A água na Terra

A água na Terra e a sua distribuição

A camada gasosa que rodeia a Terra apareceu como resultado, entre outros factores, das reacções químicas provocadas pelo aparecimento na sua superfície de um novo composto, isto é a água.
Foi na água que, há cerca de 3800 milhões de anos, surgiu a vida na Terra. Os primeiros seres vivos de que são conhecidos fósseis, eram bactérias e algas azuis (seres unicelulares) que viveram nos Oceanos Primitivo. Ao longo de milhões de anos, os seres vivos evoluíram e espalharam-se pelos oceanos e continentes.

A água surgiu no decurso de reacções químicas que tiveram lugar no nosso planeta durante as primeiras fases da sua formação.

A água, é das substâncias mais importantes na vida do Homem, talvez o recurso mais precioso que a Terra oferece à humanidade.
A Terra é um planeta de água, uma vez que a água cobre 71% da sua superfície.
Contudo, com tanta água que existe, apenas 2,5% dela é água doce utilizável e, desta, apenas 0,1% é água potável, ou seja, água própria para beber. Os 97,5% restantes de água corresponde à existente nos mares e nos oceanos.
A água doce encontra-se em diferentes formas:
• 68,9% sob a forma de glaciares e neves eternas;
• 29,9% sob a forma de águas subterrâneas;
• 0,9% sob a forma de humidade do solo e da atmosfera;
• 0,3% nos lagos e nos rios.

Problemas de abundância e escassez

Para além de escassa, a distribuição da água doce é muito assimétrica. No planisfério seguinte é visível a assimetria da distribuição da água no Planeta. O médio oriente, praticamente toda a zona central da Austrália, costa oeste dos Estados Unidos da América, México, Chile, assim como grandes zonas da Argentina e a maior parte da África têm grande escassez de água doce. Alguma da falta de água é solucionada com a irrigação artificial.

Os consumos de água
Actualmente a quantidade de água usada em todo o mundo na produção de alimentos é da ordem de 7 mil metros cúbicos. Em 2050, a previsão é de que essa quantidade aumente para 11 mil metros cúbicos, o que significa quase o dobro da água utilizada hoje. No Mundo, os consumos de água são utilizados em três diferentes maneiras: Agricultura; Consumo doméstico; Indústria.
Nos países em desenvolvimento o factor dominante é a agricultura, seguindo-se a indústria e por fim o consumo doméstico. Já nos países desenvolvidos, é a indústria que utiliza mais água. Em geral, no Mundo podemos dizer que a agricultura predomina o consumo de água.

Tipos de água e a sua gestão

Tipos de água

Água poluída e água pura, respectivamente

Dependendo das condições de uso em que se encontra, a água pode ser classificada em cinco tipos:

ÁGUA PURA – Se for considerada como pura a água composta exclusivamente por hidrogénio e oxigénio, chegar-se-á facilmente à conclusão de que não existe água absolutamente pura na natureza. Isso porque, por onde ela passa, vai dissolvendo e transportando substâncias que a ela se incorporam durante seu caminho. A água pura somente vai ser encontrada quando produzida artificialmente em laboratório, e a sua finalidade é, quase sempre, a fabricação de remédios, ou algum outro processo industrial mais sofisticado.

ÁGUA POTÁVEL – é a que se pode beber. É fundamental para a vida humana, e é obtida através de tratamentos que eliminam qualquer impureza.

ÁGUA SERVIDA – é a água que foi usada pelo homem e ficou suja. É o esgoto.

ÁGUA POLUÍDA – é a que recebeu substâncias que a deixou turva, ou que alteraram sua cor, odor ou sabor, tornando-a desagradável. É a água que sofreu alteração em suas características físicas e químicas.

ÁGUA CONTAMINADA – é a que contém substâncias tóxicas ou micróbios capazes de produzir doenças. A contaminação pode ser invisível aos nossos olhos ou imperceptível ao paladar. É a água que faz mal à saúde.

A gestão da água

A crise mundial da água traduz-se na sua escassez crescente, na diminuição da sua qualidade em consequência da poluição e também nas secas.
A água disponível bastaria para satisfazer as necessidades mundiais se fosse gerida adequadamente, tendo em vista um aproveitamento eficaz e uma repartição equitativa.
A gestão da água tem de se enquadrar no conceito de desenvolvimento sustentável, de modo que satisfaça os objectivos da sociedade no presente e no futuro e que assegure, em simultâneo, a preservação ambiental dos sistemas de recursos hídricos.

