aula contaminação

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  • HIDROGEOLOGIA

    QUALIDADE DE GUAS SUBTERRNEAS (CONTINUAO)

    - Contaminao de guas Subterrneas

    - Cap. 5.3 do livro Hidrogeologia-Conceitos e Aplicaes. Feitosa et al., 2008.

  • Conceito de contaminao e poluio

    gua subterrnea: soluo diluda com elementos e compostos slidos, lquidos ou gasosos (provenientes do ar, rochas, solos e atividades humanas).

    Poluio: alterao artificial da qualidade da gua suficiente para superar os limites ou padres preestabelecidos para determinados fins.

    Contaminao das guas Subterrneas

    limites ou padres preestabelecidos para determinados fins.

    Poluente: toda substncia que ameaa a sade, a segurana e o bem estar, traz prejuzo vida aqutica, altera caractersticas de guas para determinada finalidade.

    gua contaminada: possui organismos patognicos, substncias txicas e/ou radioativas, com teores prejudiciais sade humana.

  • Conceito de contaminao e poluio

    gua poluda: pode ser considerada poluda para determinado uso e para outro tipo de uso no.

    Exs:- Psicultura: temperatura x espcie de peixe;

    Contaminao das guas Subterrneas

    - Agricultura: teor excessivo de Na e ou salinidade elevada (pode afetar o desenvolvimento da cultura de interesse);

    - Ecologia: gua cuja qualidade comprometa a vida silvestre, reduzindo o desenvolvimento de uma determinada espcie animal (desequilbrio ecolgico);

    - Eng. sanitria: gua poluda se ameaa a sade pblica.

  • Quanto a distribuio espacial, a poluio/contaminao podem ser:

    Pontual: fonte est concentrada numa pequena superfcie (ex. poo tubular ou escavado, fossas secas) concentraes so elevadas e localizadas em plumas.

    Difusa: fonte de contaminao se estende, mesmo com baixa concentrao, sobre uma grande superfcie (ex. reas de irrigao com uso

    Contaminao das guas Subterrneas

    concentrao, sobre uma grande superfcie (ex. reas de irrigao com uso excessivo de produto qumico ou uso de gua contaminada na irrigao)

    Linear: fonte de contaminao um rio ou canal.

  • Principais Fontes de Contaminao das guas Subterrneas no pas

    As atividades antrpicas representam risco aos aquferos e qualidade das guas subterrneas.

    Ao humana pode interferir de duas maneiras:

    1 reduo da vazo dos mananciais superficiais Drenagem para rebaixamento do lenol (mineraes e obras de Drenagem para rebaixamento do lenol (mineraes e obras de engenharia),Super explotao de gua atravs de poos.

    2 Interferncia na qualidade de gua subterrneaVazamento de tubulaes de gua,Vazamento de rede de esgoto,Fossas negras,Lagoas de efluentes,reas irrigadas ou fertilizadas,Injees de efluentes no subsolo.

  • Interferncias Antrpicas na Interao guas Subterrnea e Superficial

    Rio e crregos contaminados;Lixes e vazadouros;Depsitos de resduos diversos (esterco animal, bagao de cana e soja e outros);Barragens de rejeito (mineraes)

  • Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Fontes de Contaminao

  • Fontes de Contaminao das guas SubterrneasAtividades que podem causar contaminao das guas subterrneas

  • Minerao

    - Impactos sobre o meio ambiente: contaminao de solo, gua, ar, desmatamento.

    - Na ocorrncia de contaminao, pode haver alteraes na qualidade das guas subterrneas de natureza fsica, qumica e biolgica.

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    - Contaminao das guas subterrneas muito pouco estudada (> res conhecimentos nas regio de explorao de carvo nos Estados de SC e RS).

  • Minerao

    Contaminao Fsica: normalmente associados a presena de slidos, minerais ou orgnicos, que podem estar em suspenso ou dissolvidos na gua.

    Quanto maior a estabilidade em suspenso maior o efeito poluente da partcula.

