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Biotecnologia Ambiental – Remediação de solos e águas subterrâneas contaminadas. – Modulo 1

Prof. Denize D.Carvalho

1

Introdução

O solo foi considerado por muito tempo um receptor ilimitado de resíduos domésticos e industriais,

dentre outros.

Levava-se em consideração o poder tampão e potencial de autodepuração do solos saneamento dos

impactos criados.

Porém essa capacidade, como ficou comprovado posteriormente, foi superestimada e, somente a partir

da década de 80, direcionada maior atenção a sua proteção.

Problemas gerados pela presença das áreas contaminadas

Vários são os problemas gerados pelas áreas contaminadas. Podemos apontar quatro problemas

principais:

existência de riscos à segurança das pessoas e das propriedades,

riscos à saúde pública e dos ecossistemas,

restrições ao desenvolvimento urbano e

redução do valor imobiliário das propriedades.

Identificação das áreas contaminadas (inventários);

Para identificar áreas potencialmente contaminadas (APCs) é necessário definir inicialmente quais

entre as atividades industriais e comerciais desenvolvidas na região de interesse, podem ser

consideradas APCs.

A escolha das atividades industriais e comerciais, que podem ser definidas como APCs, é feita quando

as seguintes particularidades são observadas:

existência de processos produtivos que possam causar contaminação dos solos e águas

subterrâneas;

presença de substâncias que possuem potencial para causar danos aos bens a proteger via solos e

águas subterrâneas;

a atividade industrial e comercial apresenta histórico indicando manuseio, armazenamento e

disposição inadequada de matéria-prima, produtos e resíduos;

a atividade industrial e comercial apresenta histórico indicando a ocorrência de vazamentos e

acidentes;

a atividade industrial e comercial apresenta histórico na geração de área(s) suspeita (s) de

contaminação (ASs) e área (s) contaminada (s) (ACs).



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Figura 1 – Diagnostico ambiental

Definições

Solo Material inconsolidado

Ciclo geológico: Solo Rocha

Solo Rocha

(Consolidação; Cimentação)

Rocha Solo (Intemperismo)

Leis, normas e

procedimentos internos

Investigações de campo

Interpretação dos dados

Análise de risco

Definição do quadro ambiental

Definição dos objetivos

Estabelecimento do modelo conceitual

Compilação dos dados existentes

Determinação das informações complementares necessárias à investigação

Identificação do local

Estabelecimento dos níveis de risco aceitáveis

(Compatíveis com a utilização do local)

Contenção Remediação Eliminação das fontes

MONITORAMENTO CONTÍNUO

Ações

Corretivas

S

N

N

S

Foram

atingidos os níveis

predefinidos ?

Existe risco

associado ?



3

Água Intersticial - Água presente nos poros dos solos.

Água subterrânea - Água contínua, na Zona de saturação (preenche todos os vazios) dos solos , ou

em rochas fraturadas.

Aquifero Meio poroso capaz de armanezar e transmitir a água subterrânea.

Aquitardo Estrato impermeável , capaz de isolar duas regiões de água subterrânea.

Franja Capilar Zona de ascensão de água por capilaridade (pressão negativa)

Zona Vadoza acima do nível dàgua.

Zona Freática abaixo do nível dàgua.

Nível Dàgua / Superfície Freática - Superfície de água contínua que se caracteriza pela pressão na

água igual á pressão atmosférica (água livre).

Lençol Freático / Aqüífero livre - Aqüífero não-confinado; superfície em contato com a atmosfera.

.

Aquifero Confinado - Aqüífero isolado da atmosfera pela presença de um estrato impermeável

sobrejacente (“Aquitardo”).

Aqüífero Artesiano - Aqüífero confinado, sob pressão positiva acima da Pressão de coluna d’água da

zona freática.

Investigação geoambiental

Conceito: Coleta de dados para determinar a extensão e o grau de contaminação de uma área.

Processos: Levantamento de dados existentes; Visitas de reconhecimento; Investigações de campo,

métodos diretos e indiretos; amostragens (solo, água, gás); Análises e ensaios de

laboratório.

