A complexidade da qualidade da água como assunto reflecte-se nos muitos tipos de medições de indicadores de qualidade da água. Algumas medições da qualidade da água são feitas com mais precisão no local, porque a água existe em equilíbrio com o seu ambiente. As medições geralmente feitas no local e em contato direto com a fonte de água em questão incluem temperatura, pH, oxigênio dissolvido, condutividade, potencial de redução de oxigênio (ORP), turbidez e profundidade do disco Secchi.
Recolha de amostrasEditar
Medidas mais complexas são frequentemente feitas em um laboratório que requer que uma amostra de água seja coletada, preservada, transportada e analisada em outro local. O processo de amostragem de água introduz dois problemas significativos:
- O primeiro problema é a medida em que a amostra pode ser representativa da fonte de água de interesse. As fontes de água variam com o tempo e com a localização. A medição de interesse pode variar sazonalmente ou de dia para noite ou em resposta a alguma actividade do homem ou de populações naturais de plantas e animais aquáticos. A medição de interesse pode variar com as distâncias da fronteira da água com atmosfera sobrejacente e solo subjacente ou confinado. O amostrador deve determinar se um único tempo e local satisfaz as necessidades da investigação, ou se o uso de água de interesse pode ser satisfatoriamente avaliado por valores médios de amostragem ao longo do tempo e local, ou se os máximos e mínimos críticos requerem medições individuais ao longo de uma gama de tempos, locais ou eventos. O procedimento de coleta de amostras deve assegurar a correta ponderação dos tempos e locais de amostragem individuais onde a média é apropriada.:39-40 Quando existem valores críticos máximos ou mínimos, métodos estatísticos devem ser aplicados à variação observada para determinar um número adequado de amostras para avaliar a probabilidade de exceder esses valores críticos.
- O segundo problema ocorre quando a amostra é removida da fonte de água e começa a estabelecer o equilíbrio químico com seu novo ambiente – o recipiente da amostra. Os recipientes de amostras devem ser feitos de materiais com uma reatividade mínima com substâncias a serem medidas; e a pré-limpeza dos recipientes de amostras é importante. A amostra de água pode dissolver parte do recipiente de amostras e qualquer resíduo nesse recipiente, e os produtos químicos dissolvidos na amostra de água podem sorver para o recipiente de amostras e permanecer lá quando a água é derramada para análise.:4 Interações físicas e químicas similares podem ocorrer com quaisquer bombas, tubulações ou dispositivos intermediários usados para transferir a amostra de água para o recipiente de amostras. A água coletada de profundidades abaixo da superfície será normalmente mantida à pressão reduzida da atmosfera; assim, o gás dissolvido na água será coletado na parte superior do recipiente. O gás atmosférico acima da água também pode dissolver-se na amostra de água. Outros equilíbrios de reação química podem mudar se a amostra de água mudar de temperatura. Partículas sólidas finamente divididas, anteriormente suspensas pela turbulência da água, podem se depositar no fundo do recipiente da amostra, ou uma fase sólida pode se formar a partir do crescimento biológico ou da precipitação química. Microorganismos dentro da amostra de água podem alterar bioquimicamente as concentrações de oxigênio, dióxido de carbono e compostos orgânicos. A alteração das concentrações de dióxido de carbono pode alterar o pH e alterar a solubilidade dos produtos químicos de interesse. Estes problemas são de especial preocupação durante a medição de produtos químicos assumidos como significativos em concentrações muito baixas.
