintética.
De acordo com Borba (2001, p. 23) defini-se polieletrólito como
Compostos orgânicos ou inorgânicos, naturais ou sintéticos, caracterizados como compostos químicos polimerizados que apresentam grandes cadeias carbônicas, constituídas de unidades que se repetem, formando macromoléculas, com pesos moleculares que variam entre 5000 a 10.000.000 de unidades, cujas cadeias carbônicas apresentam alguns pontos (sítios) com deficiência ou excesso de cargas elétricas, ou seja, com pontos positivos ou negativos.
Pesquisas realizadas por Amagloh e Benang (2009) apud Paterniani (2009), afirmam
que as proteínas contidas nas sementes de M. oleifera possuem baixo peso
molecular e no momento que seu pó é dissolvido em água adquirem cargas
37
positivas que atraem partículas carregadas negativamente, como por exemplo, argila
e siltes, formando flocos densos que se sedimentam.
Borba (2001, p. 23) cita que
As macromoléculas da proteína como qualquer polieletrólito catiônico, quando colocadas em contato com as impurezas da água, se ionizam formando entidades hidrolisadas que provocam a desestabilização das partículas do material que está disperso nela e consequentemente o desequilíbrio eletrocinético da solução. Para, em seguida, a medida que vão se aproximando, devido ao movimento Browniano das partículas, se atraírem mutuamente, alcançando novamente a estabilização de todos os sólidos que estão no seio da água em tratamento, atingindo um novo equilíbrio da solução, caracterizando a estabilização estérica.
Estudos realizados no monitoramento de coagulação e redução bacteriana com o
uso de sementes de Moringa no Rio Nilo, no Sudão, mostraram uma redução de 80
a 95% nos índices de turbidez e de 90 a 99,9% nos parâmetros bacterianos
(MADSEN et al., 1987 apud ARAÚJO, 2009).
De acordo com Okuda et al. (1999 apud RIBEIRO, 2010) alguns estudos
demonstram que utilizando a semente de M. oleifera ou o extrato aquoso, ambos
possuem uma eficiência entre 80 a 99% de remoção de turbidez no tratamento por
coagulação/floculação de águas residuais destinadas ao consumo humano. A
utilização de semente de M. oleifera como coagulante pode ser testada com ou sem
casca, sendo que de acordo com Ndbigengesere e Narasiah (1998 apud RIBEIRO,
2010) as sementes sem casca são referidas como mais eficazes no processo de
clarificação.
A utilização de M. oleifera nas etapas de coagulação/floculação depende do valor
inicial de turbidez das amostras de água, sendo o potencial coagulante superior para
valores muito elevados de turbidez (BHATIA et al, 2007 e KATAYON et al., 2006
apud RIBEIRO, 2010).
Nos seus estudos da aplicação das sementes de M. oleifera no tratamento de água
superficial, Paterniani et al. (2006) concluíram que essas sementes de M. oleifera
são eficientes para tratar águas com turbidez entre 50 a 100 NTU, tanto por
sedimentação simples quanto por filtração lenta em manta sintética não tecida. Os
38
autores relatam também que houve uma redução média de 90% da turbidez por
sedimentação simples e 96% por filtração lenta da amostra de água superficial e não
houve alteração significativas do pH.
Ainda sobre a alteração do pH, análises realizadas por Bezerra e Vendramini (2015)
relatam que o pH da amostra de água bruta de forma geral, não sofreu interferência
significativa com o uso da M. oleifera, em nenhum dos seus métodos de aplicação,
em solução salina ou em solução de água destilada, nem nas diversas dosagens e
tempos aplicados.
Para Ribeiro (2010) a eficiência da M. oleifera na remoção de turbidez não é muito
dependente dos valores de pH, porém o autor ressalta que são obtidos menores
valores de turbidez em amostras de águas neutras ou ácidas. Ainda de acordo com
Ribeiro (2010) uma dose de 80mg/L em um pH 7, o extrato de sementes de M.
oleifera apresenta uma remoção de turbidez superior a 94%.
De acordo com Lo Monaco et al. (2010) para o tratamento de água de
abastecimento, a concentração que apresenta maior viabilidade em um tempo de 2
(duas) horas de sedimentação é de 0,4g.L-1, que proporciona 98% na remoção de
turbidez.
2.5.5 Tanino no Tratamento de Água
O tanino é um exemplo de coagulante natural e consiste fundamentalmente de
origem vegetal. Podem ser extraídos da casca de vegetais e atuam nos sistemas
coloidais como auxiliares de coagulação no tratamento de água. A sedimentação e a
floculação são resultados da ação do tanino, formando flocos (CORAL et al., 2009).
Segundo Aerts et al. (1999) apud Pansera et al. (2003), diversos frutos e plantas
possuem a propriedade adstringente causada pela complexação e precipitação do
tanino com proteínas. Esta propriedade permite a influência na inibição de insetos,
fungos e bactérias. Zucker (1983) apud Rachwal et. al. (2002) menciona também
sobre a proteção contra micro-organismos e herbívoros que os taninos oferecem.
39
As propriedades do tanino permitem que ele seja empregado em indústrias de
curtimento, anticorrosivos, floculantes, bebidas e plásticos. Estas propriedades
consistem no conjunto de proteínas da pele dos animais, permitindo que não
apodreçam, na adsorção de metais pesados dissolvidos em água, na cor do tanino e
na viscosidade do mesmo (MARTINEZ, 1996; DUTRA, 1997; ETHERINGTON, 1997
apud SILVA, 1999). A comunidade atualmente almeja soluções alternativas para o
tratamento de água, visando o saneamento básico economicamente viável e de fácil
manobra, e o tanino atende esta demanda por originar de cascas de árvores (SILVA,
1999).
Com isso, o tanino extraído da madeira é composto por polihidroxidofenólicos,
responsáveis pela produção de coagulantes biodegradáveis, como o Tanfloc SG
utilizado nesta pesquisa. O emprego deste coagulante natural apresenta diversas
vantagens em relação aos de origem química, em termos de impacto ambiental,
principalmente, quanto ao lodo gerado em menor volume e sem metais, a eliminação
de produtos de correção de pH, reduzindo custos no processo do tratamento de
água (PIANTÁ, 2008).
A empresa TANAC, instalada às margens do Rio Caí, em Montenegro, Rio Grande
do Sul, tornou acessível amostras de Tanfloc SG necessárias para os estudos desta
pesquisa, gratuitamente (Figura 7). Nesta unidade é produzido o tanino Tanfloc SG,
proveniente das florestas plantas de Acácia Negra (Figura 8), ou seja, a produção
tem procedência de fontes naturais renováveis, com certificação da Forest
Stewardship Council (FSC®) (TANAC, 2015).
40
Figura 7: Tanfloc SG disponibilizado pela TANAC
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Figura 8: Acácia Negra
Fonte: Silva (1999)
41
De acordo com as informações técnicas disponibilizadas pela TANAC (2015), o
Tanfloc SG “é um polímero orgânico-catiônico de baixo peso molecular, de origem
essencialmente vegetal e que atua como: coagulante, floculante e auxiliar de
coagulação no tratamento de águas em geral”. A principal propriedade do tanino é a
ação em sistemas coloidais, sem causar alteração no pH da água tratada.
