Análise de Nitrogênio na Água: importância, métodos e aplicações laboratoriais
- Enfermeira Natalia Balsalobre
- 10 de jul. de 2023
- 7 min de leitura
Introdução: o nitrogênio e o equilíbrio da água
O nitrogênio é um elemento essencial à vida. Presente no ar atmosférico, no solo, em plantas, animais e microrganismos, ele desempenha papel fundamental na formação de proteínas, ácidos nucleicos e outras moléculas biológicas.
Contudo, quando presente em excesso nos corpos d’água, o nitrogênio pode se tornar um dos principais responsáveis pela degradação da qualidade ambiental, promovendo eutrofização, toxicidade para organismos aquáticos e até risco à saúde humana.
Por isso, a análise de nitrogênio na água é uma das etapas mais importantes do monitoramento ambiental, sendo essencial tanto em estações de tratamento de água e esgoto quanto em estudos de qualidade de mananciais, reuso de efluentes e monitoramento industrial.
Diferentes formas químicas de nitrogênio coexistem nos sistemas aquáticos — como amônia (NH₃/NH₄⁺), nitrito (NO₂⁻), nitrato (NO₃⁻) e nitrogênio orgânico — e sua determinação requer métodos analíticos específicos, com preparo de amostras adequado e precisão nos resultados.
Neste artigo, você vai entender:
O que é o nitrogênio e por que ele é monitorado na água;
Quais são as principais formas de nitrogênio e seus impactos;
Como é feita a análise laboratorial de nitrogênio;
Quais métodos e tecnologias são mais utilizados;
E como o laboratório pode auxiliar na avaliação e controle da qualidade da água em diferentes contextos.
O ciclo do nitrogênio e suas formas na água
Para compreender a importância da análise de nitrogênio, é fundamental conhecer o ciclo natural desse elemento.
O ciclo do nitrogênio é um processo biogeoquímico complexo que mantém o equilíbrio entre suas diferentes formas no ambiente.
No ar, o nitrogênio se encontra principalmente como gás (N₂), uma forma estável e inerte. No entanto, apenas alguns microrganismos — as bactérias fixadoras — conseguem converter o N₂ em formas assimiláveis por plantas e outros organismos.
Essas transformações incluem:
Fixação biológica: conversão do N₂ atmosférico em amônia (NH₃), realizada por bactérias fixadoras;
Nitrificação: conversão da amônia em nitrito e, depois, em nitrato, conduzida por bactérias nitrificantes;
Desnitrificação: processo inverso, que transforma nitrato em gás nitrogênio (N₂), retornando-o à atmosfera.
Em sistemas aquáticos, essas etapas ocorrem simultaneamente, dependendo das condições ambientais, como oxigenação, pH, temperatura e presença de matéria orgânica.
Assim, encontramos quatro principais formas de nitrogênio dissolvido ou em suspensão na água:
Nitrogênio amoniacal (NH₃/NH₄⁺): proveniente da decomposição de matéria orgânica e de descargas industriais e domésticas;
Nitrito (NO₂⁻): intermediário da nitrificação; sua presença indica processos biológicos em andamento ou contaminação recente;
Nitrato (NO₃⁻): forma final oxidada, estável e solúvel, comum em águas subterrâneas e superficiais;
Nitrogênio orgânico: composto de proteínas, aminoácidos e ureia, associado à matéria orgânica natural ou resíduos.
A soma dessas frações constitui o chamado nitrogênio total (NT), parâmetro amplamente utilizado em programas de monitoramento da qualidade da água.
Por que a análise de nitrogênio na água é tão importante
O excesso de nitrogênio na água pode gerar uma série de problemas ambientais e sanitários. Entre os principais, destacam-se:
Eutrofização de corpos d’água
O aumento das concentrações de nitrogênio e fósforo estimula o crescimento descontrolado de algas e cianobactérias.
Esse fenômeno, conhecido como eutrofização, reduz a transparência da água, altera o equilíbrio ecológico e pode causar mortalidade de peixes por falta de oxigênio dissolvido.
Toxicidade para organismos aquáticos
A amônia não ionizada (NH₃) é tóxica para peixes e invertebrados, mesmo em baixas concentrações.
Ela pode afetar o metabolismo, o crescimento e o comportamento de espécies sensíveis.
Risco à saúde humana
O nitrato (NO₃⁻), quando ingerido em excesso, pode ser reduzido a nitrito (NO₂⁻) no organismo humano, interferindo na oxigenação do sangue — um quadro conhecido como meta-hemoglobinemia, especialmente perigoso para bebês.
Impactos em sistemas de tratamento
Nas estações de tratamento, concentrações elevadas de nitrogênio podem comprometer a eficiência dos processos biológicos, exigindo maior controle e custos operacionais.
Por esses motivos, a determinação precisa das formas de nitrogênio é essencial para o gerenciamento da qualidade da água, o cumprimento de legislações ambientais e a segurança no abastecimento público.
Métodos laboratoriais para análise de nitrogênio na água
A quantificação do nitrogênio pode envolver diferentes abordagens, dependendo da fração a ser determinada.
A seguir, são apresentados os métodos mais empregados em laboratórios de análises ambientais.
Determinação de nitrogênio amoniacal (NH₃/NH₄⁺)
A análise de nitrogênio amoniacal é geralmente realizada pelo método colorimétrico com reagente de Nessler ou fenato, conforme as normas do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater e APHA (American Public Health Association).
Em resumo:
A amônia reage com reagentes específicos, formando compostos coloridos cuja intensidade é medida por espectrofotometria.
A concentração é calculada por comparação com uma curva de calibração obtida a partir de padrões conhecidos.