Interpretação e análise dos dados: Cruzamento das informações; Comparação com valores

orientadores; Modelos de previsão do avanço; Análise de Risco Ambiental.

Planejamento da Investigação

A investigação deve ser realizada em etapas: Fase Preliminar; Fase Exploratório; Fase de

Detalhamento

Critério de planejamento: Modelo conceitual de risco



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Figura 2 – mecanismos de exposição

Amostragem de solos

Tipos de Amostras

Não Representativas

Modificação da estrutura e de constituintes originais; servem para identificação do tipo de solo.

Representativas

(deformadas ou amolgadas, reconstituídas)

Alteração da estrutura original; Podem ou não conservar umidade natural; Servem para

caracterização, ensaios de Compactação e determinação da umidade natural.

Indeformadas

(semi-deformadas ou não-perturbadas)

Conservam ao máximo a estrutura original e as características de peso específico aparente e

umidade natural; Servem para determinação de parâmetros e propriedades físicas.



5

Tipos e exemplos de amostradores

Amostradores de exploração

Poços e Trincheiras a Pá e Picareta (Z < 3m )

Amostras representativas acima do nível d’água

Extração de blocos de 30 x 30 cm – indeformadas

Trado (Z 5 –6 m)

Amostras representativas acima do nível d’água

Amostradores de cravação

São cravadores por percussão dinâmica ou estática.

Amostrador de percussão (ensaio SPT)

Amostras representativas (45cm de comprimento) ; Cravação dinâmica.

Amostrador tipo Shelby ou de paredes finas

Amostras indeformadas (ø = 3” a 6” ; h = 50 a 60 cm); Cravação estática com equipamento de

sondagem.

Amostradores de pistão estacionário

Amostras indeformadas (ø = 4” ; h = cm) ; Cravação estática com equipamento de sondagem.

Amostrador de cravação direta (direct push sampler)

Amostras representativas em liners de material plástico inerte; Permite amostragem de solo, água e

gás; Minimiza a exposição da amostra ao ar.

Amostragem de águas subterrânea - dados hidrogeológicos

Medidores de nível D’água

Furos para monitoramento da profundidade da Superfície freática

Piezômetros

Furos para monitoramento da carga piezométrica em profundidades pré-determinadas

Tensiômetros

Instrumentos para monitoramento da pressão na água na zona não-saturada, em profundidades pré-

determinadas.

Poços de Monitoramento

Furos para amostragem da água subterrânea em profundidades pré-determinadas;

Também funciona como medidor de nível d’água.

Extratores de água de subsuperfície

Instrumentos para amostragem periódica de água intersticial na zona não-saturada.



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Cuidados Especiais na amostragem

É necessário adotar equipamentos de proteção para os operadores

Evitar contaminação cruzada durante a Amostragem

Espaçamento entre amostras em cada furo deve ser mínimo para permitir a obtenção do perfil

(amostragem contínua ou quase-contínua)

Otmização da posição dos perfís de amostragem em relação á pluma de Contaminação

Quantidade de amostras suficiente para a representatividade dos resultados

Minimizar o contato das amostras com o ar e com a luz , para evitar reações químicas após a

Amostragem e perda dos voláteis

Quantidade de cada amostra coletada deve ser suficiente para as análises químicas necessárias

Prever condições de preservação e armazenamento das amostras adequadas às espécies que serão

analisadas

Planejar o tempo entre a coleta e a análise das amostras de acordo com tipo de contaminante

Problemas na Investigação

FALHAS CONSEQUENCIAS

Falta de informação sobre o resíduo disposto -

levando á falha na Identificação dos potenciais

Contaminantes.

Risco á saúde e segurança da equipe de

investigação (no caso de omissão ).Emprego de

cuidados excessivos (no caso de exagero).

Presença de lentes ou estratos Arenosos não

verificados ou reconhecidos

Falha na avaliação dos riscos à População

vizinha e falha no Monitoramento da pluma.

Não considerar que o fluxo de subterrânea possa

ser modificado pela existência próxima de poços

de extração, fundações profundas ou diques.

Locação inadequada de poços de

Monitoramento.

Não identificar a presença de espécies protegidas

por Lei.

Danos durante a investigação e subseqüente

processo judicial.