Segundo a Organização Mundial da Saúde há mais de mil milhões de pessoas em todo o mundo que não têm acesso a água limpa.
Os problemas com a água são responsáveis pela morte de 1,6 milhões de pessoas todos os anos.
Cerca de 6000 crianças morrem todos os dias de doenças que poderiam ser evitadas, caso se melhorasse a qualidade da água e do saneamento.
Melhorar a qualidade da água requer meios financeiros, técnicos e culturais, que a maioria dos países não tem.
Em Portugal, a legislação estabelece critérios e normas de qualidade com a finalidade de proteger, preservar e melhorar a água em função das suas principais utilizações.

A desmineralização da água do mar

Em regiões onde as reservas de água são escassas, o recurso a processos industriais de dessalinação da água, particular da água do mar, tem constituído um meio de superar as crescentes necessidades de água para consumo humano.
O mar é uma solução aquosa extremamente complexa, pois contém numerosos sais inorgânicos, substâncias gasosas e espécies orgânicas lá dissolvidas.
Técnicas de destilação (evaporação-condensação) e osmose inversa constituem os processos mais vulgares para a dessalinização das águas e, consequentemente, para a obtenção de água potável.

Destilação

Na destilação, a água é vaporizada por aquecimento e depois por arrefecimento:

A vaporização da água é um processo endotérmico, requerendo uma grande quantidade de energia, o que torna o processo de destilação dispendioso.
Na destilação normal a água é vaporizada elevando a temperatura até cerca de 110ºC. O vapor atravessa um circuito, sendo depois condensado após a recolha.
Em zonas do globo com muito sol, mas apenas com água salgada, como algumas ilhas e costas desérticas, pode usar-se um “destilador solas”, para dessalinizar a água por destilação.
Neste caso, a água não é fervida, mas apenas suficientemente aquecida pelos raios solares, que a evaporam rapidamente.
O ar húmido, contendo a água evaporada sobe, volta a condensar-se, escorrendo para as calhas, onde a água é recolhida e depois transportada ou guardada para uso posterior.

Osmose Inversa

As moléculas de água de uma solução podem passar através de membranas porosas semipermeáveis, mas as dos solutos nela contidos não. Este fenómeno designa-se osmose.

Na osmose, as moléculas passam, através de uma membrana semipermeável, da solução de menor concentração no soluto para a solução de maior concentração.
No caso da dessalinização da água do mar, o que interessa é que as moléculas do solvente passem da solução mais concentrada para a solução mais diluída, o que se consegue através da técnica da osmose inversa.
Nesta técnica, a água da solução mais concentrada é forçada, por pressão, a passar pelas membranas da solução mais concentrada para a solução menos concentrada, diminuindo a concentração dos sais e originando a água dessalinizada.
A água doce obtida por dessalinização da água domar tem de ser posteriormente sujeita a tratamentos para a adequar aos VMR estabelecidos para uma água potável.
Dado que o consumo de água doce tem vindo a aumentar, prevê-se que, no futuro, os oceanos venham a ser um dos maiores fornecedores de água doce.

A qualidade da água e a sua legislação

Nem sempre a água é suficientemente pura para ser directamente utilizada na indústria, nas actividades domésticas e, muito menos, para consumo humano. Encontra-se muitas vezes poluída, sobretudo pela matéria orgânica dos solos, pelos fertilizantes e pelos pesticidas.
Existe legislação para estabelecer os teores em que certas espécies químicas podem existir na água utilizável. São os chamados parâmetros de qualidade, que podem variar, consoante os objectivos de utilização. Para cada um dos parâmetros, a legislação indica os seguintes valores:


•VMA – Valor Máximo Aceitável. Este valor não pode ser ultrapassado, sob o risco de prejudicar a saúde.
•VMR – Valor Máximo Recomendado. Este valor não deve ser ultrapassado, pois tal poderá colocar em risco a saúde, podendo até ser indício de contaminação.
É menos frequente aplicar-se um valor mínimo recomendado, VmR, ou um valor mínimo admissível, VmA.
A legislação portuguesa (Decreto-Lei nº 236/98 de 1 de Agosto) estabelece os critérios e normas de qualidade de água em função dos seus principais usos, nomeadamente, os valores de VMR e VMA.
Para o consumo humano, os critérios de pureza são naturalmente os mais rígidos.
Actualmente, é uma Directiva Europeia de 1980 que define a potabilidade da água por meio de mais de sessenta parâmetros organolépticos, físico-químicos, tóxicos e microbiológicos. Esses parâmetros só podem ser modificados no sentido de uma maior rigidez.
O Decreto-Lei nº234 de 5 de Setembro de 2001 trata da qualidade da água para consumo humano.