A preservação da amostra pode resolver parcialmente o segundo problema. Um procedimento comum é manter as amostras frias para diminuir a taxa de reações químicas e mudança de fase, e analisar a amostra o mais rápido possível; mas isso apenas minimiza as mudanças ao invés de evitá-las.:43-45 Um procedimento útil para determinar a influência dos recipientes de amostra durante o atraso entre a coleta da amostra e a análise envolve a preparação para duas amostras artificiais antes do evento da amostragem. Um recipiente de amostra é preenchido com água conhecida de análises anteriores para não conter nenhuma quantidade detectável do produto químico de interesse. Esta amostra, chamada “em branco”, é aberta para exposição à atmosfera quando a amostra de interesse é coletada, depois novamente selada e transportada para o laboratório com a amostra para análise para determinar se a coleta de amostras ou os procedimentos de retenção introduziram alguma quantidade mensurável do produto químico de interesse. A segunda amostra artificial é recolhida com a amostra de interesse, mas depois é “espigada” com uma quantidade adicional medida do produto químico de interesse no momento da recolha. A amostra em branco (controlo negativo) e a amostra pontilhada (controlo positivo) são transportadas com a amostra de interesse e analisadas pelos mesmos métodos ao mesmo tempo para determinar quaisquer alterações que indiquem ganhos ou perdas durante o tempo decorrido entre a recolha e a análise.
Testes em resposta a desastres naturais e outras emergênciasEditar
>Após eventos como terremotos e tsunamis, há uma resposta imediata por parte das agências de ajuda à medida que as operações de socorro se iniciam para tentar restaurar a infra-estrutura básica e fornecer os itens básicos fundamentais que são necessários para a sobrevivência e posterior recuperação. A ameaça de doenças aumenta enormemente devido ao grande número de pessoas vivendo juntas, muitas vezes em condições esquálidas e sem saneamento adequado.
Após um desastre natural, no que diz respeito aos testes de qualidade da água, há uma opinião generalizada sobre o melhor curso de ação a ser tomado e uma variedade de métodos pode ser empregada. Os principais parâmetros básicos da qualidade da água que precisam ser tratados em uma emergência são indicadores bacteriológicos de contaminação fecal, residual de cloro livre, pH, turbidez e possivelmente condutividade/total dos sólidos dissolvidos. Há muitos métodos de descontaminação.
Após grandes desastres naturais, um período considerável de tempo pode passar antes que a qualidade da água retorne aos níveis pré-catástrofes. Por exemplo, após o tsunami de 2004 no Oceano Índico, o Instituto Internacional de Gestão da Água (IWMI), com sede em Colombo, monitorou os efeitos da água salgada e concluiu que os poços se recuperaram para a qualidade da água potável pré-tsunami um ano e meio após o evento. O IWMI desenvolveu protocolos para a limpeza de poços contaminados por água salgada; estes foram posteriormente endossados oficialmente pela Organização Mundial de Saúde como parte da sua série de Directrizes de Emergência.
Análise químicaEditar
espectrômetro de massa mede pesticidas e outros poluentes orgânicos
Os métodos mais simples de análise química são aqueles que medem elementos químicos sem respeito à sua forma. A análise elementar para oxigênio, como exemplo, indicaria uma concentração de 890 g/L (gramas por litro) de amostra de água porque o oxigênio (O) tem 89% de massa da molécula da água (H2O). O método selecionado para medir o oxigênio dissolvido deve diferenciar entre oxigênio diatômico e oxigênio combinado com outros elementos. A simplicidade comparativa da análise elementar produziu uma grande quantidade de dados da amostra e critérios de qualidade da água para elementos por vezes identificados como metais pesados. A análise da água para metais pesados deve considerar as partículas do solo em suspensão na amostra de água. Estas partículas do solo em suspensão podem conter quantidades mensuráveis de metais. Embora as partículas não sejam dissolvidas na água, elas podem ser consumidas por pessoas que bebem a água. A adição de ácido a uma amostra de água para evitar a perda de metais dissolvidos no recipiente da amostra pode dissolver mais metais das partículas em suspensão no solo. A filtração das partículas do solo da amostra de água antes da adição de ácido, contudo, pode causar perda de metais dissolvidos no filtro. As complexidades de diferenciar moléculas orgânicas similares são ainda mais desafiadoras.
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Fazer estas medições complexas pode ser caro. Como as medições diretas da qualidade da água podem ser caras, programas de monitoramento contínuo são normalmente conduzidos e os resultados são divulgados por agências governamentais. No entanto, existem programas locais de voluntariado e recursos disponíveis para alguma avaliação geral. Ferramentas disponíveis para o público em geral incluem kits de teste no local, comumente usados para tanques de peixes domésticos, e procedimentos de avaliação biológica.