Furos de sondagens penetrando em camadas de

baixa permeabilidade e promovendo a

contaminação do Aquífero.

Ações judiciais generalizadas. Cliente Contra

contratado ou órgãos Ambientais contra

proprietário.

Amostras deixadas ao sol ou em recipientes

inadequados

Perda de componentes e / ou reação com a

embalagem.

Laboratório emprega método de análise cujo

nível de detecção é insuficientemente baixo em

relação ao valor limite da norma.

Comparações não podem ser feitas. Tempo e

dinheiro foram despendidos numa investigação

perdida.



7

Quantidade da amostra e insuficiente ou

quantidade de dados é insuficiente.

Comparação com valores limites da Norma não

são válidas. Perda de tempo e de recursos.

Atraso na Investigação.

Amostras não foram analisadas no

Tempo requerido ou não foram adequadamente

preservadas.

Os resultados para alguns parâmetros

São duvidosos ou inválidos. O trabalho deverá

ser feito . perda de tempo e de recursos.

O laboratório emprega método de Preparação da

amostra inadequado. Compostos voláteis ou

degradáveis são perdidos.

Se a falha não for identificada o risco

Potencial será gravemente subestimado.

A palavra solo é originária do latim “solum”, que significa piso, terra. De acordo com a literatura, o

solo é definido como a camada superficial não consolidada da Terra, se distinguindo da rocha inalterada

(Seabra, 1997).

Formação e composição do solo.

O solo é um produto do intemperismo físico-químico da rocha de origem e do modo de transporte e

deposição dos sentimentos assim formados.

É conveniente classificar os solos em três grandes grupos:

SOLOS RESIDUAIS - formados no local, não-transportados;

forma-se um perfil de alteração com a profundidade, e o

solo guarda uma relação direta com o material de origem e

com as condições ambientais do local onde é formado

(por ex: clima, topografia, condições de drenagem).

SOLOS COLUVIONARES- formados no local e transportados por gravidade ao

longo do talude (escorregamento);

característicamente composto de blocos de rocha de

diversos tamanhos imersos em uma matriz de material

inconsolidado.

SOLOS SEDIMENTARES - trata-se de sedimentos transportados e depositados em outro local que não

o de origem; a influência do agente transportador e do ambiente de deposição é

largamente dominante em relação as características do material de origem.

Representação esquemática da formação dos solos na natureza :



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ROCHA intemperismo SOLO RESIDUAL gravidade SOLO COLUVIONAR

Transporte

deposição

SOLO SEDIMENTAR

Figura 3. Representação esquemática da formação dos solos na natureza

Na escala de tempo geológica o processo é dinâmico, ou seja, a formação dos solos é parte de um

processo contínuo de transformação SOLO ROCHA.

Na escala de tempo humana (de engenharia), o solo pode ser considerado um produto final, ou seja, do

ponto de vista da Engenharia, o solo natural encontra-se em equilíbrio físico-químico com o ambiente

em que foi formado.

Composição do solo :

Solo = Sólidos + Sólidos + Água + Ar + Substâncias de ligação ou de + Microrganismos

Minerais orgânicos cimentaçao fraca

minerais primários martéria fluido intersticial

+ argilo minerais orgânica

O solo atualmente pode ser definido como um sistema multicomponente constituído por três fases:

sólida, líquida e gasosa.

A fase sólida é constituída de partículas minerais e de substâncias orgânicas. Esses compostos

orgânicos e os minerais sólidos constituem o que se chama matriz do solo e apresentam-se de várias

formas e tamanhos com diferentes composições químicas.

Serão apresentadas algumas dessas características de maior importância, que devem ser consideradas

nos processos de remediação.



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Fase Sólida

Fração Mineral - originada da desintegração das rochas, corresponde a menos de 50% do volume do

solo: e contribui, juntamente com a matéria orgânica para a formação de agregados e para a

estruturação do solo. Essa fração exerce grande importância na disponibilidade de nutrientes, na

aeração, na retenção e movimento da água.

A fração mineral do solo é constituída quimicamente por aluminosilicatos, óxidos, carbonatos, sulfatos

e minerais argilícos. Apresenta propriedades químicas e atividades variáveis de acordo com o tamanho

das partículas.