O Tanfloc SG pode ser aplicado, ainda, em
Efluentes de metalurgia, papel e papelão, curtumes, indústrias alimentícias e químicas, em tratamento primário e secundário. Efluentes petroquímicos, no tratamento secundário de sistemas integrados. Indústria cerâmica, na recuperação de esmaltes e separação de argilas. Efluentes de abatedouros de aves, no processo de flotação. Tratamento de água de abastecimento, em plantas convencionais e compactas. (TANAC, 2015).
Os taninos vegetais podem ser utilizados no processo de tratamento de água, com
adequada concepção de intervalo para a decantação de flocos, que se apresentam
em tamanho pequeno, médio e grande. E devido à redução do tempo de
sedimentação, os decantadores poderão diminuir as dimensões e facilitar a
manipulação. Financeiramente, o tanino possui alto valor agregado, devido à baixa
escala de produção no Brasil, a produção se encontra em uma região do país e
devido ao aumento nos custos do transporte. E ainda, o tanino pode diminuir a
demanda de cloro no tratamento, pois age como desinfetante útil (SILVA, 1999).
A comparação do sulfato de alumínio (coagulante químico) com o Tanfloc SG
(coagulante orgânico), utilizados no tratamento de água, indica a redução de
impactos causados pelo processo de tratamento, além de considerar as
consequências na saúde pública. Há ainda que se atentar no fato da retirada de
metais do tratamento, gerando um lodo biodegradável, e para a simplificação do
processo, pois a dosagem do coagulante orgânico é única, diminuindo a demanda
de funcionários na preparação de insumos (PIANTÁ, 2008).
42
3 METODOLOGIA DA PESQUISA
Os métodos, descritos abaixo, permitiram o alcance dos objetivos dessa pesquisa. O
assunto aqui discutido corresponde a uma pesquisa que responde perguntas,
utilizando métodos e metodologias, organizando a pesquisa (BONAT, 2009). Assim,
a pesquisa permite buscar diferentes linhas de estudos para as investigações
nomeadas, adotando preceitos da metodologia científica (MORESI, 2003).
O tipo dessa pesquisa, quanto aos fins, é de caráter explicativo, que registra e
explica os acontecimentos, através de observação e experimento, identificando as
causas e o porquê das coisas, permitindo o conhecimento da realidade (MORESI,
2003). Do ponto de vista da sua natureza, a pesquisa é aplicada, ou seja, visa
conhecer para melhorar, direcionada a problemas especificados a aplicação prática
(BONAT, 2009).
O procedimento de experimentos na pesquisa ocorre pelas ciências naturais e é
feito em laboratório químico, de maneira que o ambiente criado para as análises é
sintético. Assim, os testes e apreciações garantem a eficácia do resultado que a
pesquisa propõe (GERHARDT e SILVEIRA, 2009). Já o procedimento de pesquisa
bibliográfica, também, copõem esta pesquisa, referindo-se a este trabalho, estudos
baseados em publicações de livros, artigos, dissertações e redes eletrônicas,
acessíveis ao público em geral, submetendo-o a diferentes pontos de vista sobre o
assunto (MORESI, 2003).
Sendo assim, a metodologia dessa pesquisa é abordada de forma quantitativa e
qualitativa. A pesquisa quantitativa, primeiramente, irá confrontar o que pode ser
determinado através de medição (BONAT, 2009). Essa abordagem não é adequada
para justificativas, mas para demandas objetivas e estimáveis, havendo amostras
suficientes para apresentação de resultados confiáveis (MORESI, 2003).
Já a pesquisa qualitativa é aqui citada por representar fatores determinantes que
explicitam o porquê e o que é importante na pesquisa, desprezando o aspecto
numérico quanto ao assunto. A abordagem da pesquisa então envolve a descrição,
a compreensão e a explicação dos fenômenos, acarretada pelos elementos a
43
direcionar os resultados e conclusões (MORESI, 2003). Então, as duas abordagens
se complementam nesta pesquisa, conforme descrito
As pesquisas Quantitativas e Qualitativas oferecem perspectivas diferentes, mas não necessariamente polos opostos. De fato, elementos de ambas as abordagens podem ser usados conjuntamente, para fornecer mais informações do que poderia se obter utilizando um dos métodos isoladamente (MORESI, 2003, p. 72).
De uma forma geral, as abordagens quantitativas e qualitativas da pesquisa podem
ser visualizadas através do Quadro 3, elaborado por Moresi (2003):
Quadro 3: Pesquisa Quantitativa e Qualitativa
Quantitativa Qualitativa
Objetivo Subjetivo
Testa a Teoria Desenvolve a Teoria
Uma realidade: o foco é conciso e
limitado
Múltiplas realidades: o foco é complexo e
amplo
Redução, controle, precisão,
interpretação partilhada
Descoberta, descrição, compreensão
Mensuração Interpretação
Mecanicista: partes são iguais ao
todo
Organicista: o todo é mais do que as partes
Possibilita análises estatísticas Possibilita narrativas ricas, interpretações
individuais
Os elementos básicos da análise são
os números
Os elementos básicos da análise são
palavras e ideias
O pesquisador mantém distância do
processo
O pesquisador participa do processo
Estabelece relações, causas Descreve os significados, descobertas
Preocupa-se com quantidades Preocupa-se com a qualidade das
informações e respostas
Utiliza instrumentos específicos Utiliza a comunicação e observação
Teste de hipóteses Gera ideias e questões para pesquisa
Fonte: Moresi (2009, p.73)
44
Os métodos científicos apontam a lógica do desenvolvimento da pesquisa, contudo,
não há pesquisa sem método científico. Os estudos da tratabilidade de águas
superficiais e pluviais utilizando coagulantes naturais adotam o método dedutivo
como forma de abordagem da metodologia científica (BONAT, 2009). Se nos
estudos os argumentos utilizados forem verdadeiros, a conclusão também será,
sendo assim, “o método dedutivo parte de uma generalização para uma questão
particularizada. [...] a conclusão traz ideias que todas as informações já estavam,
mesmo que indiretamente, previstas nas premissas” (BONAT, 2009, p. 25).
4 MATERIAIS E MÉTODOS
A metodologia foi dividida nas seguintes etapas: 1) coleta e caracterização da água
pluvial e superficial; 2) Ensaios de coagulação/floculação com sementes de M.
oleifera e tanino Tanfloc SG com amostras de águas com pH natural; 3) Ensaios de
coagulação/floculação com sementes de M. oleifera e tanino Tanfloc SG em
diferentes faixas de pH; 4) Uso consorciado destes coagulantes naturais com o
coagulante químico Sulfato de Alumínio (Al2(SO4)3) nos ensaios que mostraram os
melhores resultados; 5) Medida dos sólidos sedimentáveis.
A parte experimental deste trabalho foi realizada, totalmente, no Laboratório de
Química da Universidade do Estado de Minas Gerais – UEMG - Campus Faculdade
de Engenharia de João Monlevade - FaEnge.