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Causas da contaminao fsica:- Assoreamento;- Eroso;- Alterao qumica;- Reduo e alterao da infiltrao de gua no solo;- Falta de controle de drenagens;- Vazamentos de lama.

  • Minerao

    Contaminao Qumica: contaminao com produtos qumicos (Cd, Fe, Mn, Ni, Cu, As, Cs, Hg, leos e graxas) ou reaes no meio (drenagem cida).

    - A infiltrao da gua de chuva sobre os estreis/rejeitos gerados nas atividades de lavra e beneficiamento alcana os corpos hdricos superficiais e subterrneos (pode haver carreamento de substncias txicas).

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    subterrneos (pode haver carreamento de substncias txicas).

    - Essas guas podem adquirir baixos valores de pH (< 3), altos valores de Fe, SO4 e outros elementos txicos.

    - Excesso de metais pesados.

    DRENAGEM CIDA

  • Minerao

    Drenagens cidas:

    - Exposio de minerais sulfatados (exs: pirita-FeS2; Arsenopirita - ArS2) ao ar atmosfrico e gua.

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Ocorrncia: pilhas de rejeito, estril, outros materiais movimentados, corte de estradas.

    Produtos da oxidao de sulfetos:

    - So altamente solveis;- So cidos (dissolve facilmente na gua), acidificando as guas de drenagens que tambm ficam com alta concentraes de SO4 e Fe.

    Sulfatos hidratados

  • Minerao

    Drenagens cidas:

    - Sob condies cidas (pH

  • Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    2 FeS2 + 7O2 + 2H2O 2 FeSO4 + 2 H2SO4

  • Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

  • Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

  • Minerao

    Controle de Drenagens cidas e reas Mineradas:

    - Reduo ou eliminao da exposio de reas de risco atravs da instalao de coberturas de material selante ou de cobertura aqutica:

    - Selante: - Materiais de Argilas;

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    - Selante: - Materiais de Argilas;- Topsoil (camada superficial orgnica do solo);- Material sinttico (geomembranas) associadas coberturas de

    argila, silte e de materiais mais grosseiros.

    - Consideraes importantes:- Controle da eroso (evitar rachadura e exposio do material sulfetado

    e migrao de O2 e sais diversos para camadas mais profundas); - Escolha de vegetao adequada para a estabilizao dos materiais de

    cobertura e no comprometimento da selagem (evitar spp. de razes profundas).

  • Minerao

    Contaminao Biolgica: ocorre com a presena de micro-organismos. Podem ser contaminadas pelos efluentes de fossas sanitrias, lodo de esgoto, lixo ambulatorial, etc.

    Consequncias:

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Danos sade humana e fauna.

  • Construo dos poos

    Construo adequada: fundamental para garantir a qualidade da gua captada e maximizar a eficincia da operao do poo e a explotao do aqufero (regulamentada pela normas da ABNT).

    Crescimento do uso de guas subterrneas (Brasil):

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    - Proliferao de poos construdos sem critrios tcnicos adequados;- Perfurao e locaes inadequadas pode criar conexo entre guas

    mais rasas (+ suscetveis contaminao) com guas mais profundas.

  • Construo dos poos

    Construo de poos tubulares x risco de contaminao das guas subterrneas:

    - No isolamento das camadas indesejveis durante a perfurao (Ex. parte de rochas alteradas mais superficiais, que so mais vulnerveis contaminao);

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    contaminao);

    - Ausncia de laje de proteo sanitria e altura inadequada da boca do poo;

    - Proximidade com pontos potencialmente contaminantes da gua como fossas, postos de gasolina, lixes;

    - No desinfeco do poo aps a construo.

  • Esgotos

    Brasil, 2010 - Do esgoto gerado, apenas 37,9% recebe algum tipo de tratamento (SNIS, 2012).

    - Impacto sobre rios qualidade das guas subterrneas;

    - Infiltrao por fossas negras e vazamento de redes de esgoto: riscos s AS;

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    - Deteco do Impacto nas AS: elevadas concentraes de NO3 e surgimento de bactrias patognicas e vrus;

    - Anlise da qualidade microbiolgica: atravs de coliformes totais, fecais e estreptococos (coliformes fecais: indcios de contaminao; Escherichia coli: considerada o melhor indicador de contaminao fecal, pois algumas bactrias do grupo coliformes fecais podem estar presentes e serem patognicas).

