Transcript
POLUIÇÃO NO SOLO POLUIÇÃO AMBIENTAL Segundo a Política Nacional do Meio Ambiente (LEI FEDERAL Nº 6.938/81): é a degradação da qualidade ambiental resultante de atividades que direta ou indiretamente: prejudiquem a saúde, a segurança e o bem estar da população; criem condições adversas às atividades sociais e econômicas; afetem desfavoravelmente a biota; afetem as condições estéticas ou sanitárias do MA; lancem matérias ou energias em desacordo com os padrões ambientais estabelecidos. POLUIÇÃO = IMPACTO AMBIENTAL Inúmeras atividades antrópicas resultam em poluição do meio ambiente, trazendo prejuízos à saúde humana, danos à flora e fauna, prejuízos materiais, desfiguração da paisagem, desvalorização de áreas, etc.
Um pouco de química:
DEFINIÇÕES PRELIMINARES COMPOSTOS ORGÂNICOS contém átomos de carbono, enquanto que compostos inorgânicos não; UM ÍON é um átomo com carga elétrica ou parte de uma molécula: um cátion carrega uma carga positiva; um ânion carrega uma carga negativa. A maioria dos compostos químicos inorgânicos em solução nas águas subsuperficiais são iônicos. LIGAÇÕES COVALENTES ocorrem quando átomos compartilham elétrons. Todos os compostos orgânicos são covalentes, assim como o Hidrogênio, Cloro, água e amônia. Moléculas apolares são neutras e simétricas, enquanto Geotecnologia Ambiental – Profa Karla Heineck
67
que as polares possuem cargas positivas e negativas em suas extremidades. Compostos polares são mais solúveis em água que os não polares. O fenômeno de ABSORÇÃO pode ser dividido em: o
(1) Adsorção: atração de um composto químico para uma superfície sólida;
o
(2) Absorção: penetração de um composto químico em um sólido.
VOLATILIDADE descreve a tendência de um composto (sólido ou líquido) a tornar-se um gás. Tipicamente, quanto maior o tamanho da molécula orgânica, menor a volatilidade; Reações mais comuns incluem: o
OXIDAÇÃO (perda de elétrons)
o
REDUÇÃO (ganho de elétrons)
o
PRECIPITAÇÃO (produção de um sólido a partir de duas substâncias dissolvidas).
FASE: o
É uma região distinta, na qual todas as propriedades são as mesmas. Na água pura só tem uma fase.
o
Um sistema constituído de água líquida e gelo têm duas fases.
o
Óleo e água são duas fases.
o
Água e álcool são miscíveis e constituem uma única fase se misturados.
ÁCIDO é um composto capaz de fornecer íons hidrogênio, H+, em solução aquosa. BASE é um composto capaz de fornecer íons hidróxidos (OH-) em solução aquosa. SOLUÇÃO: a formação da solução é uma transformação física, enquanto a formação de um composto envolve uma reação química. Geotecnologia Ambiental – Profa Karla Heineck
68
SOLVENTE E SOLUTO: quando um componente de uma solução apresentase em uma quantidade muito maior do que a dos outros componentes, este componente maior é chamado solvente e os outros solutos.
POLUENTES Toda substância de origem natural (metais, petróleo, nitrato) ou antrópica (pesticidas, solventes, radionuclídeos) que se acumula no solo e modifica o equilíbrio natural. Certas substâncias (metais pesados, nitrato, Al3+) podem ser encontradas naturalmente no solo em baixas concentrações. Estas substâncias naturais, quando em concentrações superiores aos níveis aceitáveis à saúde humana sem a intervenção antrópica, configuram, da mesma forma, um tipo de contaminação.
POLUIÇÃO X RISCO Nem toda poluição representa necessariamente um risco ambiental. Para que haja risco, a concentração do poluente deve exceder um certo nível (nível de toxicidade – padrão de qualidade).
CONTAMINAÇÃO Ocorre quando a concentração de poluentes atinge níveis tóxicos à flora, fauna e ao homem em particular.
BIO DISPONIBILIDADE Possibilidade de um poluente do solo entrar em contato com um organismo vivo A bio disponibilidade depende: o Concentração do poluente na solução o Reatividade do solo (adsorção / desorção) o Composição da solução o Seletividade da extração ou da absorpção pelos organismos vivos o Condição fisiologica dos organismos vivos
TOXICIDADE Quando a concentração de um “contaminante” ultrapassa os valores aceitáveis à saúde humana. Geotecnologia Ambiental – Profa Karla Heineck
69
Aguda: exposição de curta duração a fortes doses de contaminantes resultando em efeitos irreversíveis sobre um organismo humano. Crônica: exposição repetida de um organismo a doses mais baixas.
Para certas substâncias, é importante levar em consideração a acumulação nos tecidos biológicos.