Formas e fontes de poluição da água

A poluição da água é qualquer alteração das suas propriedades físicas, químicas ou biológicas, que possa prejudicar a saúde, a segurança e o bem-estar das populações, causar dano à flora e à fauna, ou comprometer o seu uso para fins sociais e económicos.

As principais fontes de poluição dos rios, lagos, ribeiros e toalhas de água - águas superficiais e subterrâneas, são as águas residuais resultantes da indústria, da agricultura e das actividades domésticas. As águas residuais estão carregadas de sais minerais, substâncias não bio-degradáveis, fertilizantes, pesticidas, detergentes e micróbios. Tornam a água imprópria para abastecimento público e põe em causa a vida dos seres vivos que habitam os rios, ribeiros e lagos.

Também os oceanos e mares são afectados pela poluição - os acidentes com petroleiros que derramam petróleo para o mar e provocam as “marés negras”, a queima de resíduos no alto mar, a lavagem de porões dos cargueiros e petroleiros, os derramamentos tóxicos das indústrias feitos directamente para as praias ou costas, o despejo de lixo radioactivo das centrais nucleares, o funcionamento dos barcos a motor
Para além destes aspectos, devemos ter em conta que uma parte importante da poluição do mar é a fonte da actividade humana na terra. Alguns exemplos:
•Os resíduos sólidos, plásticos, vidros, trapos e outros materiais, deixados nas praias.
•Os pesticidas e adubos utilizados na agricultura, que através da acção da chuva e da erosão do solo, contaminam as águas subterrâneas e os rios.
•Os produtos e as águas residuais não tratadas que são lançados directamente para os rios, e através destes chegam ao mar.

Perigos e consequências da poluição das águas
De acordo com a sua natureza e concentração, os poluentes apresentam diferentes efeitos sobre o meio ambiente e a saúde pública, apresentando-se a seguir alguns dos mais relevantes:

Efeitos da poluição aquática sobre a saúde humana:- Gastro-interites;- Diminuição da taxa de fixação do oxigénio;- Alterações do sistema nervoso central;- Alteração das reacções enzimáticas naturais;- Anomalias bioquímicas.
Efeitos da poluição aquática sobre o meio ambiente:- Desoxigenação da água;- Variações de salinidade e de temperatura;- Turvação;- Alteração/destruição da fauna e da flora;

Em Portugal, mais de metade dos rios e lagos estão poluídos. A poluição hídrica resulta do desenvolvimento descontrolado das actividades económicas e do crescimento demográfico, que não foram acompanhados pela construção de infra-estruturas de saneamento básico.
Um derrame de cianeto numa mina de ouro a Norte da Roménia destruiu os ecossistemas de vários rios da Roménia, Hungria e Jugoslávia. O cianeto (um produto químico usado para limpar o ouro, proveniente de uma barragem existente na mina de ouro, infiltrou-se na Hungria e na Jugoslávia, através dos rios Szamos e Tisza, antes de entrar no Danúbio. Cerca de cem mil metros cúbicos de água poluída com cianeto escorreram para a Natureza.
A delegação da Direcção de Saúde Pública romena anunciou que os níveis de cianeto em cinco poços de água das imediações da mina ficaram 70 vezes mais elevados do que o limite aceitável.A Agência para a Protecção do Meio Ambiente de Satu Mare (noroeste da Roménia) advertiu que o cianeto infiltrado na terra afectaria os lençóis freáticos e, a prazo, deixaria em perigo a população, os animais e a vegetação locais.
Os peritos húngaros calculam que serão precisos dez anos para reparar os prejuízos provocados no Meio Ambiente.

Chuva Ácida

O que é?

A chuva ácida é caracterizada por ter um pH ácido (abaixo de 4,5) e produz-se quando o Enxofre (S), proveniente da queima dos combustíveis fósseis e o Azoto (N) presente no ar se combinam com o Oxigénio (O2), formando assim o Dióxido de Enxofre (SO2) e Dióxido de Azoto (NO2).
Estes compostos vão-se espalhar pela atmosfera e fundem-se com as partículas de água que estão em suspensão, formando assim o Ácido Sulfúrico (H2SO4), Ácido Nítrico (HNO3) e também Ácido Clorídrico (HCl) em pequenas quantidades.