    OBS.: Poos tubulares profundos: menos susceptveis contaminao por fossas e vazamentos de redes de esgoto.

  • Resduos slidos

    - Problema resultante do crescimento populacional e do desenvolvimento tecnolgico e industrial.

    - Brasil: - Produo diria de lixo urbano de ~ 228 mil ton. (IBGE, 2000);

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    - Dados de disposio de resduo slido nos municpios: lixes (63,6%), aterros sanitrios (13,8%), aterros controlados (18,4%) e no informaram o destino (4,2%) - (IBGE, 2002).

    - Aspecto mais importante: chorume (lquido formado por compostos orgnicos e inorgnicos, com altas concentraes de metais pesados).

    - Impactos do chorume sobre os aquferos: elevadas concentraes de metais e contaminao biolgica nas guas.

  • Situao da disposio final dos resduos slidos urbanos-MG/2001 (Fonte: Fundao Joo Pinheiro)

    Aterro Sanitrio (8)Lixo (823)UTC (22)

  • Situao da disposio final dos resduos slidos urbanos-MG/2006 (Fonte: Fundao Joo Pinheiro)

    Aterro Sanitrio (31)Lixo (519)UTC (59)Aterro Controlado (207)UTC NR (33)

  • Situao da disposio final dos resduos slidos urbanos-MG/2008 (Fonte: Fundao Joo Pinheiro)

    UTC NR (9)

    Aterro Sanitrio (43)Lixo (462)UTC (90)Aterro Controlado (241)

    Aterro Sanitrio e UTC licenciada (5)

  • Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Fontes de Contaminao

    Aterros no controlados

  • Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Formas inadequadas de disposio final

  • Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Lixes em Campos dos Goytacazes, RJ

  • Agropecuria (Brasil)

    A atividade agropecuria aparece como um importante vilo, peladegradao intensa das guas, sejam superficiais ou subterrneas.

    Ciclo de contaminao da agropecuria

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

  • Agricultura (Brasil)

    - Desenvolvimento das ltimas dcadas: relacionado ao aumento da rea cultivada e da produtividade (esta associado diretamente o uso de fertilizantes e agrotxicos).

    - Em 2002, para 53,5 milhes de ha plantados, o Brasil utilizou 7,6 milhes de toneladas de fertilizantes (IBGE, 2004).

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    de toneladas de fertilizantes (IBGE, 2004).

    - Principais nutrientes exigidos pelas culturas: N, K e P ( N > impacto sobre a gua subterrnea - NO3 - alta mobilidade no solo/gua subterrnea).

    Agrotxicos: Brasil est entre os > res consumidores do mundo.- Os + utilizados: herbicidas (58% do total), associados ao modelo de

    plantio direto (sem revolver a terra); inseticidas (13%) e fungicidas (11% );

  • Agricultura (Brasil)

    Dados da Revista Cincia Hoje, n 296, v.50, 2012.

    Agrotxicos:- Brasil o > consumidor do mundo, nos ltimos 5 anos;

    - Das 50 substncias + usadas, 24 j foram banidas nos EUA, Canad,

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Europa;

    - ltima dcada: consumo agrotxico no mundo cresceu 93% e no Brasil 190% (consome 1/5 da produo mundial de agrotxico);

    - Safra de 2011: Brasil consumiu 936 mil ton. de insumos qumicos (80% destinado soja, milho, algodo e cana-de-acar);

    - Cada US$1 gasto na compra de agrotxico pode custar aos cofres pblicos US$1,28 em futuros gastos com a sade de camponeses intoxicados.

  • Agropecuria

    So escassos trabalhos que avaliam a presena de fertilizantes e agrotxicos em reas de agricultura, especialmente nas reas de recarga, onde os aquferos tendem a serem + vulnerveis (dimenso do problema ainda no conhecido).

