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Guia
Completo para a Medição da Turvação na Água
A turvação é uma das características mais frequentemente analisada na água.
Uma das primeiras coisas que reparamos na água, é o quão turva ela é. No
entanto, a turvação da água tem implicações muito importantes, podendo afetar a
forma como a água é desinfetada até à qualidade da água de lagos, rios e
oceanos.
Neste guia, iremos mostrar-lhe o que é a turvação, as razões porque é
medida, opções para análises e dicas para obter uma maior exatidão nos seus resultados.
O que é a Turvação?
De um modo simplista, a turvação ou turbidez é o grau de opacidade da água.
Esta opacidade advém da presença de partículas suspensas na água que não podem
ser observadas individualmente. Estas partículas podem ser algas, sujidade,
minerais, proteínas, óleos ou até mesmo bactérias.
A turvação é uma medição ótica que indica a presença de partículas
suspensas. É medida através de um feixe de luz que atravessa uma amostra, permitindo
a quantificação de partículas suspensas. Quanto maior a quantidade de
partículas em solução, maior será a sua turvação.
A turvação correlaciona-se com os sólidos suspensos, no entanto, existe
diferença entre medir turvação e os Sólidos Suspensos Totais (SST). A medição
dos SST é gravimétrica, ou seja, é quantificada a massa de sólidos suspensos na
amostra, através de um processo que envolve uma filtração e posterior secagem
em mufla.
A Importância da Turvação
A turvação é um parâmetro de referência indicador da qualidade da água em
todos os ambientes, desde a estação de tratamento de água potável (ETA) até à
monitorização ambiental.
O principal objetivo do tratamento de água potável é a remoção e redução da
turvação. Através de processos de tratamento, é medida em diversos estágios
para determinar a eficiência do tratamento e para adequar aos valores considerados
por lei. A matéria suspensa (solos, algas, etc) na água reduz a eficácia de
desinfetantes químicos e pode agir como portador de bactérias e parasitas. Estas
partículas suspensas são evidenciadas na água quando esta aparenta estar turva
e possui um valor elevado de turvação.
Quando falamos de monitorização ambiental, a turbidez ou turvação é um
parâmetro de máxima importância, sendo um indicador de poluição. Por exemplo, eventos
como tempestades trazem sedimentos de locais próximos, como locais de
construção, etc., o que pode influenciar negativamente a vida aquática que existe
no fundo da água, exigindo a realização de dragagem.
Os impactos de construções próximas são tão significativos,
que a USEPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos) exige que muitos
locais de construção com mais de 4000 m2, monitorizem a turbidez
após grandes tempestades para garantir que cumprem a lei.
A turvação não só é um parâmetro importante para a qualidade da água
potável, efluentes e na monitorização ambiental, como também é
útil para os produtores de vinho, assim como outros setores ligados à indústria
alimentar e bebidas.
Como medir a Turvação?
Há muitos métodos para medir a turvação. Podemos utilizar métodos visuais para
quantificar o quão turva uma água está. Alguns métodos visuais são ideais para utilizar
em campo, como por exemplo o disco de Secchi. Este método consiste num disco
que é mergulhado na água até que não esteja mais visível. A profundidade à qual
o disco deixa de estar visível é a profundidade Secchi. Este método é subjetivo
e funciona apenas em águas mais lentas e em águas naturais de baixa turbidez.
A melhor forma de medir a turvação numa grande variedade de amostras, é através
de um turbidímetro. Os medidores de turvação utilizam uma luz e um foto-detetor
para medir a refração da luz, sendo a leitura dada em unidades de turvação,
como Unidades Nefelométricas de Turvação (NTU) ou Unidades de Formazina de Turvação
(FTU).
Como Reduzimos a Turvação?
Muitos esforços para reduzir a turvação estão relacionados com a prevenção
de eventos de escoamento. As estações de água potável e efluentes tratam a água
bruta para reduzir a sua turvação; existem valores limite que são impostos por
lei, para garantir a segurança da água potável e a eficiência do processo. Um
dos primeiros passos para o tratamento de água potável é a remoção de
partículas suspensas na água.
O processo de clarificação consiste na mistura da água com um coagulante, normalmente
um sal, sendo o sulfato de alumínio frequentemente utilizado. O solo e outras
partículas possuem cargas negativas que se repelem, provocando a dispersão de
pequenas partículas. A adição de sal neutraliza o material suspenso, permitindo
a agregação das partículas e consequentemente, formação de partículas cada vez maiores
conhecidas como flocos. Este processo é conhecido por floculação. Após a etapa
da floculação, a água passa através de uma bacia de sedimentação, onde ocorre a
remoção dos flocos nos meios filtrantes.
Se a água bruta possui naturalmente um baixo nível de turbidez (caso da
água subterrânea), o processo de sedimentação pode ser dispensado, com economia
de tempo e dinheiro. Após a remoção da maioria das partículas dissolvidas, a
água passa através de um filtro final que remove até 99.5% dos sólidos
suspensos restantes.