MAGNIFICAÇÃO BIOLÓGICA O aumento da concentração de poluentes ao longo da cadeia alimentar dá-se o nome de amplificação ou magnificação biológica. Essa concentração crescente deve-se à assimilação, pelo organismo, desses compostos, quando da síntese dos tecidos e gorduras. Principais compostos: radionuclídeos e pesticidas (DDT); mercúrio. Exemplo: Concentração de DDT na cadeia alimentar verificada em Long Island, EUA (Odum, 1971) Elementos
Concentração de DDT (ppm) nos tecidos
Água
0,00005
Plâncton
0,04
Peixe de pequeno porte
0,94
Peixe predador
2,07
Gaivota
6,00
Ovo de gavião marinho
13,8
Pelicano (se alimenta de peixe)
26,4
CLASSIFICAÇÃO DE CONTAMINANTES Não existe uma classificação única para os contaminantes, mas podem seguir os seguintes critérios: 1. Classificação em função do meio receptor: pode-se distinguir entre poluentes emitidos no ar, depositados nas águas ou no solo. Nesta disciplina, estudaremos os poluentes do solo. 2. Classificação em função das propriedades físicas: poluentes na fase líquida (orgânicos e inorgânicos), sólida ou em vapor. Geotecnologia Ambiental – Profa Karla Heineck
70
3. Classificação em função das propriedades químicas: poluentes ácidos ou alcalinos, polares ou apolares, etc.
4. Classificação em função do risco associado: poluentes combustíveis, inflamáveis, reativos, inertes, tóxicos, corrosivos...
TIPOS DE CONTAMINANTES Microorganismos patogênicos: bactérias e vírus, que causam uma série de doenças tais como hepatite, encefalite, febre tifóide e problemas gastrintestinais. Compostos inorgânicos: cloretos, metais pesados (Pb, Hg, Cd, Cr VI), que dependendo das concentrações e especiação podem ser muito tóxicos. Compostos orgânicos: centenas de substâncias sintetizadas pela indústria petroquímica, que são utilizados em diversos processos industriais. Ex: pesticidas, medicamentos. o Alguns desses compostos, como os hidrocarbonetos clorados de baixo peso molecular (tricloro-etileno), os pesticidas (Endrin, Lindane e DDT), as bifenilas policloradas (PCB’s), as dioxinas e o benzeno são altamente tóxicos, até carcinogênicos.
poluentes minerais
poluentes orgânicos
• Nitratos • Fosfatos • Elementos traços (Cu, Pb, As, Zn, …) • Radionucléïdos • …...
• • • •
Pesticidas Hidrocarbonetos Solventes …..
Radionuclídeos: também chamados de isótopos radioativos, representam formas instáveis de determinados elementos químicos. Provenientes de fontes naturais (alguns minerais), de reatores de fissão nuclear, de testes nucleares e outras fontes de menor importância. Geotecnologia Ambiental – Profa Karla Heineck
71
o Os principais isótopos radioativos são: tritium (3H), césio (137C), radônio (222Rn), Criptônio (85Kr), urânio (235U e 238U), estrôncio (90Sr), iodo (131I) e plutônio (239Pu). o A radiação emitida por esses isótopos é capaz de destruir o DNA humano, induzindo a mutações. Material particulado: finas partículas de alguns minerais, tais como argilominerais e fibras de asbesto. Alguns tipos de asbesto são carcinogênicos, da mesma forma que alguns argilominerais podem absorver elementos radioativos (137Cs) e serem carreadores de radioatividade.
EFEITOS À SAÚDE HUMANA DE DETERMINADOS POLUENTES A tabela a seguir sintetiza o efeito à saúde de algumas substâncias nocivas e suas principais fontes (Corson, 1996): Produto químico
Fonte
DDT
Inseticidas
Câncer, danos ao fígado, embriões e ovos de aves.
BHC
Inseticidas
Câncer, danos a embriões.
Pesticidas
Produção de solventes, Dores de cabeça, náuseas, perda de coordenação muscular, leucemia, danos farmacêuticos e na medula óssea. detergentes
Benzina Petroquímicos
Outras substâncias tóxicas
Metais pesados
Efeito à saúde
Cloro Vinil
Produção de plásticos
Câncer do fígado e pulmão, atinge o sistema nervoso central, suspeita-se ser tóxico ao embrião.
Dioxinas
Herbicidas, incineração de lixo, ind. Eletrônica, fluidos hidráulicos, lâmpadas fluorescentes, etc
Câncer, defeitos congênitos, doenças de pele.
Chumbo
Tintas, gasolina, etc
Tóxico ao sistema neurológico, dores de cabeça, irritabilidade, perturbações mentais, donos ao fígado e aos rins.
Cádmio
Processamento de Câncer em animais, danos ao fígado e zinco, fertilizantes e aos rins, baterias.