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

  • Indstria

    Risco ao meio ambiente e sade humana em funo:

    - Manuseio de produtos txicos sem a adoo de normas adequadas e;- Ocorrncia de acidentes ou vazamentos nos processos produtivos, de

    transporte ou de armazenamento de matrias primas e produtos da indstria.

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    rea contaminada causa: restries ao uso do solo e desvalorizao das propriedades (CETESB, 2004).

    Contaminantes industriais atingem os solos e rios, e posteriormente, dependendo da vulnerabilidade do aqufero (tipo de solo, profundidade do nvel de gua, entre outros) podem atingir as guas subterrneas.

    Brasil: tem ~ 15.000 reas com solo e/ou gua contaminados e ~ 1,3 milhes de habitantes esto expostos diretamente nestas regies (M. da Sade).

  • Indstria

    Atividades petroqumicas, extrao mineral, siderrgicas, fbricas e galpes de agrotxicos so os principais causadores de contaminao.

    Estado de SP a segunda atividade que mais contamina (18% das reas contaminadas).

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Principais grupos de contaminantes encontrados nestas reas: combustveis lquidos, solventes aromticos, hidrocarbonetos policclicos aromticos, metais e solventes halogenados (CETESB, 2004).

    H vrios casos de reas contaminadas por indstrias, como do pesticidahexaclorociclohexano (p de broca) em Duque de Caxias (RJ) e dos agrotxicos da fbrica da Shell em Paulnia (SP).

  • Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

  • Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Fontes de Contaminao

  • Fontes de Contaminao das guas Subterrneasreas abandonadas

  • Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Ptios de disposio no-controlada de resduos industriais

    Fontes de Contaminao

  • Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Fontes de Contaminao

  • Postos de combustveis

    - Os hidrocarbonetos que compem o petrleo so amplamente utilizados na indstria e no transporte.

    - Produo, manuseio e transporte de combustveis envolvem o uso de tanques de armazenamento (suscetveis a vazamentos e acidentes - risco ambiental e humano).

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    ambiental e humano).

    - Riscos sade: problemas no sistema nervoso central e carcinognicos (benzeno).

    - Principal forma de contaminao: vazamento de tanques de armazenamento de combustveis (principal fonte de contaminao da AS nos EUA).

    Resoluo Conama 273/2000: instalao e operao de postos revendedores de combustvel dependente de licenciamento ambiental.

  • Postos de combustveis

    - No h informaes, em nvel nacional, sobre o impacto do vazamento desse tanques sobre as guas subterrneas.

    Brasil (2001): n de postos revendedores registrados era de 32.697 (ANP, 2002).

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    2002).

    CETESB, 2004: identificao de 1.336 reas contaminadas no Estado de SP, das quais 931 registros (69% do total) eram postos de combustveis.

  • Gasolina destaca-se (71% dos casos), seguido pelo leo diesel (20%), conforme Figura abaixo:

    Produtos envolvidos em vazamentosFontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Figura 3

  • Fontes de Contaminao das guas SubterrneasFontes de Contaminao

    Vazamento de tanques de armazenamento subterrneo

  • Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Exemplo de corroso em tanque de armazenamento subterrneo

  • Fontes de Contaminao das guas SubterrneasFontes de Contaminao

  • Cemitrios

    Contaminao de guas subterrneas por cemitrios est relacionada :

    - Alterao da qualidade qumica das guas e presena de microrganismos existentes nos corpos em decomposio.

    Estudos em SP e Santos constataram: contaminao do aqufero fretico por

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

    Estudos em SP e Santos constataram: contaminao do aqufero fretico por microrganismos oriundos da decomposio dos corpos, provocando acrscimo na quantidade de sais (bicarbonato, Cl, Na e Ca), de metais (Fe, Al, Pb e Zn) e decrscimo do O2 dissolvido nas guas subterrneas.

    Resoluo CONAMA 335/2003: dispe sobre o licenciamento ambiental de cemitrios (reconhecimento dos cemitrios como fonte potencial de contaminao).