Dentre esses materiais que constitui a fração mineral, as argilas apresentam maior reatividade, e uma

complexa constituição química. A areia e as outras partículas minerais são formadas por quartzo,

feldspatos, micas e outros silicatos. Sua atividade química é quase nula e se decompõe lentamente

liberando seus elementos constituintes.

A argila é constituída por silicatos e óxidos de Al e Fe que caracterizam-se por apresentar propriedades

coloidais, com predomínio de cargas eletrostáticas negativas. São formadas por minerais secundários

(decomposição) do grupo da montmorilonitas, ilitas, caolinitas, etc

Fração Orgânica - Matéria Orgânica

Materiais orgânicos de origem animal ou vegetal, decompostos principalmente por atividade

microbiana, constituem a matéria orgânica presente no solo. A população microbiana produz enzimas

tais como desaminases, fosfatases e sulfatases, as quais atuam na liberação de nitrogênio, fósforo,

enxofre e outros nutrientes que estejam presentes como constituintes das moléculas orgânicas presentes

no solo.

A microfauna também tem grande importância, uma vez que atua tanto na quebra da matéria orgânica

como também auxilia para aumentar o ataque microbiano. A atividade xenobiótica incorpora ao solo

novos produtos químicos como fertilizantes e um grande número de pesticidas, além de inúmeros

dejetos industriais.

Diferentes tipos de matéria orgânica presentes no solo estão associados a diferentes composições da

microfauna e da microflora. A matéria orgânica que não é completamente degradada contribui para a

formação de húmus.

Húmus

Como já vimos anteriormente, essa fração do solo é formada por materiais escuros e complexos,

subdivididos em três classes: humina, ácidos fúlvicos e ácidos húmicos.



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Pertencem à primeira classe resíduos vegetais e provavelmente ácidos húmicos associados com

colóides argilosos, são insolúveis em solução alcalina.

A segunda classe de compostos é composta por substâncias heterogêneas, que contém proteínas,

carboidratos, além de frações similares aos ácidos húmicos e são solúveis em soluções diluídas de ácido

e base.

E a terceira classe é formada por compostos recalcitrantes originados, provavelmente, da polimerização

de compostos derivados da lignina, proteínas e metabólitos de origem animal e vegetal. Os ácidos

húmicos são solúveis em soluções alcalinas, mas insolúveis em ácidos.

Fase Líquida

A fase líquida, isoladamente, caracteriza a umidade do solo e é representada pela água ou solução do

solo, contendo íons como H2PO4-, SO4

2-, NO3

-, Na

+, K

+, Cl

-, Ca

2+, H

+, NH4

+ etc.

A disponibilidade da água é o fator físico-químico que mais afeta os microrganismos do solo, os quais

requerem uma alta atividade de água (aw) para seu desenvolvimento. Atividade de água pode ser

definida como a razão entre a pressão de vapor do ar em equilíbrio com a substância ou solução e a

pressão de vapor da água pura. A manutenção do nível de umidade no solo durante o processo de

biorremediação é de grande importância.

A literatura demostra que a atividade microbiana decai rapidamente com a diminuição da umidade no

solo e, além disso, uma vez reduzida a limites próximos de 2%, mesmo que se torne a adicionar água ao

meio, a atividade microbiana original não é recuperada, ocorrendo um decréscimo de até quatro vezes

na taxa de biodegradação do contaminante, que no caso desse artigo tratava-se de hidrocarbonetos

aromáticos. Essa perda de eficiência no processo pode ser causada pela redução da população

microbiana devido à baixa umidade.

Baseado em sua distribuição reconhecem-se quatro tipos de água no solo:

a)Gravitacional: É a água que percola o solo por efeito da gravidade, está disponível para todos os

organismos e é importante no transporte de materiais.

b)Capilar: É a água que fica retida nos espaços porosos e cumpre um papel similar à água gravitacional.

É movimentada pela ação da tensão superficial

c)Osmótica: É a água que fica retida nas partículas de argila e húmus. Está muito pouco disponível para

os microrganismos e raízes.

d)Higroscópica: É a água que está muito fortemente retida nas partículas, formando uma película ao seu

redor (força de adesão). É a que está menos disponível.

