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pH e Alcalinidade: entenda a importância desses parâmetros e as diferenças entre eles

Atualizado: 5 de jun.


O pH e a alcalinidade são importantes parâmetros de monitoramento em diversos processos de tratamento de águas e efluentes, como a coagulação e floculação, os processos biológicos de oxidação da matéria orgânica e amônia, a precipitação de metais e minerais, entre outros. Porém, mesmo havendo uma relação muito próxima entre os dois parâmetros, eles representam aspectos diferentes da química da água.


O pH é uma medida da acidez ou basicidade da água, variando de 0 a 14. Um pH de 7 é neutro, abaixo de 7 é ácido e acima de 7 é básico (ou alcalino). Já a alcalinidade mede a capacidade da água de neutralizar ácidos (tampão), ou seja, sua resistência a mudanças de pH. É determinada pela presença de bicarbonatos, carbonatos e, em menor grau, hidróxidos.


Confira abaixo as características de cada um dos parâmetros, em detalhes:


pH


Conceito: 

Potencial hidrogeniônico. Representa a concentração de íons hidrogênio H+ (em escala antilogarítmica), dando uma indicação sobre a condição de acidez, neutralidade ou alcalinidade da água. A faixa de pH é de 0 a 14. É calcula pela expressão abaixo:


pH = - log [H+]


Forma do constituinte responsável: 

Sólidos dissolvidos, gases dissolvidos.


Origem natural:

  • Dissolução de rochas

  • Absorção de gases da atmosfera

  • Oxidação da matéria orgânica

  • Fotossíntese


Origem antropogênica: 

  • Despejos domésticos (oxidação da matéria orgânica)

  • Despejos industriais (ex: lavagem ácida de tanques)


Importância: 

  • Não tem implicação em termos de saúde pública (a menos que os valores sejam extremamente baixos ou elevados, a ponto de causar irritação na pele ou nos olhos)

  • É importante em diversas etapas do tratamento da água (coagulação, desinfecção, controle da corrosividade, remoção da dureza)

  • pH baixo: potencial corrosivo e agressividade nas tubulações e peças das águas de abastecimento

  • pH elevado: possibilidade de incrustações nas tubulações e peças das águas de abastecimento

  • Valores de pH afastados da neutralidade: podem afetar a vida aquática (ex: peixes) e os microrganismos responsáveis pelo tratamento biológico dos esgotos


Utilização mais frequente do parâmetro:

  • Caracterização de águas de abastecimento brutas e tratadas

  • Caracterização de efluentes brutos

  • Controle da operação de estações de tratamento de água (coagulação e grau de incrustabilidade/corrosividade)

  • Controle da operação de estações de tratamento de esgotos (digestão anaeróbia)

  • Caracterização de corpos d’água


Interpretação dos resultados:


Geral:

  • pH < 7: condições ácidas

  • pH = 7 : neutralidade

  • pH >7 : condições básicas ou alcalinas


Em termos de tratamento e abastecimento público de água:

  • diferentes valores de pH estão associados a diferentes faixas de atuação ótima de coagulantes

  • frequentemente o pH necessita ser corrigido antes e/ou depois da adição de produtos químicos no tratamento

  • a variação do pH influencia o equilíbrio de compostos químicos, como por exemplo na desinfecção com compostos de cloro, pois a formação do ácido hipocloroso (HOCl), significativamente mais eficiente na inativação dos microrganismos, é governada pelo pH


Em termos de tratamento de efluentes:

  • valores de pH afastados da neutralidade tendem a afetar as taxas de crescimento de microrganismos

  • a variação do pH influencia o equilíbrio de compostos químicos, como por exemplo a concentração de amônia nas formas livre e de íon amônio

  • valores de pH elevados possibilitam a precipitação de metais

  • o padrão de lançamento de efluentes em corpos d’água, de acordo com a Conama 430/2011, é entre 5 e 9


Em termos de corpos d'água:

  • valores elevados de pH podem estar associados à proliferação de algas

  • valores elevados ou baixos podem ser indicativos da presença de efluentes industriais

  • a variação do pH influencia o equilíbrio de compostos químicos


Valores típicos:

  • As águas naturais de superfície normalmente apresentam pH variando de 6,0 a 8,5.

  • O esgoto sanitário bruto geralmente possui pH entre 6,7 a 8,0.


Alcalinidade


Conceito:

Quantidade de íons na água que reagirão para neutralizar os íons hidrogênio. É uma medição da capacidade da água de neutralizar os ácidos (capacidade de resistir às mudanças de pH: capacidade tampão). Os principais constituintes da alcalinidade são os bicarbonatos (HCO3-), carbonatos (CO32-) e os hidróxidos (OH-). A distribuição entre as três formas na água é função do pH.


Forma do constituinte responsável:

Sólidos dissolvidos


Origem natural:

  • Dissolução de rochas

  • Reação do CO2 com a água (CO2 advindo da atmosfera ou da decomposição da matéria orgânica)


Origem antropogênica: 

  • Despejos industriais


Importância: 

  • Não tem significado sanitário para a água potável, mas em elevadas concentrações confere um gosto amargo para a água

  • É uma determinação importante no controle do tratamento de água, estando relacionada com a coagulação, redução de dureza e prevenção da corrosão em tubulações

  • É uma determinação importante no tratamento de esgotos, quando há evidências de que a redução do pH pode afetar os microrganismos responsáveis pela depuração


Utilização mais frequente do parâmetro:

  • Caracterização de águas de abastecimento brutas e tratadas

  • Caracterização de efluentes brutos

  • Controle da operação de estações de tratamento de água (coagulação e grau de incrustabilidade/corrosividade)


Unidade: mg/L de CaCO3 (também em miliequivalentes/L = equivalente/m3; os valores são diferentes dos expressos em mg/L)


Interpretação dos resultados:


Em termos de tratamento e abastecimento público de água:

  • a alcalinidade, o pH e o teor de gás carbônico estão inter-relacionados

  • pH > 9,4: a alcalinidade será em virtude da presença de hidróxidos e carbonatos

  • pH entre 8,3 e 9,4: a alcalinidade será em virtude da presença de carbonatos e bicarbonatos

  • pH entre 4,4 e 8,3: a alcalinidade será em virtude da presença apenas de bicarbonatos

  • Na potabilização de águas para consumo humano, a alcalinidade adquire função primordial no êxito do processo de coagulação minimizando a redução muito significativa do pH após a dispersão do coagulante, principalmente quando este for um sal metálico


Em termos de tratamento de efluentes:

  • processos oxidativos (como a nitrificação) tendem a consumir alcalinidade, a qual, caso atinja baixos teores, pode dar condições a valores reduzidos de pH, afetando a própria taxa de crescimento dos microrganismos responsáveis pela oxidação


Valores típicos:

  • Águas naturais de origem superficial no brasil apresentam alcalinidade comumente inferior a 100 mg/L de CaCO3.

  • No esgoto sanitário, a concentração geralmente se encontra na faixa entre 100 a 250 mg/L de CaCO3.


Referências Bibliográficas: 



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