Monitoramento em tempo realEditar
Embora a qualidade da água seja normalmente amostrada e analisada em laboratórios, desde o final do século 20 tem havido um interesse público crescente na qualidade da água potável fornecida pelos sistemas municipais. Muitas concessionárias de água têm desenvolvido sistemas para coletar dados em tempo real sobre a qualidade da água na fonte. No início do século XXI, uma variedade de sensores e sistemas de monitoramento remoto foram implantados para medir o pH da água, turbidez, oxigênio dissolvido e outros parâmetros. Alguns sistemas de sensoriamento remoto também foram desenvolvidos para monitorar a qualidade da água ambiente em corpos hídricos ribeirinhos, estuarinos e costeiros.
Indicadores de água potávelEditar
A seguir, uma lista de indicadores frequentemente medidos por categoria situacional:
- Alcalinidade
- Cor da água
- pH
- Sabor e odor (geosmin, 2-Metilisoborneol (MIB), etc.)
- Metal e sais dissolvidos (sódio, cloreto, potássio, cálcio, manganês, magnésio)
- Microorganismos tais como bactérias coliformes fecais (Escherichia coli), Cryptosporidium, e Giardia lamblia; ver Análise bacteriológica da água
- Metalóides e metalóides dissolvidos (chumbo, mercúrio, arsénico, etc.))
- Metálicos dissolvidos: matéria orgânica dissolvida colorida (CDOM), carbono orgânico dissolvido (DOC)
- Radão
- Metálicos pesados
- Fármacos
- Análogos hormonais
Indicadores ambientaisEditar
Indicadores físicosEditar
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Indicadores químicosEditar
Indicadores biológicosEditar
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Métricas de monitoramento biológico foram desenvolvidas em muitos lugares, e uma família amplamente utilizada de medidas para água doce é a presença e abundância de membros das ordens dos insetos Efeméroptera, Plecoptera e Trichoptera (EPT) (de macroinvertebrados bentônicos cujos nomes comuns são, respectivamente, mayfly, stonefly e caddisfly). Os índices EPT irão naturalmente variar de região para região, mas geralmente, dentro de uma região, quanto maior o número de taxas destas ordens, melhor será a qualidade da água. Organizações nos Estados Unidos, como a EPA. oferecem orientação sobre o desenvolvimento de um programa de monitoramento e identificação de membros destas e de outras ordens de insetos aquáticos. Muitos descartes de águas residuais dos Estados Unidos (por exemplo, fábricas, usinas elétricas, refinarias, minas, estações de tratamento de esgoto municipais) são obrigados a realizar periodicamente testes de toxicidade de efluentes inteiros (WET).
Indivíduos interessados em monitorar a qualidade da água que não podem pagar ou gerenciar análises em escala de laboratório também podem usar indicadores biológicos para obter uma leitura geral da qualidade da água. Um exemplo é o programa voluntário de monitoramento de água IOWATER do Iowa, que inclui uma chave indicadora EPT.
Moluscos bivalves são largamente usados como bioindicadores para monitorar a saúde dos ambientes aquáticos, tanto em água doce quanto em ambientes marinhos. O seu estado populacional ou estrutura, fisiologia, comportamento ou o nível de contaminação com elementos ou compostos pode indicar o estado de contaminação do ecossistema. Eles são particularmente úteis uma vez que são sésseis para que sejam representativos do ambiente onde são amostrados ou colocados. Um projecto típico é o Programa de Observação de Mexilhões dos EUA, mas hoje em dia são utilizados em todo o mundo.
O método do Sistema de Pontuação da África Austral (SASS) é um sistema biológico de monitorização da qualidade da água baseado na presença de macroinvertebrados bentónicos (EPT). A ferramenta de biomonitoramento aquático SASS foi refinada nos últimos 30 anos e está agora na quinta versão (SASS5) que foi especificamente modificada de acordo com as normas internacionais, nomeadamente o protocolo ISO/IEC 17025. O método SASS5 é usado pelo Departamento Sul Africano de Assuntos Hídricos como um método padrão para Avaliação da Saúde dos Rios, que alimenta o Programa Nacional de Saúde dos Rios e a Base de Dados Nacional de Rios.