Determinação de nitrito (NO₂⁻)
O nitrito é determinado pelo método colorimétrico da sulfanilamida, que forma um composto róseo-avermelhado medido por espectrofotometria.
É um indicador sensível de nitrificação parcial ou recente contaminação orgânica.
Determinação de nitrato (NO₃⁻)
O nitrato é frequentemente quantificado por redução a nitrito, seguida da aplicação do mesmo método colorimétrico anterior.
Outras opções incluem espectrofotometria no ultravioleta (220 nm) ou cromatografia iônica, que fornece resultados mais precisos e específicos.
Determinação de nitrogênio total (NT)
O nitrogênio total (NT) é obtido após a digestão da amostra — ou seja, a oxidação de todas as formas de nitrogênio em nitrato.
Em seguida, o nitrato é medido por métodos espectrofotométricos ou por analisadores automáticos que utilizam quimiluminescência, combustão catalítica ou detecção por infravermelho.
Esses equipamentos oferecem alta sensibilidade, repetibilidade e rapidez, sendo amplamente empregados em laboratórios certificados.
Padrões legais e limites de nitrogênio na água
A legislação brasileira estabelece critérios para o controle de nitrogênio em águas destinadas ao consumo humano e ao meio ambiente.
De acordo com a Portaria GM/MS nº 888/2021, que define os padrões de potabilidade, o limite máximo permitido de nitrato na água para consumo humano é de 10 mg/L (como N). Já para o nitrito, o limite é de 1 mg/L (como N).
Para corpos d’água superficiais, a Resolução CONAMA nº 357/2005 define valores orientadores para cada classe de enquadramento, considerando os usos da água (abastecimento, recreação, irrigação, proteção da biota aquática etc.).
O monitoramento regular desses parâmetros é, portanto, obrigatório para:
Companhias de abastecimento e concessionárias de saneamento;
Empresas industriais com lançamento de efluentes;
Fazendas e atividades agropecuárias;
Projetos de reuso de água e estações de tratamento.
Fatores que interferem na medição do nitrogênio
Durante a análise laboratorial, diversos fatores podem interferir nos resultados:
pH da amostra: afeta o equilíbrio entre amônia e íon amônio;
Presença de matéria orgânica: pode gerar interferências colorimétricas;
Armazenamento inadequado: pode alterar a concentração devido à volatilização da amônia;
Condições de transporte: temperaturas elevadas aceleram transformações químicas;
Uso incorreto de reagentes: pode gerar leituras sub ou superestimadas.
Por isso, o preparo e preservação da amostra são etapas críticas. O ideal é coletar as amostras em frascos limpos, adicionar conservantes quando necessário (como ácido sulfúrico para amônia) e armazenar sob refrigeração.
Aplicações práticas da análise de nitrogênio
A análise de nitrogênio na água tem aplicações em múltiplos setores:
Saneamento e abastecimento público
Permite o controle da eficiência dos sistemas de tratamento de esgoto e água potável, prevenindo contaminações por compostos nitrogenados.
Monitoramento ambiental
Essencial em estudos de impacto ambiental e licenciamento de empreendimentos, indicando a influência de descargas orgânicas sobre rios, lagos e lençóis freáticos.
Agricultura e irrigação
A água usada na irrigação pode conter altos teores de nitrato oriundos de fertilizantes, o que impacta o solo e a qualidade dos alimentos.
Indústria
Setores como alimentício, petroquímico, papel e celulose, e farmacêutico precisam monitorar nitrogênio em seus efluentes para garantir conformidade com normas ambientais.
Como o laboratório pode ajudar
Laboratórios especializados em análises ambientais e de água oferecem suporte técnico completo para avaliação dos parâmetros nitrogenados.
O processo envolve:
Coleta e preservação adequada das amostras;
Ensaios laboratoriais conforme métodos padronizados (APHA, EPA, ABNT);
Emissão de relatórios técnicos e laudos analíticos;
Apoio à interpretação dos resultados e à tomada de decisão.
Ao contratar um laboratório acreditado, empresas, municípios e produtores rurais garantem confiabilidade, rastreabilidade e validade legal dos resultados obtidos — requisitos fundamentais em processos de auditoria, licenciamento ou certificação ambiental.
Conclusão
A análise de nitrogênio na água é um dos pilares da gestão ambiental moderna.
Ela permite identificar fontes de contaminação, avaliar a eficiência de processos de tratamento e assegurar a conformidade com padrões legais.
Monitorar o nitrogênio é, portanto, mais do que uma exigência técnica — é um compromisso com a sustentabilidade, a saúde pública e a preservação dos ecossistemas aquáticos.
Com métodos analíticos precisos, equipamentos modernos e profissionais qualificados, laboratórios de análise ambiental desempenham papel essencial na manutenção da qualidade da água em todos os seus usos.
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FAQ – Perguntas Frequentes
1. Quais são as formas de nitrogênio analisadas na água?
Nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato e nitrogênio orgânico, que somados compõem o nitrogênio total.
2. Por que é importante analisar o nitrogênio na água?
Porque o excesso pode causar eutrofização, toxicidade para organismos aquáticos e riscos à saúde humana.
3. Quais métodos laboratoriais são mais usados?
Métodos colorimétricos, espectrofotometria, cromatografia iônica e analisadores automáticos de nitrogênio total.
4. Qual o limite máximo permitido de nitrato na água potável?
Segundo a Portaria GM/MS nº 888/2021, o limite é de 10 mg/L (como nitrogênio).
5. O laboratório pode realizar a coleta das amostras?
Sim, laboratórios credenciados costumam oferecer o serviço completo, garantindo transporte e preservação adequados.
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