Reacções em que se forma Chuva Ácida

S(s) + O2(g) ----> SO2(g)
2SO2(g) + O2(g) ----> 2SO3(g)
SO3(g) + H2O(l) ----> H2SO4

Enquanto que a chuva ácida possui um pH baixo, as chuvas normais possuem um pH levemente ácido (aproximadamente 5,6). Esta acidez é provocada pela dissociação do Dióxido de Carbono (CO2) em Água (H2O) formando o Ácido Carbónico (H2CO3).

CO2(g) + H2O(l) ----> H2CO3(aq)

Como se forma?

A água da chuva tem uma acidez natural resultante da dissolução do CO2 atmosférico, tem sofrido alterações alarmantes no valor do seu pH em algumas regiões.
Nas últimas décadas, acidez das chuvas caídas no Norte da Europa, no Oeste dos Estados Unidos, no Canadá e no Japão aumentou imenso.
O pH da chuva nessas regiões pode chegar ao valor 2. Em 1978, na Pensilvânia, o pH da chuva atingiu mesmo o valor de 1,5.
As chuvas ácidas formam-se normalmente a grandes altitudes, nas nuvens onde os óxidos de enxofre e óxidos de azoto reagem com a água, o oxigénio e outros oxidantes, formando uma solução de ácido nítrico e ácido sulfúrico.
Parte do SO2 atmosférico provém de processos naturais como as erupções dos vulcões.
No entanto, a actividade humana é também responsável pela produção de uma quantidade significativa de SO2.
Das actividades humanas que produzem SO2 destacam-se a extracção dos metais Zn, Pb, Cu e Ni, a partir dos seus minérios sulfurosos e a combustão dos combustíveis fósseis, principalmente o carvão, nas centrais termoeléctricas.
Os óxidos de azoto formam-se sobretudo durante a combustão nos motores de automóveis e centrais térmicas. A elevadas temperaturas os óxidos de azoto são oxidados a pentóxido de diazoto (N2O5) que em solução aquosa, forma o ácido nítrico (HNO3).
O dióxido de enxofre é oxidado a trióxido de enxofre que, reagindo com a água, forma o ácido sulfúrico.


Quais os seus efeitos?

Prejuízos para o Homem:

•Saúde: a chuva ácida libera metais tóxicos que estavam no solo. Esses metais podem alcançar rios e serem utilizados pelo homem causando sérios problemas de saúde.

•Prédios, casas, arquitectura: a chuva ácida também ajuda a corroer os materiais usados nas construções como casas, edifícios e arquitectura, destruindo represas, turbinas hidroeléctricas etc.

Prejuízos para o meio ambiente:

•Lagos: os lagos podem ser os mais prejudicados com o efeito da chuva ácida, pois podem ficar totalmente acidificados, perdendo toda a sua vida.

•Desmatamentos: a chuva ácida faz clareiras, matando duas ou três árvores. Imagine uma floresta com muitas árvores utilizando mutuamente, agora duas árvores são atingidas pela chuva ácida e morrem, algum tempo após muitas plantas que se utilizavam da sombra destas árvores morrem e assim vão indo até formar uma clareira. Essas reacções podem destruir florestas.

•Agricultura: a chuva ácida afecta as plantações quase do mesmo jeito que das florestas, só que é destruída mais rápido já que as plantas são mesmo do mesmo tamanho, tendo assim mais áreas atingidas.

Como se controlam e corrigem os seus efeitos?

•Conservar energia: Hoje em dia o carvão, o petróleo e o gás natural são utilizados para superar 75% dos gastos com energia. Nós podemos cortar estes gastos pela metade e ter um alto nível de vida. Algumas sugestões para economizar energia:

- Transporte colectivo: diminuindo-se o número de carros a quantidade de poluentes também diminui;
-Utilização do metro: por ser eléctrico polui menos do que os carros;
-Utilizar fontes de energia menos poluentes: energia hidroeléctrica, energia geotérmica, energia das marés, energia eólica (dos moinhos de vento), energia nuclear (embora cause preocupações para as pessoas, em relação à possíveis acidentes e para onde levar o lixo nuclear).
-Purificação dos veículos: utilizar gasolina sem chumbo e conversores catalíticos;
-Utilizar combustíveis com baixo teor de enxofre.