4.1 Coleta e caracterização da água pluvial e superficial
Foram coletadas amostras de água pluvial do escoamento de telhado da residência
localizada na Avenida Getúlio Vargas, número 1817, Bairro Baú, do município de
João Monlevade – MG, como mostra a Figura 9, nos meses de julho (1ª amostra) e
agosto (2ª amostra). A primeira amostra foi coletada após alguns dias de
precipitação e a segunda amostra em período de tempo com estiagem.
Ressalta-se que tal residência situa-se a beira de uma avenida de intenso trafego de
veículos, existem indústrias metalúrgicas em seu entorno e o revestimento da
mesma é asfáltico. A amostra de água superficial foi coletada no mês de outubro no
45
Rio Santa Bárbara (Figura 10), localizado na bacia Hidrográfica do Rio Doce. A
coleta ocorreu em período sem precipitação volumétrica.
Os recipientes de coleta foram previamente lavados com água e sabão. As amostras
de água pluvial e superficial coletadas foram mantidas em local arejado e seco no
Laboratório de Química da Universidade do Estado de Minas Gerais – UEMG -
Campus Faculdade de Engenharia de João Monlevade - FaEnge. Os parâmetros
analisados para caracterização das amostras de água pluvial e superficial foram:
turbidez e pH.
Figura 9: Residência da coleta da amostra de água pluvial através do escoamento
do telhado
Fonte: Google Earth (2015)
Figura 10: Rio Santa Bárbara – João Monlevade / MG
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
46
4.2 Ensaios de Coagulação/Floculação
Para os ensaios de coagulação/floculação foi utilizado o equipamento Jar Test,
como mostra a Figura 11. Através do Jar Test é possível determinar a dosagem ideal
de coagulante para provocar a clarificação de uma água turva e/ou colorida
(BORBA, 2001).
Figura 11: Aparelho Jar Test utilizado nos ensaios de Coagulação/Floculação
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
As amostras foram lidas em um turbidímetro microprocessado plus da marca Alfakit
® (Figura 12), previamente estabilizado e calibrado, onde as alíquotas dos
sobrenadantes foram colocadas em tubo transparente com tampa, e logo em
seguida colocadas no aparelho onde foi realizada a leitura das mesmas.
O turbidímetro determina quantitativamente a turbidez, tornando possível
estabelecer uma correlação entre a intensidade luminosa registrada pela célula e a
concentração do material em suspensão (GUIMARÃES, 2010).
47
Figura 12: Turbidímetro utilizado na pesquisa
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
4.2.1 Amostra de água pluvial em pH natural utilizando extrato de sementes de
Moringa oleifera
As sementes de M. oleifera utilizadas nessa pesquisa foram adquiridas através de
compra realizada no site da empresa Moringa Seimei
(http://www.moringaseimei.com) em Junho de 2015. No ato da compra, o fornecedor
garantiu que eram sementes novas.
Foram utilizadas soluções de extrato de sementes de M. oleifera, para avaliar a sua
eficiência como agente coagulante em amostra de água pluvial com pH natural
seguindo a metodologia descrita por Lo Monaco et al. (2010). Foram preparados
48
extratos obtidos a partir da trituração, em liquidificador de uso doméstico da marca
Suggar ® (Figura 13), de 2 gramas de sementes de M. oleifera maceradas, sem casca
(Figura 14), que foram medidas em uma balança analítica de precisão e adicionadas
em 100 mL de água destilada (solução de 20 g.L-1), sendo a suspensão,
posteriormente, filtrada em malha de 1 mm (Figura 15).
Figura 13: Liquidificador utilizado na trituração de semente de Moringa oleifera
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Figura 14: Semente de Moringa oleifera sem casca macerada com pistilo no almofariz
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
49
Figura 15: Solução de extrato de sementes de Moringa oleifera sendo filtrada em malha
de 1mm
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Da suspensão de 20 g.L-1 (Figura 16) preparada com sementes de M. oleifera foram
retiradas alíquotas de 1, 5, 10, 20 e 25 mL e aplicadas em 500 mL da amostra de água
pluvial em análise. De modo que equivalem a concentrações de 0,04; 0,2; 0,4, 0,8 e 1
g.L-1 respectivamente. Em seguida, as suspensões foram misturadas nos jarros e
colocadas em agitação no Jar Test, permanecendo por 15 segundos sob agitação a
160 rotações por minuto (rpm) e, posteriormente, por 10 minutos, sob agitação a 15
rpm.
50
Figura 16: Solução concentrada de extrato de semente de Moringa oleifera (20 g. L-1)
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
As suspensões foram mantidas por um período de 2 horas em repouso para a
sedimentação do material em béqueres (Figura 17). Decorrido o período, amostras do
sobrenadante foram retiradas dos béqueres para medição da turbidez e pH.
Figura 17: Amostra de água pluvial com o coagulante Moringa oleifera após 2 horas de
repouso
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
51
Após período de repouso de 2 horas e a medição da turbidez, deixaram-se as amostras
por mais 12 horas em repouso (Figura 18) e mediu-se novamente a turbidez e o pH.
Figura 18: Amostra de água pluvial com o coagulante Moringa oleifera após 12 horas de
repouso
Fonte: Pesquisa aplicada (2015)
Toda a metodologia descrita anteriormente no tempo de 2 horas de repouso foi repetida
com as mesmas concentrações (0,04; 0,2; 0,4, 0,8 e 1 g.L-1) em uma 2ª amostra de
água pluvial, a fim de verificar os resultados obtidos com a primeira análise nessas
concentrações e com este tempo de sedimentação.
Realizou-se outro ensaio com extrato de sementes de M. oleifera, com a mesma
metodologia descrita por Lo Monaco et al. (2010) na 2ª amostra de água pluvial, com
tempo de sedimentação de 2 horas, porém com concentrações de 0,12; 0,16; 0,2;
0,24; 0,28 g.L-1.
Por fim, realizou-se o último ensaio de coagulação/floculação com sementes de M.
oleifera na 2ª amostra de água pluvial, utilizando novamente a metodologia aplicada
por Lo Monaco et al. (2010), com o tempo de sedimentação de 2 horas, com
concentrações de 1; 5; 10; 30 e 50 mg.L-1.
52
4.2.2 Amostra de água pluvial em pH natural utilizando tanino
O tanino utilizado nesta pesquisa foi o Tanfloc SG, doado pela empresa TANAC S.A.
® para a realização dos ensaios da pesquisa. Para avaliar a eficiência do tanino
como agente coagulante em amostra de água pluvial com pH natural, optou-se por
se fazer alguns testes com diferentes proporções de diluição, para que fosse
possível obter a proporção ideal, com maior qualidade na água tratada e melhor
custo benefício.
Foi preparada uma solução concentrada de 1g.L-1 do coagulante (Figura 19) e
retirou-se uma alíquota de 10mL e a transferiu em um balão volumétrico de 100mL
completando o volume com água destilada, obtendo uma concentração de 0,1 g.L-1.