Diferentes grupos de microrganismos têm diferentes tolerâncias a aw (por ex; fungos conseguem

metabolizar mesmo com uma aw mais baixa, o que já não acontece com as bactérias).



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As argilas e o complexo argila-húmus retêm íons de carga contrária, geralmente cátions que ficam em

equilíbrio na solução do solo, onde pode ocorrer o intercâmbio de cargas. Quando a concentração de

um cátion aumenta na solução (com a adição de um fertilizante, por exemplo) o cátion agregado libera

uma parte dos outros cátions retidos no colóide, que passam para a solução. A quantidade de cátions,

que um solo pode repor, constitui a sua capacidade de intercâmbio catiônico, que se expressa em

miliequivalentes/100g de solo. A capacidade de intercâmbio varia com o tipo e a quantidade de argila,

matéria orgânica e de óxidos metálicos presentes. Em geral, solos com elevado material orgânico e

argila possuem reduzida toxicidade para microrganismos quanto a metais pesados, uma vez que

apresentam maior capacidade de troca iônica que os solos arenosos.

Fase Gasosa

A fase gasosa caracteriza a porosidade de aeração do solo ou porosidade livre de água, a qual contém

gases como CO2, O2, NH3 e vapor de água.

Como o ar e a água dividem os mesmos espaços entre os micro hábitats, a composição gasosa do solo

pode ser facilmente manipulada pela alteração no conteúdo de água.

A adição de grandes quantidades de substâncias biodegradáveis também pode reduzir o conteúdo de O2

e aumentar o de CO2 no solo.

Entretanto, em condições normais, o conteúdo de CO2 é maior que o de O2 no solo, como resultado do

metabolismo microbiano e da lenta velocidade de difusão de ambos os gases.

Mesmo em solos bem aerados, existem sítios anaeróbios. Além de O2 e CO2, outros gases como CH4,

NOx e voláteis (por exemplo; ácidos orgânicos de cadeias curtas, aldeídos, álcoois, ésteres,

hidrocarbonetos, etc) estão presentes no ambiente gasoso do solo, podendo servir como substratos ou

como inibidores para a população microbiana.

Mecanismos de transporte dos contaminantes nos solos

Após estabelecer se um contaminante foi ou está sendo liberado de uma fonte qualquer, a próxima etapa

é determinar a taxa e direção de movimento da pluma.

Uma vez que a água é geralmente responsável pelo transporte dos contaminantes nos sistemas solo-

água subterrânea, se a taxa e direção de movimento da água são conhecidas, elas fornecerão estimativas

da taxa e direção de movimento dos contaminantes.

A camada mais próxima da superfície do solo é chamada zona insaturada (ou vadosa), uma vez que não

está completamente saturada com água.



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Através da água o contaminante dissolvido é transportado, para dentro e para fora da zona insaturada,

geralmente em duas direções - para cima e para baixo. O movimento líquido da água é a soma dos

seguintes fluxos água-solo individuais: evaporação (fluxo para cima na interface solo-atmosfera),

transpiração (fluxo para cima devido à liberação de vapor d’água pela vegetação); infiltração (fluxo

para baixo da superfície do solo) e percolação (fluxo para baixo a partir da zona de raízes das plantas).

A água do solo percola devido à forças gravitacionais, através dos poros maiores (vazios) no solo e é

retida por forças capilares nos poros menores do solo. A zona saturada é encontrada a uma

profundidade onde todos os vazios no solo e rochas estão preenchidos com água, e a pressão

hidrostática é igual ou maior que a pressão atmosférica. A superfície superior da zona saturada é

conhecida como mesa (tábua) de água.

Zonas do solo e reservatórios de água

A água ao se infiltrar no solo está sujeita, principalmente, às forças devido à atração molecular ou

adesão, à tensão superficial ou efeitos de capilaridade e à atração gravitacional.

De acordo com as ações dessas forças e com a natureza do terreno o solo pode ser dividido em duas

regiões, zona de aeração e zona saturada, separadas pelo que se chama superfície livre. A Figura 4

mostra essas regiões.