PCBs
Danos à pele e ao sistema gastrintestinal; possivelmente carcinogênico.
Geotecnologia Ambiental – Profa Karla Heineck
72
SOLO Filtro o Capacidade de depuração e imobilização o processos físicos, químicos e biológicos o limitado devido ao efeito cumulativo Alterações da qualidade devido a o poluentes atmosféricos o defensivos agrícolas e fertilizantes o disposição de resíduos (industriais, urbanos, tóxicos, radioativos) Águas de infiltração: veículo o zonas não saturadas o zonas saturadas Águas subsuperficiais: alvo o Cresce a utilização de recursos hídricos de subsuperfície o água mais limpa, mais barata, mais saudável
LÍQUIDOS CONTAMINANTES o Não são resíduos, são produtos ou subprodutos o Não podem ser dispostos, devem ser tratados o Origem no solo: vazamentos, derramamentos o Problema Ambiental: Transporte de Contaminantes
TIPOS DE CONTAMINANTES LÍQUIDOS Solúveis em água Não Solúveis em água – NAPL (Non Aqueous Phase Liquids) •
LNAPL - Light NAPL - mais leves que a água
• DNAPL - Dense NAPL - mais densos que a água (mais pesados)
Geotecnologia Ambiental – Profa Karla Heineck
73
•
LNAPL - Light NAPL - mais leves que a água
• DNAPL - Dense NAPL - mais densos que a água (mais pesados) Dentre os NAPLs, os DNAPLs (Dense, Non-Aqueous Phase Liquids) são os mais difíceis de serem removidos do solo, uma vez que os mesmos são mais densos que a água e tem pouca solubilidade. Tendem a penetrar no solo por gravidade, criando o risco de contaminação de águas subsuperficiais.
Geotecnologia Ambiental – Profa Karla Heineck
74
DNAPLs incluem solventes clorados usados para limpeza e desegraxamento de maquinarias, óleos com base de cresol, pesticidas, PCBs, clorofórmio, tetracloreto de carbono, cloreto de etileno e outros.
POLUICÃO NO SOLO RURAL – OCORRÊNCIA E CONTROLE 1. FERTILIZANTES o Macronutrientes principais: Nitrogênio, Fósforo e Potássio; o Macronutrientes secundários: Cálcio, Magnésio e Enxofre; o Micronutrientes: Ferro, Manganês, Cobre, Zinco, Boro, Molibdênio e Cloro. Mesmo com a utilização das melhores técnicas de aplicação, existe um excedente que se incorpora ao solo, fixando-se à sua porção sólida ou solubilizando-se e movimentando-se com sua fração líquida. 2. DEFENSIVOS AGRÍCOLAS O atributo que foi o grande motor da expansão dos defensivos – seu efeito residual – transforma-se cada vez mais na pior de suas características. A permanência no ambiente amplia a possibilidade de sua disseminação pela atmosfera. a. INSETICIDAS: i. Organoclorados: DDT, Aldrin, Dieldrin, Heptacloro, etc. São extremamente persistentes. Ex.: DDT, que permanece em percentuais de mais de 40% após 15 anos de sua aplicação. Proibidos em vários países. ii. Organofosforados: Apresentam certa seletividade para toxidez em insetos. Degradam-se bem mais rapidamente que os organoclorados. iii. Carbamatos: específicos para insetos. b. FUNGICIDAS: i. Sais de cobre e organomercuriais c. HERBICIDAS: i. Derivados do Arsênico: uso decrescente e limitado ii. Derivados do ácido fenoxiacetico: foram utilizados no Vietnã em dosagens dezenas de vezes superiores às recomendadas, Geotecnologia Ambiental – Profa Karla Heineck
75
provocando efeitos catastróficos à fauna, flora e população (agente laranja) 3. SALINIZAÇÃO A salinização do solo pode ocorrer como conseqüência da irrigação. Quando o lençol freático é naturalmente pouco profundo, a franja capilar imposta pelo novo nível dágua pode atingir a superfície do terreno, acumulando sais. A evaporação que se sucede deixa aí os resíduos sólidos salinos (bicarbonatos, cloretos e sulfatos).
POLUICÃO NO SOLO URBANO – OCORRÊNCIA E CONTROLE É proveniente dos resíduos gerados pelas atividades econômicas como a indústria, comércio e serviços.
RESÍDUOS SÓLIDOS o PERIGOSOS o NÃO PERIGOSOS o O QUE É UM RESÍDUO PERIGOSO? Sal (NaCL) pode ser letal quando ingerido em excesso o LISTAGENS DE REFERÊNCIAS o Infamabilidade, corrosividade, reatividade, patogenicidade – Norma ABNT NBR 10.004
Geotecnologia Ambiental – Profa Karla Heineck
toxidade,
e
76