Figura 19: Solução concentrada de tanino Tanfloc SG (1g.L-1)
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Da suspensão da solução de 1 g.L-1 preparada com tanino Tanfloc SG, retirou-se
alíquotas de 10, 25 e 50 mL e aplicou-se em 500 mL da 2ª amostra de água pluvial. De
modo que equivalem a 25, 50 e 100 mg.L-1 respectivamente.
Da suspensão da solução de 0,1 g.L-1 preparada com tanino Tanfloc SG, retirou-se
alíquotas de 25 e 50 mL e aplicou-se em 500 mL da 2ª amostra de água pluvial. De
53
modo que equivalem a 5 e 10 mg.L-1 respectivamente. Em seguida, as amostras com
concentrações de coagulantes naturais foram misturadas nos jarros e colocadas em
agitação no Jar Test, permanecendo por 15 segundos sob agitação de 160 rpm e,
posteriormente, por 10 minutos, sob agitação a 15 rpm.
As suspensões foram mantidas por períodos de 2 horas em repouso para a
sedimentação do material. Decorrido o período, amostras do sobrenadante foram
retiradas para medição da turbidez. Realizou-se outro ensaio utilizando tanino Tanfloc
SG, com a mesma metodologia descrita anteriormente, porém nas concentrações de 2;
4; 6; 8 e 10 mg.L-1. (Figura 20).
Figura 20: Amostra de água pluvial com o coagulante tanino Tanfloc SG após 2 horas
de repouso
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
4.2.3 Amostra de água superficial em pH natural utilizando extrato de sementes de
Moringa oleifera
Foi utilizada a mesma metodologia da amostra de água pluvial, descritas por Lo
Monaco et al. (2010) nas concentrações de 0,04; 0,2; 0,4, 0,8 e 1 g.L-1 de sementes de
M. oleifera em amostra de água superficial coletada no Rio Santa Bárbara, mantendo o
período de 2 horas de repouso após a agitação (Figura 21).
54
Figura 21: Amostra de água superficial com o coagulante Moringa oleifera após 2 horas
de repouso
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Repetiu-se a metodologia nas concentrações de 0,12; 0,16; 0,2; 0,24 e 0,28 g.L-1 e por
fim nas concentrações de 0,5; 1; 2 e 3 mg.L-1
4.2.4 Amostra de água superficial em pH natural utilizando tanino
Foi utilizada a mesma metodologia dos ensaios da amostra de água pluvial
utilizando tanino Tanfloc SG, nas concentrações de 5; 10; 20; 50 e 100 mg.L-1 (Figura
22).
Figura 22: Amostra de água superficial com o coagulante tanino Tanfloc SG após 2
horas de repouso
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
55
Repetiu-se a metodologia nas concentrações de 0,5; 1; 2; 3 e 4 mg.L-1 de solução de
tanino Tanfloc SG.
4.3 Ensaios de coagulação/floculação em diferentes faixas de pH em amostra
de água pluvial e superficial
Com o intuito de investigar mais profundamente o comportamento dos coagulantes
naturais em estudo, foi realizado um ensaio de coagulação/floculação em diferentes
faixas de pH nas amostras de água pluvial e superficial.
Alterou-se o pH da amostra de água pluvial e superficial utilizando solução de
Hidróxido de Sódio (NaOH) a 10% para tornar o pH da amostra básico e utilizou-se
uma solução de Ácido Clorídrico (HCl) a 10% para tornar o pH da água ácido. Para a
amostra com caráter básico obteve-se pH com valor 9, e para amostra com caráter
ácido obteve-se um pH com valor 5.
Utilizou-se concentrações de solução de extrato de sementes de M. oleifera com
valor de 0,04 g.L-1 para a água pluvial e superficial. Para a realização deste ensaio
utilizou-se solução de tanino Tanfloc SG com concentração de 4 mg.L-1 para
amostra de água pluvial e superficial.
4.4 Ensaios de coagulação/floculação utilizando os coagulantes naturais em
consórcio com o sulfato de alumínio
4.4.1 Uso do tanino em consórcio com Al2(SO4)3
Utilizou-se para esse ensaio solução de tanino Tanfloc SG com concentração de 4
mg.L-1 para amostra de água pluvial em consórcio com solução de Al2(SO4)3 a 10
mg.L-1 e 30 mg.L-1.
56
4.4.2 Uso das sementes de Moringa oleifera em consórcio com Al2(SO4)3
Não foi realizado ensaio do consorcio entre o Al2(SO4)3 e semente de M. oleifera em
amostra de água pluvial e superficial o que será discutido no item 5 deste trabalho
(Resultados e Discussão).
4.5 Medida dos sólidos sedimentáveis
Para o ensaio dos sólidos sedimentáveis, utilizaram-se as amostras apenas de água
pluvial com os melhores resultados na remoção de turbidez.
4.5.1 Medida dos sólidos sedimentáveis com a utilização do tanino em amostra de
água pluvial
Para este ensaio utilizou-se o método do Cone de Imhoff (Figura 23) descrito por
Matos (2004). Encheu-se o Cone de Imhoff até a marca de 1L com a 2ª amostra de
água pluvial tratada com o coagulante tanino Tanfloc SG com concentração de 4
mg.L-1. Após um tempo de sedimentação de 45 minutos, com o auxílio de um bastão
de vidro, agitou-se cuidadosamente a amostra junto à borda superior do cone com
três voltas e deixou-se a amostra sedimentar por mais 15 minutos. Após o decorrido
de 1 hora do período de sedimentação, determinou-se o volume de sedimentos
acumulados no fundo do Cone de Imhoff.
57
Figura 23: Cone de Imhoff
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
4.5.2 Medida dos sólidos sedimentáveis com a utilização do extrato de sementes de
M. oleifera em amostra de água pluvial
Não foi realizada a medida dos sólidos suspensos com água pluvial tratada com
extrato de sementes de M. oleifera por motivos a serem apresentados no item 5
deste trabalho (Resultados e Discussão).
58
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Serão descritos neste item os resultados obtidos com os ensaios com os
coagulantes naturais a base de tanino Tanfloc SG e extrato de sementes de M.
oleifera em amostras de água pluvial e superficial.
5.1 Moringa oleifera como coagulante em amostras de água pluvial
Será abordado nos próximos subitens o comportamento do extrato de sementes de
M. oleifera na remoção de turbidez de amostra de água pluvial.
5.1.1 Moringa oleifera como coagulante em amostras de água pluvial com pH natural
Nos Gráficos 1 e 2 estão apresentados os valores de turbidez na amostra de água
pluvial para a concentração de 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1 de extrato de sementes de
M. oleifera, respectivamente para 2 e 12 horas de tempo de sedimentação.
Os resultados apresentados nos Gráficos 1 e 2, o uso de M. oleifera como coagulante
na amostra utilizada não apresentou viabilidade em nenhum valor de concentração e
tempo de sedimentação. O seu uso fez com que a turbidez da 1ª amostra de água
pluvial (água bruta) aumentasse o seu valor em função da concentração do coagulante.