Figura 4: Camadas do solo

Zona de aeração

Zona insaturada de

Vadose

Superfície

livre

Zona saturada

Camada impermeável

Franja capilar

Zona intermediária

Região do solo úmido

Superfície do solo

Aquífero

~ 3 m



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A zona de aeração é aquela em que os vazios são preenchidos em sua maior parte por ar e é subdividida

em região de solo úmido, zona intermediária e franja capilar. Na zona de aeração a água está a pressões

menores que a atmosférica. Na região de solo úmido estão as raízes de plantas, a biota superficial e as

tocas das minhocas. A máxima profundidade da qual a água pode retornar à superfície por capilaridade

ou pelas raízes das plantas define o limite da região de solo úmido. Em geral, esta região pode chegar

até três metros abaixo da superfície. Sob ela está a zona intermediária cuja extensão é variável em

função da espessura da franja capilar.

A superfície livre é a divisão física entre a zona saturada e a zona de aeração. Logo acima dela, a franja

capilar é formada em função da atração molecular entre as fases líquida e sólida e da tensão superficial

na interface ar-água. Como resultado, a água sobre por poros de diâmetros muito pequenos (franja

capilar) opondo-se à força de gravidade. Isto que dizer que a espessura da franja capilar é definida pela

elevação capilar que é função da textura e granulometria do terreno.

Diferente da zona de aeração, a água da zona saturada encontra-se sob pressão, igual ou maior que a

atmosférica. Nessa região, todos os vazios estão preenchidos por água. Seu leito, além de água, é

constituído pela combinação de rochas de diferentes formações geológicas. A formação das zonas

saturadas pode ser explicada dessa forma.

A percolação da água varia de intensidade em função do tipo de terreno encontrado em seu caminho.

Algumas formações apresentam vazios relativamente importantes e contínuos facilitando o fluxo

descendente. Entretanto, se encontrar camadas menos permeáveis, a água será retardada e,

eventualmente, preencherá todos os interstícios da região sobrejacente, formando as zonas saturadas,

que recebem a designação de lençóis subterrâneos.

Quando um lençol subterrâneo é estabelecido em uma formação suficientemente porosa capaz de

admitir uma quantidade considerável de água e permitir seu escoamento em condições favoráveis para a

utilização, este recebe o nome de aqüífero. Na Figura 5 são mostradas, de forma esquemática, as

condições em que mais comumente se apresentam os aqüíferos.

Figura 5: Formas de ocorrência da água subterrânea



14

Quando o lençol subterrâneo apresenta uma superfície livre, recebe a designação de lençol freático e a

superfície livre, onde reina a pressão atmosférica, é conhecida como superfície freática. Se o lençol

subterrâneo se formar entre camadas impermeáveis e for mantido sob pressão, denomina-se lençol

artesiano, confinado ou cativo. Em certas circunstâncias, devido à existência de uma camada menos

permeável de dimensões limitadas na zona de aeração, formam-se lençóis suspensos, em cota superior

ao nível da superfície freática da região.

CCaarraacctteerrííssttiiccaass MMiiccrroobbiioollóóggiiccaass

O solo contém uma grande população de bactérias, fungos, algas, protozoários, nematóides e vírus. A

flora microbiana do solo está distribuída em todos os tipos de solo com ligeiras modificações: os

microrganismos são cosmopolitas e sua distribuição apresenta algumas variações de acordo com o tipo

de solo e com a profundidade do mesmo.

Nesse hábitat heterogêneo, ocorrem interações biológicas intensas e processos bioquímicos associados

à degradação da matéria orgânica, além de ocorrerem transformações de elementos minerais,

importantes para a nutrição das plantas como N, P, S, Fe e Mn.

As bactérias, que formam o grupo de microrganismos mais abundante nos solos, são seres unicelulares,

procariontes e possuem parede celular. As bactérias possuem tamanhos variados podendo ser menores

que 1 m , mas a faixa mais comum de tamanho está entre 1 e 3 m. Devido ao tamanho reduzido, esses

seres apresentam uma grande área superficial exposta ao solo.

São os organismos mais comuns no planeta, presentes em todas as regiões. E são, também, os mais

importantes no ponto de vista da biorremediação.