A USEPA exige que 95% da água potável apresente uma leitura de turvação
menor do que 0.5 NTU, e que não exceda 5 NTU a qualquer momento, num período mensal.
Escolha do Medidor de Turvação
Os medidores de turvação são dispositivos que possuem uma fonte de luz,
lentes e um detetor localizado a 90º a partir da fonte de luz, que funcionam em
conjunto para medir a turvação de uma amostra. Quando uma amostra é colocada na frente de uma fonte de luz, algumas das partículas na
amostra dispersam a luz de forma a atingir o detetor a 90º. O detetor determina
a quantidade de luz dispersa e compara a leitura com referência a um padrão
numa curva de calibração.
Alguns medidores incorporam outro detetor a 180º para contar a luz transmitida.
Isto pode ajudar com amostras que possuam alto nível de turbidez, para corrigir
a luz perdida devido a atenuações e reflexões. Medições de turbidez em 90º e
180º são chamadas de método ratio.
A medição da turvação é simples e envolve apenas alguns passos:
- Calibre o medidor com os respetivos padrões.- Encha a cuvete com a amostra.- Limpe o exterior da cuvete; no caso de estar a trabalhar com amostras com níveis baixos de turvação, use óleo de silicone no exterior da cuvete.- Coloque a cuvete dentro do medidor e faça a leitura.
Padrões de Turvação
Os padrões de turvação são uma parte igualmente importante da medição. A
maioria dos padrões de turvação são feitos de formazina, um polímero sintético
com um tamanho de partícula uniforme. O polímero é feito de hidrazina e
hexametiletilenotetramina. As organizações que regulamentam as normas ISO, EPA
e ASBS, adotaram este composto como padrão devido à sua consistência. Uma
suspensão de 1.25 mg/L de sulfato de hidrazina e 12.5 mg/L de
hexametiletilenotetramina em água possui a turvação de uma Unidade
Turbidimétrica de Formazina (FTU).
No entanto estas substâncias são potencialmente carcinogénicas e
mutagénicas. Por isso a HANNA Instruments adotou padrões modernos AMCO-AEPA-1,
os quais não contêm substâncias classificadas como perigosas para a saúde e para o
ambiente, sem propriedades de persistência, bioacumulação e toxicidade (PBT) e
não é muito persistente e muito bioacumulável (mPmB).
Outras
unidades turbidimétricas são baseadas em FTUs, mas a sua base varia de acordo
com o método usado. Há muitas unidades diferentes, como os exemplos seguintes:
É importante decidir qual método deseja adotar na escolha do seu turbidímetro.
Existem muitos tipos de medidores de turvação, mas dois destes são os mais
comuns: os que adotam a norma EPA 180.1 e os que adotam a ISO 7027. É
importante referir que os medidores não são aprovados individualmente por estes
organismos, simplesmente obedecem aos requisitos estabelecidos para os padrões
estabelecidos.
Medidores de Turvação – Conformidade EPA
A norma EPA 180.1 é utilizada para determinar a
turvação em amostras de água potável, terra, superfície, resíduos e água do
mar.
HI98703-02 Medidor de turvação (EPA)
A opção HANNA sugerida, o medidor HI98703-02,
foi concebido para a medição de valores entre 0 e 40 NTUs, sendo ideal para
amostras de turvação de gama baixa.
O HI98703-02 é fornecido com o kit te teste
completo: com cuvetes de amostra com tampas, cuvetes de calibração, óleo de
silicone, pano para limpeza de cuvetes, pilhas, adaptador de energia, manual de
instruções e mala rígida para transporte.
Adicionalmente, estes medidores precisam seguir os
seguintes parâmetros (Resumo de Métodos para a Determinação de Substâncias
Inorgânicas em Amostras Ambientais):
Com base nos parâmetros anteriores podemos dizer que
os medidores em conformidade com a EPA são:
(+) Ideais para medições em gama baixa, como em
amostras de água potável.
(+) Conforme os padrões EPA para
relatórios.
(–) Menos eficaz com amostras coloridas,
devido à absorbância de luz branca.
Os medidores em
conformidade com a norma ISO são outro tipo de medidores de turvação comuns. Estes
medidores possuem parâmetros semelhantes aos da EPA, com algumas diferenças
importantes:
Os medidores em conformidade com a ISO também
possuem detetores de luz em aproximadamente 90º a partir da fonte de radiação,
apesar do método também suportar o uso de detetores em outros ângulos para determinar
a quantidade de luz que é atenuada pela amostra (ex: em 0º).
HI98713-02 Medidor portátil de turvação ISO 7027
O medidor HANNA HI98713-02 apresentado,
funcionada em conformidade com o método ISO 7027, com um avançado sistema ótico
LED permitindo medições da turvação de elevada precisão.
Fornecido com tudo o que necessita para iniciar,
desde logo, os seus testes! O turbidímetro apresenta cuvetes de amostra com
tampas, cuvetes de calibração, óleo de silicone, pano para limpeza de cuvetes,
pilhas, adaptador de energia, manual de instruções e mala rígida para
transporte.