59
Gráfico 1: Turbidez da 1ª amostra de água pluvial após 2 horas de sedimentação com o
coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Gráfico 2: Turbidez da 1ª amostra de água pluvial após 12 horas de sedimentação com
o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
Fonte: Pesquisa aplicada
Em relação ao valor do pH, observa-se pelos Gráficos 3 e 4 que não houve alterações
significativas após o uso do coagulante M. oleifera na amostra de água pluvial, o que
condiz com os estudos feitos por Bezerra e Vendramini (2015).
1,98 16,91
69,78
138,66
258,81 302,81
0
50
100
150
200
250
300
350
0 0,04 0,2 0,4 0,8 1,0
Turb
idez (
NT
U)
Concentração (g.L-1)
Coagulante: Moringa oleifera Amostra: Água Pluvial 1
Data: 08/07/2015
Turbidez após 2 horas de repouso
Turbidez da Água Bruta (pH 6,26)
1,98
9,97
19,58
24,21
30,97
37,56
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 0,04 0,2 0,4 0,8 1,0
Turb
idez (
NT
U)
Concentração (g.L-1)
Coagulante: Moringa oleifera Amostra: Água Pluvial 1
Data: 09/07/2015
Turbidez após 12 horas de repouso
Turbidez da Água Bruta (pH 6,26)
60
Gráfico 3: pH da 1ª amostra de água pluvial após 2 horas de sedimentação com o
coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Gráfico 4: pH da 1ª amostra de água pluvial após 12 horas de sedimentação com o
coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
A primeira amostra de água pluvial utilizada na análise com extrato de sementes de M.
oleifera apresentava baixa turbidez (1,98 NTU), e segundo Paterniani et al. (2006)
sementes de M. oleifera são eficientes para tratar águas com turbidez entre 50 a 100
NTU, o que levou a realizar outras análises com uma segunda amostra de água pluvial
6,26 6,21 6,24 6,22 6,21 6,11
1
2
3
4
5
6
7
0 0,04 0,2 0,4 0,8 1,0
pH
Concentração (g/L)
Coagulante: Moringa oleifera Amostra: Água Pluvial 1
Data: 08/07/2015
pH após 2 horas de repouso
pH da Água Bruta
6,26 6,10 6,25 6,28 6,19 6,03
0
1
2
3
4
5
6
7
0 0,04 0,2 0,4 0,8 1,0
pH
Concentração (g.L-1)
Coagulante: Moringa oleifera Amostra: Água Pluvial 1
Data: 09/07/2015
pH após 12 horas de repouso
pH Água Bruta
61
com maior turbidez, nas mesmas concentrações utilizadas na amostra anterior, como
mostra o Gráfico 5.
Gráfico 5: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas de sedimentação com o
coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Apesar de não aumentar a turbidez da água bruta, o extrato de sementes de M. oleifera
continuou sem apresentar viabilidade em sua utilização como coagulante na segunda
amostra de água pluvial, mesmo com a turbidez entre 50 e 100 NTU (83,48 NTU), que
foram descritas por Paterniani et al. (2006) como intervalo de eficiência do uso do
extrato de sementes de M. oleifera na remoção da turbidez.
Como se observa no Gráfico 5, a não utilização do coagulante na 2ª amostra de água
pluvial foi o melhor resultado (redução de 90,4% da turbidez), sendo que a utilização do
coagulante tornou a água mais turva se comparado com a não utilização da M. oleifera.
Com intuito de encontrar uma dosagem ideal do coagulante M. oleifera nas amostras de
água pluvial, testou-se o extrato em outras concentrações não descritas na metodologia
adota por Lo Monaco (2010). No Gráfico 6 temos as concentrações de 0,12; 0,16; 0,2;
0,24; 0,28 g.L-1 e no Gráfico 7 as concentrações de 0,001; 0,005; 0,01; 0,03 e 0,05 g.L-1.
8,01
24,92 17,80
27,06
43,25 55,71
83,48
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 0,04 0,2 0,4 0,8 1,0
Turb
idez (
NT
U)
Concentração (g.L-1)
Coagulante: Moringa oleifera Amostra: Água Pluvial 2
Data: 27/08/2015
Turbidez após 2 horas de repouso
Turbidez da Água Bruta (pH 6,26)
62
Gráfico 6: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas de sedimentação com o
coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,12; 0,16; 0,2; 0,24 e 0,28 g.L-1
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Gráfico 7: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas de sedimentação com o
coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,001; 0,005; 0,01; 0,03 e 0,05
g.L-1
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Pode-se observar pelos gráficos 6 e 7 que o extrato de sementes de M. oleifera,
novamente, não apresentou viabilidade como coagulante na remoção de turbidez. No
gráfico 6 vemos que seu uso não aumentou a turbidez da água bruta, porém a sua não
utilização (concentração zero) mostrou o melhor resultado na remoção de turbidez (6,94
6,94 9,08 9,61 9,79 9,97 11,93
85,45
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 0,12 0,16 0,20 0,24 0,28
Turb
idez (
NT
U)
Concentração (g.L-1)
Coagulante: Moringa oleifera Amostra: Água Pluvial 2
Data: 18/09/2015
Turbidez após 2 horas de repouso
Turbidez da Água Bruta (pH 7,12)
3,38 3,74 7,12 8,72 16,73 19,76
86,77
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 0,001 0,005 0,01 0,03 0,05
Turb
idez (
NT
U)
Concentração (g.L-1)
Coagulante: Moringa oleifera Amostra: Água Pluvial 2
Data: 22/09/2015
Turbidez após 2 horas de repouso
Turbidez da Água Bruta (pH 7,12)
63
NTU, redução de 92% da turbidez). As diversas concentrações utilizadas aumentaram a
turbidez da água pluvial se comparado com a não utilização do coagulante.
No Gráfico 7, é representado as menores concentrações de extrato de sementes de M.
oleifera utilizadas nos ensaios com amostra de água pluvial, observa-se os mesmos
resultados do ensaio anterior: a concentração zero de solução obteve o melhor
resultado (3,38 redução de 96,1% da turbidez), enquanto que, o aumento da
concentração do extrato de sementes de M. oleifera aumenta o valor da turbidez em
relação a sua não aplicação na amostra.
5.1.2 Moringa oleifera como coagulante em amostra de água pluvial em diferentes
faixas de pH
A Tabela 4 mostra que o extrato de sementes de M. oleifera não apresentou bons
resultados na remoção da turbidez da água pluvial em pH ácido e básico. A turbidez
da água bruta estava com o valor de 89,68 NTU sendo que a amostra de água
pluvial sem coagulante em pH natural mostrou o melhor resultado na remoção de
turbidez (93,8%) nas 2 horas de sedimentação.
A aplicação do extrato de sementes de M. oleifera na amostra de água pluvial com
diferentes faixas de pH, tornou a turbidez da amostra maior quando comparado com
sua concentração zero, sendo que pH 5 houve uma redução de 88,68% e em pH 9
de 81,54% da turbidez e sem a aplicação do coagulante a redução da turbidez foi
de 93,77%.