Dentro do grande grupo das bactérias pode-se destacar os actinomicetos que apresentam importante

papel na biodegradação de petróleo e derivados.

Esses microrganismos são bactérias gram-positivas que crescem formando filamentos ramificados,

originando micélios semelhantes aos dos fungos filamentosos. Apesar de também serem encontrados

em ambientes aquáticos, os actinomicetos são, caracteristicamente, organismos do solo. Sob o ponto de

vista nutricional, são microrganismos pouco exigentes e capazes de utilizar uma grande variedade de

substâncias como fonte de carbono, inclusive hidrocarbonetos aromáticos.

Os fungos são, juntamente com as bactérias, os principais responsáveis pela biodegradação de

hidrocarbonetos no solo. Os fungos filamentosos são encontrados com mais freqüência no solo já

havendo sido identificados mais de 700 espécies e 170 gêneros diferentes no solo.



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Tabela - Gêneros de bactérias degradadoras de hidrocarbonetos e fungos isolados do solo.

Bactérias Fungos

Achoromobacter Acremonium

Acinetobacter Aspergillus

Alcaligenes Aureobasidium

Arthrobacter Beauveria

Bacillus Botrytis

Brevibacterium Candida

Chromobacterium Chrysosporium

Corynebacterium Cladosporium

Cytophaga Cochliobolus

Erwinia Cylindrocarpon

Flavobacterium Debaryomyces

Micrococus Fusarium

Mycobacterium Geotrichum

Nocardia Gliocladium

Proteus Graphium

Pseudomonas Humicola

Sarcina Monilia

Serratia Mortirella

Spirillum Paecilomyces

Streptomyces Penicillium

Vibrio Phorma

Xanthomonas Rhodotorulla

Saccharomyces

Scolecobasidium

Sporobolomyces

Sprotrichum

Spicaria

Tolypocladium

Torulopsis

Trichoderma

Verticillium

Fonte: WONG et al., 1997,apud Palas, 2002

Mecanismos fundamentais de transporte e retenção



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A água infiltrada e de percolação pode carrear os contaminantes depositados e/ou derramados no solo.

As fases sólida, líquida e gasosa do solo e a sua micro fauna e flora interagem com a solução, afetando

seu transporte e/ou retenção. Dessa forma, o estudo da migração de contaminantes no solo pode ser

entendido, em última análise, como o estudo dos mecanismos que afetam o transporte de solutos em

meios porosos.

Como já vimos, o solo pode ser definido como um sistema multicomponente constituído pelas fases

sólida, líquida e gasosa. A distribuição percentual volumétrica de cada fração constituinte é mostrada na

Figura 6.

Figura 6: Constituição do solo

A fração sólida, que corresponde a cerca de 50% do volume in situ do solo, é constituída de materiais

orgânicos com e sem vida e inorgânicos com granulometria variada que compreende desde colóides à

partículas pequenas. Os constituintes inorgânicos recebem a denominação de areias, argilas e siltes

segundo sua granulometria. A análise granulométrica define a principal textura do solo. A fração areia

apresenta diâmetro médio de 0,03 a 2,0 mm; a fração silte, de 0,002 a 0,063 mm e a fração argila, com

diâmetro médio inferior a 0,002 mm. A Figura 7 apresenta um diagrama ternário com a classificação

usual de textura para solos adotada internacionalmente.



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Figura 7: Diagrama textural dos solos

A textura do solo afeta as propriedades do solo como a condutividade hidráulica e retenção de umidade,

tendo portanto, importante efeito na capacidade de transporte e retenção dos contaminantes.

Uma das maneiras de compreender o transporte de solutos em meios porosos baseia-se nos mecanismos

preponderantes neste transporte. Segundo esta ótica, tais mecanismos podem ser agrupados em físico,

físico-químicos, químicos e biológicos (Hutchinson, 1992).