  • Necrochorume 10% subst. Txicas como Cadaverina e Putrescina, produzem como

    resduo final o on amnio.

    CemitriosFontes de Contaminao das guas Subterrneas

  • Cemitrios

    Fontes de Contaminao das guas Subterrneas

  • Comportamento Hidroqumico de alguns contaminantes

    So vrios os processos hidroqumicos que afetam as substncias contaminantes:

    Nitrognio (NO3): o contaminante mais comum encontrado na gua

    Contaminao das guas Subterrneas

    Nitrognio (NO3): o contaminante mais comum encontrado na gua subterrnea.

    - Sua presena em concentraes excessivas vem aumentando;

    - Relacionado atividades agrcolas e lanamento de esgoto;

    - Alta mobilidade na gua subterrnea.

  • Comportamento Hidroqumico de contaminantes

    Traos de metais

    - Sua presena em guas subterrneas mais problemtico para padres de potabilidade;

    Contaminao das guas Subterrneas

    - Prata, cdmo, cromo, cobre, ferro, mercrio, mangans (exceto Fe), todos ocorrem em gua subterrnea natural e sem contaminao, em concentraes muito baixas (< 0,01mg/L).

  • Comportamento Hidroqumico de contaminantes

    Substncias orgnicas

    - Substncias orgnicas de origem natural (cidos hmicos e flvicos) no apresentam problemas de qualidade da gua;

    - Substncias orgnicas produzidas pelo homem (maioria no biodegradveis);

    Contaminao das guas Subterrneas

    - Substncias orgnicas produzidas pelo homem (maioria no biodegradveis);

    - Muitos compostos orgnicos provm do uso de pesticidas, do lanamento de esgoto na superfcie do solo, de aterros sanitrios, de derrames acidentais, etc;

    - Meio poroso apresenta mecanismo que tende a evitar ou retardar a percolao de muitas substncias orgnicas da superfcie solo para o interior (precipitao qumica, volatilizao, degradao biolgica, adsoro, por ex.).

  • Transporte de Contaminantes nas guas Subterrneas depende:

    Transformao dos Contaminantes no Meio

    Reaes redox Hidrlise

    Transporte de Contaminantes no Solo e nas guas Subterrneas

    Hidrlise Troca inica Complexao Decaimento/crescimento biolgico

  • Monitoramento Ambiental

    Definio: representa o conjunto de atividades relativo :

    - Coleta e anlise de dados (qumicos, fsicos e/ou biolgicos),- Em um ou mais pontos distribudos geograficamente,- Ao longo de um perodo de tempo suficientemente longo, e com

    Contaminao das guas Subterrneas

    - Ao longo de um perodo de tempo suficientemente longo, e com frequncia de amostragem tambm suficiente,- Para determinar o status e a tendncia de variao, temporal ou espacial, de um ou mais parmetros ou caractersticas ambientais.

    Fonte: [US-EPA, 2004]

  • Desenvolvimento de Cenrios de Contaminao

    - Compostos Miscveis em gua Inorgnicos- Compostos Imiscveis em gua Orgnicos Mais Leves do que a gua (LNAPL) Orgnicos Mais Pesados do que a gua (DNAPL)

    Contaminao das guas Subterrneas

    Orgnicos Mais Pesados do que a gua (DNAPL) Quando o composto mais leve que a gua, ou LNAPL (light non-aqueous phase

    liquid), como um hidrocarboneto de petrleo, o composto ir se espalhar lateralmente quando em contato com a zona saturada, formando lentes que flutuam

    sobre o lenol fretico.

    O DNAPL (dense non-aqueous phase liquid) contaminante orgnico de reduzida solubilidade e mais denso que a gua ir ento se deslocar lateralmente,

    dando origem a uma fonte secundria ou aumento de contaminantes em sua fase residual.

  • Cenrio de contaminao 1(Poluentes miscveis em gua)

  • Cenrio de Contaminao 2

    Cenrio de contaminao do solo com hidrocarbonetos (LNAPL)

  • Poluentes

    Imiscveis

    Cenrio de contaminao 3

    e

    Mais pesadosdo que a gua