Tabela 4: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial em pH ácido e básico após 2 horas
com o coagulante Moringa oleifera na concentrações de 0,04 g.L-1
Solução Turbidez após 2 horas (NTU)
Moringa Oleifera 0,04 g.L-1 pH 9 16,55
Moringa Oleifera 0,04 g.L-1pH 5 10,15
Amostra de água pluvial sem coagulante em pH natural 5,52
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
64
Por não ter apresentado viabilidade em nenhum dos resultados, não foi necessário
realizar a medida de sólidos sedimentáveis e o uso consorciado do sulfato de
alumínio com extrato de sementes de M. oleifera em amostra de água pluvial.
5.2 Tanino como coagulante em amostra de água pluvial
Será abordado nos próximos subitens o comportamento do tanino Tanfloc SG na
remoção de turbidez de amostra de água pluvial.
5.2.1 Tanino como coagulante em amostra de água pluvial com pH natural
Conforme mostra o Gráfico 8, os melhores resultados de remoção da turbidez na
amostra de água pluvial foram de 5; 10; 20; 50 e 100 mg.L-1 de solução de tanino
Tanfloc SG, com uma redução de, respectivamente, 99,16%; 98,22% e 93,66%.
Gráfico 8: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas com o coagulante tanino
nas concentrações de 0; 5; 10; 20; 50 e 100 mg.L-1
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Com os melhores resultados na concentração de 5 e 10 mg.L-1, realizou-se outros
ensaios com concentrações entre essa faixa melhor para encontrar a dosagem ideal de
tanino Tanfloc SG na remoção de turbidez, como apresenta o Gráfico 9.
8,01 0,75 1,60
7,12 5,70 12,10
89,89
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 5 10 20 50 100
Turb
idez (
NT
U)
Concentração (mg.L-1)
Coagulante: Tanino (Tanfloc SG) Amostra: Água Pluvial 2
Data: 27/08/2015
Turbidez após 2 horas de repouso
Turbidez da Água Bruta (pH 7,12)
65
Gráfico 9: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas com o coagulante tanino
nas concentrações de 0; 2; 4; 6; 8 e 10 mg.L-1
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
A dosagem ideal para a remoção da turbidez na segunda amostra de água pluvial,
como se observa no Gráfico 9, foi a de 4mg/L, onde obteve-se uma remoção de 99,17%
da turbidez.
Em relação à variação do pH, após a utilização do tanino Tanfloc SG como coagulante,
pode-se observar pelo Gráfico 10 que o pH manteve praticamente constante para todas
as concentrações utilizadas, assim como mostra a pesquisa feita por Coral et al. (2009).
1,6 1,25 0,70 0,89 2,67 3,56
84,55
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6 8 10
Turb
idez (
NT
U)
Concentração (mg.L-1)
Coagulante: Tanino (Tanfloc SG) Amostra: Água Pluvial 2
Data: 08/09/2015
Turbidez após 2 horas de repouso
Turbidez da Água Bruta (pH 7,12)
66
Gráfico 10: pH da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas com o coagulante tanino nas
concentrações de 0; 2; 4; 6; 8 e 10 mg.L-1
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
5.2.2 Tanino como coagulante em amostra de água pluvial em diferentes faixas de pH
Em pH ácido e básico o tanino Tanfloc SG apresentou viabilidade na remoção de
turbidez, como pode ser observado pela Tabela 5. A turbidez da água bruta estava no
valor de 89,68 NTU, sendo que no pH 5 e 9 houve uma redução de 95,44% e 98,42%,
respectivamente, na turbidez da amostra de água pluvial.
Tabela 5: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial em pH ácido e básico após 2 horas
com o coagulante tanino na concentrações de 4 mg.L-1
Solução Turbidez após 2 horas (NTU)
Tanino 4 mg.L-1 pH 9 4,09
Tanino 4 mg.L-1 pH 5 1,42
Amostra de água pluvial sem coagulante em pH natural 5,52
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
7,1 7,20 7,40 7,30 7,20 7,00
0
1
2
3
4
5
6
7
0 2 4 6 8 10
pH
Concentração (mg.L-1)
Coagulante: Tanino (Tanfloc SG) Amostra: Água Pluvial 2
Data: 08/09/2015
pH após 2 horas de repouso
pH da Água Bruta
67
O resultado é fundamentado no que diz Silva (1999) e Barradas (2004) apud Skoronski
(2014) que os coagulantes a base de tanino podem ser aplicados a uma ampla faixa de
pH, entre 4,5 a 8.
5.2.3 Uso consorciado entre tanino e sulfato de alumínio em amostra de água pluvial
Na aplicação em consórcio do tanino Tanfloc SG com o sulfato de alumínio, utilizou-se
neste ensaio a dosagem ideal encontrada do tanino Tanfloc SG (4 mg.L-1) com
concentrações de 10 e 30 mg.L-1 de sulfato de alumínio (Tabela 6). Com a utilização do
coagulante químico, o tanino Tanfloc SG apresentou menor redução da turbidez da
água pluvial se comparado com a sua utilização separadamente, conforme os
resultados dos ensaios anteriores.
Tabela 6: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas de sedimentação com o
coagulante tanino na concentração de 4 mg.L-1 em consórcio com sulfato de alumínio
Solução Turbidez após 2 horas (NTU)
Tanino 4 mg.L-1 + Al2(SO4)3 10 mg.L-1 3,20
Tanino 4 mg.L-1 + Al2(SO4)3 30 mg.L-1 5,34
Amostra de água pluvial sem coagulante em pH natural 5,52
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
A turbidez da água bruta neste ensaio apresentava-se com o valor de 89,68, sendo
que o uso consorciado do tanino Tanfloc SG e sulfato de alumínio na concentração
de 10 mg.L-1 e 30 mg.L-1 reduziu, respectivamente, em 96,43% e 94% da turbidez da
amostra de água superficial.
5.2.4 Medida dos sólidos sedimentáveis
Na condição ótima de coagulação do tanino Tanfloc SG (4 mg.L-1) obteve-se o
resultado de 1,6 mL.L-1 de sólidos sedimentáveis. O lodo produzido pelo tratamento
com tanino, segundo Skoronski et al. (2014), pode ser aplicado como fertilizante através
da compostagem ou mesmo para a produção energia por biodigestão ou processos
térmicos.
68
5.3 Moringa oleifera como coagulante em amostras de água superficial
Será abordado nos próximos subitens o comportamento do extrato de sementes de
M. oleifera na remoção de turbidez de amostra de água superficial
5.3.1 Moringa oleifera como coagulante em amostras de água superficial com pH
natural
Como ocorreu nos ensaios com água pluvial, a M. oleifera não mostrou viabilidade
como coagulante na amostra de água superficial, mesmo em diversas
concentrações testadas, como pode ser notado nos Gráficos 11, 12 e 13.