Outra forma de estudar a migração de contaminantes no solo destaca o fato de que esta pode ser

assemelhada, ao que ocorre com solutos em uma coluna cromatográfica (Stum, 1992). Há porém, três

diferenças básicas. A primeira deve-se ao fato de que na matriz do solo, as partículas apresentam maior

dispersão granulométrica e são mais heterogêneas em composição que em um meio cromatográfico; a

segunda, é conseqüência de que nos solos o transporte pode ocorrer de forma imprevisível em regiões

saturadas e insaturadas sendo nestas últimas, a água e o ar presentes nos interstícios dos grãos podem

alterar bastante a velocidade de escoamento, e a terceira, decorre de que no solo, as rachaduras naturais

e a zona próxima às raízes da vegetação resultam em escoamento através de caminhos preferenciais.



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Figura 8: Migração de uma LNAPL em um aqüífero

Já o contaminante do tipo DNAPL (Denser Non Aqueous Phase Liquid) que possui a densidade maior

que a da água, migra para baixo através da zona saturada, até encontrar uma camada impermeável

formando uma pluma da fase dissolvida como mostrada na Figura 12.

Figura 9: Migração de uma DNAPL em um aqüífero

Camada impermeável

DNAPL

Zona de aeração

Zona saturada

Superfície livre

Fluxo

Fase residual

Fase livre

Fase dissolvida

(pluma de contaminante)

Camada impermeável

LNAPL

Zona de aeração

Zona saturada

Superfície livre

Fluxo

Fase residual

Fase livre

Fase dissolvida

(pluma de contaminante)



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A pluma gerada na zona saturada dependerá da solubilidade como da velocidade de fluxo do aqüífero

que deverá se mover mais rápido quanto maior for a condutividade hidráulica na região.

Atualmente consideram-se três grandes grupos de métodos de remediação de solo:

remediação no local ("in situ"/on-site”);

remediação fora do local ("ex-situ/off-site");

confinamento/isolamento da área contaminada.

Esta terceira opção não se trata verdadeiramente de um processo de remediação, mas sim de uma

solução provisória para o problema. O tratamento do solo como metodologia de recuperação de áreas

contaminadas é uma alternativa cada vez mais significativa relativamente à sua deposição em aterros

sanitários, devido essencialmente ao aumento dos custos envolvidos.

Tecnologias de Remoção e Remediação

As técnicas desenvolvidas para controlar e tratar contaminantes baseiam-se principalmente na:

destruição ou alteração dos contaminantes;

extração ou separação dos contaminantes do meio ambiente;

imobilização dos contaminantes

A destruição dos contaminantes é feita alterando-se sua estrutura química através processos térmicos,

químicos ou biológicos.

Os processos de extração ou separação dos contaminantes são baseados na seleção do mecanismo mais

eficiente de transporte de massa de forma a se obter a separação mais eficaz.

A imobilização dos contaminantes inclui a estabilização, solidificação, inertização e técnicas de

contenção.

Em geral, uma única tecnologia é insuficiente para remediar uma dada área. Várias tecnologias são

usualmente combinadas.

A Figura 13 apresenta técnicas disponíveis para o tratamento de solos contaminados. As técnicas

"on/off site" exigem extração por escavação do solo contaminado. O solo extraído pode ser tratado no

local ("on-site") ou em estações de tratamento ("off site"), sendo depois reposto no local de origem ou

em outros locais para outros fins.

Com a tecnologia disponível atualmente, uma parte dos solos contaminados ainda se torna

problemático devido aos problemas como emissões gasosas de alto risco, concentrações residuais

elevadas e/ou produção de grandes quantidades de resíduos contaminados.

Além destes aspectos, algumas das técnicas utilizadas envolvem elevados custos de tratamento.

Dos diferentes processos de remediação do solo, apenas os biológicos e a incineração permitem a

eliminação ambiental dos poluentes orgânicos, através da sua mineralização.



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Figura 10: Métodos e Técnicas de Tratamento de Solos Contaminados (Adaptado de Molitor, 1991)

Processos

Térmicos

Biológicos

Úmidos

Seco Físico-

Químicos

Processos Especiais

Isolamento

“In-situ” “Ex-situ”

(Sem Aplicação) Combustão / Pirólise

Injeção de ar Dessorção em reator

Lavagem de solo / Extração

Biológicos “Landfarming” / Bioreator

Vitrificação Eletrocinética

Confinamento (Sem Aplicação)

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