E por falar em esgoto...

Vista aérea do rioTietê.

Microrganismos patogênicos não são o único problema causado pelos dejetos humanos, ou despejos industriais, lançados nas águas de praias, rios e represas. Nas águas naturais, há bactérias que decompõem (degradam) materiais orgânicos.

Este processo, chamado biodegradação, pode ser aeróbico ou anaeróbico, conforme utilize ou não o oxigênio dissolvido na água. A medida do oxigênio necessário para a biodegradação aeróbica constitui a demanda bioquímica de oxigênio (DBO). Em condições naturais, o processo aeróbico diminui a quantidade de oxigênio dissolvido, com formação de nutrientes para alguns vegetais, tais como algas. Esses nutrientes, como HCO^3-, NO^3- e SO₂^-4, não são poluentes. Mas quando o consumo de oxigênio dissolvido for excessivo, ou seja, quando aumentar o valor da DBO, a degradação dos materiais orgânicos passará a ser anaeróbica, com formação de substâncias potencialmente poluentes, como metano (CH₄), amônia (NH₃) e ácido sulfídrico (H₂S), produzindo o mau cheiro característico encontrado em rios e lagos muito poluídos. Portanto, um alto valor da DBO permite as seguintes interpretações:

• necessidade de grande quantidade de oxigênio dissolvido para atender à degradação aeróbica, com prejuízo para a vida aquática da região.
• como conseqüência, pode-se prever que havia grande quantidade de materiais orgânicos na água, acima dos níveis naturais. Ou seja, a água está poluída.

Os despejos das casas e das indústrias de uma cidade contêm elevada quantidade de materiais orgânicos, tais como detergentes, defensivos agrícolas, proteínas e uréia, aumentando dramaticamente o valor da DBO. Isso pode fazer com que as águas de um rio, além de se tornarem malcheirosas, se tornem completamente impróprias para peixes e outros animais aquáticos, com exceção das bactérias anaeróbicas.

Os índices de DBO são determinados pela medida do oxigênio consumido por amostras de volume conhecido. A amostra é inicialmente diluída com água destilada saturada de oxigênio. A concentração de oxigênio é determinada imediatamente e novamente após um período de 5 dias. Os valores de DBO são usualmente dados em ppm, ou seja, x partes de O₂ por milhão de partes da amostra. Assim, uma DBO igual a 5 significa uma necessidade de 5 gramas de oxigênio para degradar os materiais orgânicos existentes em um milhão de gramas da água analisada.

DBO = 5 ppm = 5 g de O₂ / 10⁶ g de amostra.

Uma DBO de 0 a 3 é característica das águas potáveis. Valores em torno de 5 já apontam para água com pureza duvidosa. Os despejos típicos de uma cidade apresentam valores entre 100 e 400, e as águas servidas de alguns tipos de indústrias podem chegar a valores de DBO tão elevados quanto 10.000!

Exercício resolvido

Calcule a DBO, em mg/L, de uma fonte que contém 1,0 g de uréia por 100 litros de água. Considere que a biodegradação ocorra de acordo com a equação química:
CO(NH₂)2 + 4 O₂ -------> CO₂ + 2 NO^3- + 2 H⁺ + H₂O
Dadas as massas molares em g/mol: uréia = 60, O₂ = 32

Resolução:

Cada mol de uréia reage com 4 mols de oxigênio. Assim, teremos:
60 g de uréia ------------------------- 4 (32 g) de oxigênio
1,0 g de uréia------------------------- x

x = 2,13 g = 2,13.10³ mg de oxigênio consumido.
Em 100 L, teremos:
DBO = 2,13.10³ g de O₂ / 100 L = 21,3 mg/L

Comentários:

Lembrando que 1,0 mg/L corresponde a 1,0 ppm, o valor da DBO em questão equivale a 21,3 ppm. Note também que a fonte estudada está bastante poluída.

Autoria de Antonio Lembo, professor de Química do Anglo Vestibulares e autor de várias obras didáticas.