Gráfico 11: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas de sedimentação com
o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
2,85
17,09
50,55
69,78
81,88 79,21
4,45 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 0,04 0,2 0,4 0,8 1,0
Turb
idez (
NT
U)
Concentração (g.L-1)
Coagulante: Moringa oleifera Amostra: Água Superficial
Data: 19/10/2015
Turbidez após 2 horas de repouso
Turbidez da Água Bruta (pH 7,26)
69
Gráfico 12: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas de sedimentação com
o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,12; 0,16; 0,2; 0,24 e 0,28 g.L-1
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Gráfico 13: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas de sedimentação com
o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,5; 1; 2; e 3 mg.L-1
Fonte: Pesquisa aplicada (2015)
5.3.2 Moringa oleifera como coagulante em amostra de água superficial em diferentes
faixas de pH
A Tabela 7 mostra que o extrato de sementes de M. oleifera não apresentou bons
resultados na remoção da turbidez da água superficial em pH ácido e básico. A
2,85
35,24
45,75 50,90 52,87 55,54
4,45 0
10
20
30
40
50
60
0 0,12 0,16 0,20 0,24 0,28
Turb
idez (
NT
U)
Concentração (g.L-1)
Coagulante: Moringa oleifera Amostra: Água Superficial
Data: 19/10/2015
Turbidez após 2 horas de repouso
Turbidez da Água Bruta (pH 7,26)
1,07
1,60
2,09
2,80 2,71
1,25
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 0,5 1 2 3
Turb
idez (
NT
U)
Concentração (g.L-1)
Coagulante: Moringa oleifera Amostra: Água Superficial
Data: 19/10/2015
Turbidez após 2 horas de repouso
Turbidez da Água Bruta (pH 7,26)
70
turbidez da água bruta estava com o valor de 4,39 NTU sendo que a amostra de
água superficial sem coagulante em pH natural mostrou o melhor resultado na
remoção de turbidez (95,9%) nas 2 horas de sedimentação. A M. oleifera tornou a
turbidez da água superficial maior em comparação à concentração zero.
Tabela 7: Turbidez da amostra de água superficial em pH ácido e básico após 2 horas
com o coagulante Moringa oleifera na concentrações de 0,04 g.L-1
Solução Turbidez após 2 horas (NTU)
Moringa Oleifera 0,04 g.L-1 pH 9 6,76
Moringa Oleifera 0,04 g.L-1 pH 5 8,01
Amostra de água pluvial sem coagulante em pH natural 0,18
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Como não houve resultados satisfatório com o uso do extrato de sementes de M.
oleifera na amostra de água superficial, assim como nos ensaios com água pluvial,
os ensaios de uso consorciado com o sulfato de alumínio e a medida dos sólidos
sedimentáveis não foram realizados.
5.4 Tanino como coagulante em amostra de água superficial
Será abordado nos próximos subitens o comportamento do tanino Tanfloc SG na
remoção de turbidez da amostra de água superficial.
5.4.1 Tanino como coagulante em amostra de água superficial com pH natural
O tanino Tanfloc SG não foi eficiente na remoção da turbidez da amostra de água
superficial nas concentrações testadas, se comparado com sua concentração zero,
como mostra os Gráficos 14 e 15.
71
Gráfico 14: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas com o coagulante
tanino nas concentrações de 0; 5; 10; 20; 50 e 100 mg.L-1
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Gráfico 15: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas com o coagulante
anino nas concentrações de 0; 0,5; 1; 2; 3 e 4 mg.L-1
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Com a concentração zero de tanino Tanfloc SG (1,25 NTU), mostrada no Gráfico 14,
houve uma redução de 81,5% na turbidez da água bruta, enquanto que o melhor
resultado dentre as concentrações de tanino Tanfloc SG, mostrada no Gráfico 15, foi
de 79% (5 mg.L-1).
De maneira semelhante, a concentração zero de tanino Tanfloc SG (0,18 NTU),
mostrada no Gráfico 15, se sobressaiu em relação a melhor concentração de tanino
1,25 1,42 2,14 2,42
6,59 7,65 6,76
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 5 10 20 50 100
Turb
idez (
NT
U)
Concentração (mg.L-1)
Coagulante: Tanino (Tanfloc SG) Amostra: Água Superficial
Data: 18/10/2015
Turbidez após 2 horas de repouso
Turbidez da Água Bruta (pH 7,26)
0,18
0,93
2,80
1,20 1,01
0,67
1,25
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
0 0,5 1 2 3 4
Turb
idez (
NT
U)
Concentração (mg.L-1)
Coagulante: Tanino (Tanfloc SG) Amostra: Água Superficial
Data: 18/10/2015
Turbidez após 2 horas de repouso
Turbidez da Água Bruta (pH 7,26)
72
Tanfloc SG, mostrada no Gráfico 15, onde com concentração zero houve uma
redução de 85,6% da turbidez da água bruta e com concentração de 4 mg.L-1 de
tanino Tanfloc SG houve uma redução de apenas 46,4% da turbidez, mostrando que
o tanino não é eficiente em amostra de baixa turbidez.
5.4.2 Tanino como coagulante em amostra de água superficial em diferentes faixas de
pH
Em pH ácido e básico em amostra de água superficial o tanino Tanfloc SG não
apresentou viabilidade na remoção da turbidez, como pode ser observado pela Tabela
8. A amostra de água superficial apresentava uma turbidez de 4,39 NTU, sendo que no
pH 5 e 9 houve uma redução de 87,9% e 87,7%, respectivamente, na turbidez da
amostra de água superficial, enquanto que com concentração zero de tanino houve
uma remoção de 95,9% da turbidez.
Tabela 8: Turbidez da amostra de água superficial em pH ácido e básico após 2 horas
com o coagulante tanino na concentrações de 4 mg.L-1
Solução Turbidez após 2 horas (NTU)
Tanino 4 mg.L-1 pH 9 0,54
Tanino 4 mg.L-1 pH 5 0,53
Amostra de água pluvial sem coagulante em pH natural 0,18
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Como não houve resultados satisfatórios da utilização do tanino Tanfloc SG na
amostra de água superficial, não foi realizado o consórcio com o sulfato de alumínio
e a medida dos sólidos sedimentáveis da amostra de água superficial com tanino
Tanfloc SG.
73
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
De acordo com os resultados obtidos conclui-se que o extrato de sementes de M.
oleifera não mostrou viabilidade, nas condições deste trabalho, na remoção de
turbidez das amostras de água pluvial e superficial utilizadas para a avaliação do
seu potencial como coagulante natural.
Ainda sobre a aplicação da M. oleifera, pode-se constatar durante o trabalho que a
mesma apresenta menor eficiência na tratabilidade de águas quando aplicada em
amostras com turbidezes baixas, como a primeira amostra de água pluvial utilizada
no trabalho, que apresentava turbidez de 1,98 NTU. Seu emprego nesta amostra fez
com que a turbidez inicial da amostra aumentasse progressivamente.
Porém, mesmo sendo aplicada em turbidez com maior valor, a M. oleifera não
demonstrou viabilidade, sendo que sua concentração zero no tempo de
sedimentação de 2 horas foi a que mais promoveu a remoção das turbidezes nos
ensaios realizados. Recomenda-se avaliar, em outras amostras de águas, a M.
oleifera como agente coagulante de águas turvas e coloridas.
Em relação ao coagulante tanino Tanfloc SG, este demonstrou grande potencial na
tratabilidade de água, sendo encontrado uma concentração ideal de 4mg.L-1, para
um tempo de sedimentação de 2 horas na amostra de água pluvial, como de maior
viabilidade, proporcionando remoção de 99% na turbidez.