Em resumo, os medidores ISO:
(+) Utilizam um LED infravermelho que elimina a
interferência por cores da amostra.
(+) Suporta o método Ratio, permitindo maior precisão em amostras com altos
níveis de turbidez.
(–) Não aceite para relatórios de conformidade com a EPA-US.
Para uma seleção acertada é necessário consultar uma
agência de regulamentação e confirmar se os valores de turvação são adequados
para os relatórios. Ambos os medidores podem utilizar padrões AMCO-AEPA-1.
Como referido anteriormente, ao medir a turvação
estamos a medir a opacidade de uma amostra causada por sólidos suspensos. Para tal
é necessário um frasco que contenha a amostra. Assim, à semelhança do que
acontece nos testes colorimétricos para cloro ou CQO, utilizam-se células ou cuvetes
para a amostra.
As cuvetes são uma parte crítica da equação, pois a
luz passa através dela, como pela amostra. As cuvetes devem estar limpas e sem
riscos ou impressões digitais. Estes fatores interferem com a luz, levando a
resultados errados. Para evitar essa situação, aconselhamos a substituição de
qualquer cuvete que apresente imperfeições.
Riscos visíveis e imperfeições no vidro podem afetar
as leituras de turvação. Estes riscos mesmo que microscópicos são extremamente
relevantes se efetuar medições em amostras de gama baixa, como a água potável.
Para disfarçar pequenas imperfeições no vidro pode
ser utilizado o óleo de silicone. Pois, uma vez que este óleo possui o mesmo
índice de refração do vidro não interfere nas leituras. Para tal basta colocar algumas
gotas de óleo sob a cuvete e em seguida passar um pano que não largue pelos.
Uma vez feito corretamente, deverá ter uma cuvete virtualmente seca, sem que o
óleo esteja visível.
NOTA: É importante referir
que a técnica sugerida apenas faz sentido no caso de pequenas imperfeições no
vidro, pelo que, para os riscos maiores deverá ser substituída a cuvete.
Uma boa calibração é fundamental para obter resultados
exatos e precisos, pelo que, apresentamos algumas considerações relativamente
aos padrões a utilizar.
Os padrões baseados em formazina são de carácter perecível,
o que significa que terá de substituí-los ao fim de um determinado período de
tempo. Os métodos da EPA determinam que os padrões de formazina (a 40 NTU)
feitos internamente devem ser preparados com periodicidade mensal e que
quaisquer diluições, devem ter preparação diária. Posteriormente, os padrões de
formazina tendem a coagular e a depositar no fundo do recipiente.
Os padrões AMCO-AEPA-1 HANNA que
fornecemos com os nossos equipamentos, e que se encontram disponíveis
comercialmente, vêm numa cuvete. Os padrões AMCO têm um período
de validade superior comparativamente com os padrões caseiros de formazina,
permitindo alguns anos de uso (cerca de 3 anos).
Considere sempre os padrões com certificado de
análise (COA) e data de validade.
Na determinação do parâmetro turvação é muito
importante a limpeza das cuvetes após a sua utilização. As manchas presentes
nas cuvetes podem absorver a luz ou dispersá-la, originando medições de turvação
em cuvetes de vidro sujo, o que interfere nos resultados. É crucial que as cuvetes
estejam perfeitamente limpas para realizar uma medição precisa.
Se ocorrer formação de manchas no vidro, use um
ácido diluído ou outro agente de limpeza na sua remoção. Uma vez limpas, proceda
a um enxaguamento final com água livre de turbidez, como por exemplo água desionizada
de alta pureza filtrada com membrana de ≤ 0.2 µm.
HI93703-50 Solução de limpeza para cuvetes
À medida que a quantidade de partículas suspensas
numa amostra aumenta, a amostra tende a dispersar, absorver ou refletir a luz.
Esta “perda” de luz pode causar medições de turbidez com desvios do valor real.
A resolução deste problema passa por efetuar uma
diluição com água desionizada. Uma vez diluída, a amostra é medida como padrão
e corrigida pelo fator de diluição. Por requerimento da EPA 180.1, qualquer
amostra com valor acima de 40 NTU deve ser diluída para realizar a medição.
Outra forma de compensar a luz perdida ou atenuada é
o uso do método ratio. Muitos medidores são equipados com outros detetores em
ângulos diferentes para determinar e compensar a luz perdida. Medidores que
utilizam este método estão de acordo com o Standard Method 2130B e USEPA.
A formação de condensação dentro das cuvetes afeta a
medição da turvação, o que ocorre no caso de amostras a baixas temperaturas. A
condensação no exterior do vidro obscurece as amostras, originando leituras erradas.
Para evitar que isto aconteça, passe um pano (limpo
e sem pelos) na parte de fora da cuvete. A lubrificação da cuvete também ajuda
a reduzir a condensação.
HI731318 Pano para limpeza de cuvetes