O tanino Tanfloc SG ainda apresentou eficiência na remoção de turbidez em
amostra de água pluvial com pH ácido e básico, demonstrando que pode ser
utilizado em uma ampla faixa de pH (5 ~ 9). Sua aplicação em amostra de água com
baixa turbidez não demonstrou viabilidade, sendo eficiente em amostra com turbidez
elevada. Sua utilização consorciada com o sulfato de alumínio mostrou que sua
aplicação in natura remove mais turbidez da água se comparado com o seu uso em
consórcio com o coagulante químico.
Considerando o lodo produzido tanto pela semente de M. oleifera e tanino Tanfloc
SG, eles podem ser aplicados como fertilizantes ou condicionador de solos, pois não
74
apresentam metais pesados em suas constituições, sendo assim, biodegradáveis.
Entretanto deve ser feito analises da água a ser tratada, afinal, se a água estiver
contaminada com metais o lodo gerado no tratamento, mesmo que seja com
coagulantes naturais, irá conter metais.
Portanto, a escolha do melhor coagulante dependerá de uma série de estudos,
como onde será sua aplicação, se será um sistema comunitário de abastecimento
de água, ou em uma ETA de uma cidade, preço e facilidade de aquisição dos
coagulantes, nível de contaminação das águas a serem tratadas, se o uso será
apenas para fins secundários ou potáveis, dentre outros fatores.
Contudo, espera-se com o presente trabalho contribuir e gerar mais estudos da
aplicação dos coagulantes naturais na tratabilidade de água pluviais e superficiais,
que são de suma importância para substituição de coagulantes não biodegradáveis,
como o sulfato de alumínio, para que assim possa alcançar o tão sonhado
tratamento de água sustentável.
75
REFERÊNCIAS
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76
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80
APÊNDICE A
TABELAS REFERENTES AOS GRÁFICOS DA DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
Tabela I: Turbidez da 1ª amostra de água pluvial após 2 horas de sedimentação com o
coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
Concentração de Moringa oleifera (g.L-1) Turbidez (NTU)
0 1.98
0,04 16,91
0,2 69,78
0,4 138,66
0,8 258,81
1,0 302,81
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Tabela II: Turbidez da 1ª amostra de água pluvial após 12 horas de sedimentação com
o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
Concentração de Moringa oleifera (g.L-1) Turbidez (NTU)
0 1.98
0,04 9,97
0,2 19,58
0,4 24,21
0,8 30,97
1,0 37,56
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Tabela III: pH da 1ª amostra de água pluvial após 2 horas de sedimentação com o
coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
Concentração de Moringa oleifera (g.L-1) pH
0 6,26
0,04 6,21
0,2 6,24
0,4 6,22
0,8 6,21
1,0 6,11
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
81
Tabela IV: pH da 1ª amostra de água pluvial após 12 horas de sedimentação com o
coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
Concentração de Moringa oleifera (g.L-1) pH
0 6,26
0,04 6,10
0,2 6,25
0,4 6,28
0,8 6,19
1,0 6,03
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Tabela V: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas de sedimentação com o
coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
Concentração de Moringa oleifera (g.L-1) Turbidez (NTU)
0 8,01
0,04 24,92
0,2 17,80
0,4 27,06
0,8 43,35
1,0 55,71
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Tabela VI: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas de sedimentação com
o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,12; 0,16; 0,2; 0,24 e 0,28 g.L-1
Concentração de Moringa oleifera (g.L-1) Turbidez (NTU)
0 6,94
0,12 9,08
0,16 9,61
0,20 9,79
0,24 9,97
0,28 11,93
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
82
Tabela VII: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas de sedimentação com
o coagulante Moringa oleifera nas concentrações 0; 0,001; 0,005; 0,01; 0,03 e 0,05 g.L-1
Concentração de Moringa oleifera (g.L-1) Turbidez (NTU)
0 3,38
0,12 3,74
0,16 7,12
0,20 8,72
0,24 16,73
0,28 19,76
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Tabela VIII: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas com o coagulante
tanino nas concentrações de 0; 5; 10; 20; 50 e 100 mg.L-1
Concentração Tanino Tanfloc SG (mg.L-1) Turbidez (NTU)
0 8,01
5 0,75
10 1,60
20 7,12
50 5,70
100 12,10
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Tabela IX: Turbidez da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas com o coagulante
tanino nas concentrações de 0; 2; 4; 6; 8 e 10 mg.L-1
Concentração Tanino Tanfloc SG (mg.L-1) Turbidez (NTU)
0 1,6
2 1,25
4 0,70
6 0,89
8 2,67
10 3,56
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
83
Tabela X: pH da 2ª amostra de água pluvial após 2 horas com o coagulante tanino nas
concentrações de 0; 2; 4; 6; 8 e 10 mg.L-1
Concentração Tanino Tanfloc SG (mg.L-1) pH
0 7,1
2 7,20
4 7,40
6 7,30
8 7,20
10 7,00
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Tabela XI: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas de sedimentação com
o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,04; 0,2; 0,4; 0,8 e 1 g.L-1
Concentração de Moringa oleifera (g.L-1) Turbidez (NTU)
0 2,85
0,04 17,09
0,2 50,55
0,4 68,78
0,8 81,88
1,0 79,21
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Tabela XII: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas de sedimentação
com o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,12; 0,16; 0,2; 0,24 e 0,28
g.L-1
Concentração de Moringa oleifera (g.L-1) Turbidez (NTU)
0 2,85
0,12 35,24
0,16 45,75
0,20 50,90
0,24 52,87
0,28 55,54
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
84
Tabela XIII: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas de sedimentação
com o coagulante Moringa oleifera nas concentrações de 0; 0,5; 1; 2; e 3 mg.L-1
Concentração de Moringa oleifera (mg.L-1) Turbidez (NTU)
0 1,07
0,5 1,60
1 2,09
2 2,80
3 2,71
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Tabela XIV: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas com o coagulante
tanino nas concentrações de 0; 5; 10; 20; 50 e 100 mg.L-1
Concentração de Tanino Tanfloc SG (mg.L-1) Turbidez (NTU)
0 1,25
5 1,42
10 2,14
20 2,42
50 6,59
100 7,65
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
Tabela XV: Turbidez da amostra de água superficial após 2 horas com o coagulante
tanino nas concentrações de 0; 0,5; 1; 2; 3 e 4 mg.L-1
Concentração de Tanino Tanfloc SG (mg.L-1) Turbidez (NTU)
0 0,18
0,5 0,93
1 2,80
2 1,20
3 1,01
4 0,67
Fonte: Pesquisa Aplicada (2015)
85
ANEXO A
TABELA DE PADRÃO DA TURBIDEZ PARA ÁGUA, DE ACORDO COM A
PORTARIA 2.914 DE 2011 DO MINISTÉRIO DA SAÚDE
Tratamento da água Valor Máximo Permitido (VMP)
Desinfecção (para águas subterrâneas) 1,0 uT em 95% das amostras
Filtração rápida (tratamento completo ou
filtração direta)
0,5 uT em 95% das amostras
Filtração Lenta 1,0 uT em 95% das amostras
Fonte: Saúde (2011).