química dos solos professor: josé tiago pereira barbosa 2013 1
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Química dos Solos
Professor: José Tiago Pereira Barbosa
20131
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Remediação do solo contaminado
Mesmo em áreas “virgens” podem existir regiões com solos contaminados
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Remediação do solo contaminado
Solo contaminado é encontrado com mais frequência não apenas próximo aos locais de depósito de resíduos e de indústrias químicas, mas também em:
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Tubulações Postos de Gasolina
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Remediação do solo contaminado
Os três principais tipos de tecnologias atualmente disponíveis para a remediação de áreas contaminadas são:
Contenção ou imobilização;
Mobilização;
Destruição4
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Remediação do solo contaminado
De um modo geral, as tecnologias podem ser aplicadas:
In situ: no local da contaminação;
Ex situ: após remoção do material contaminado para outro local
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Devido aos custos e riscos, processos in situ são comumente preferidos!
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Remediação do solo contaminado
Contenção
Contenção in situ: cobertura do local contaminado com argila e/ou imposição de barreiras de baixa permeabilidade para evitar a propagação lateral dos contaminantes.
Contenção ex situ: disposição do solo escavado em aterros especiais.
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Remediação do solo contaminado
Imobilização
Incluem as técnicas de solidificação e imobilização dos contaminantes;
São úteis para resíduos orgânicos, os quais podem apresentar dificuldade para tratamento por outros métodos;
Por estas técnicas, a solubilidade e a mobilidade dos contaminantes são reduzidas; 7
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Remediação do solo contaminado
Mobilização
Técnicas são principalmente efetuadas in situ e incluem uma lavagem do solo e a extração do vapor dos contaminantes do solo, compostos esses altamente voláteis e insolúveis em água, como a gasolina.
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Remediação do solo contaminado
Mobilização
O aquecimento do solo para aumentar a taxa de evaporação e poços de injeção de ar muitas vezes são utilizados em conjunto com a extração de vapores do solo, onde os contaminantes são removidos usando-se de perfuração de poços no solo e aplicando-se extração à vácuo. 9
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Remediação do solo contaminado
Mobilização
Uma tecnologia relacionada é a dessorção térmica, na qual os resíduos são aquecidos para provocar a vaporização dos compostos orgânicos voláteis;
A extração de vapores do solo e a dessorção térmica são úteis na remediação de compostos orgânicos voláteis e semivoláteis (HPA); 10
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Remediação do solo contaminado
Mobilização
A lavagem do solo in situ é conduzida pela injeção de fluidos através de poços no solo subsuperficial e coletando-os em outros poços.
O fluido pode ser água, ou solução ácida ou básica para remover contaminantes básicos ou ácidos, respectivamente.
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Remediação do solo contaminado
As técnicas de contenção, mobilização e imobilização por elas mesmas não resultam na eliminação dos contaminantes perigosos.
Técnicas de destruição, principalmente incineração e biorremediação, resultam na eliminação permanente pois transformam os contaminantes quimica ou bioquimicamente. 12
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Remediação do solo contaminado
Destruição
Incineração: Os contaminantes orgânicos no solo podem ser oxidados colocando o solo escavado numa câmara de combustão de um incinerador.
Biorremediação: Usa as atividades metabólicas dos micro-organismos para destruir contaminantes tóxicos.
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Remediação do solo contaminado
Remediação de sedimentos contaminados
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Método mais utilizado:
Cobrir os sedimentos contaminados com solo ou sedimento não poluído e instalar uma barreira entre os contaminantes e o sistema aquático.
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Remediação do solo contaminado
Remediação de sedimentos contaminados
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Outros métodos:
Os sedimentos contaminados são dragados do fundo do corpo d’água para uma profundidade maior, na qual a concentração do contaminante é aceitável.
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Remediação do solo contaminado
Remediação de sedimentos contaminados
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Outros métodos:
Tratamento com carbonato de cálcio ou cal, aumenta o pH dos sedimentos e assim, imobiliza os metais pesados.
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Remediação do solo contaminado
Remediação de sedimentos contaminados
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Outros métodos:
Cobrir o sedimento contaminado com um sólido quimicamente ativo, que gradualmente desintoxicam os sedimentos.
Calcário (Carbonato de cálcio) Gipsita (sulfato de cálcio) Sulfato de ferro (III) Carvão ativado
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Remediação do solo contaminado
Remediação de sedimentos contaminados
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Outros métodos:
Para contaminantes orgânicos, a extração de substâncias tóxicas usando solventes e a destruição, seja por tratamento térmico do sólido ou introdução de micro-organismos que os consomem, são as principais opções.
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Remediação do solo contaminado
Remediação de sedimentos contaminados
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Empregando essas técnicas, os sedimentos contaminados podem ser retornados para o corpo aquático ou espalhados no solo.
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Remediação do solo contaminado
Biorremediação de resíduos e solo
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A biorremedidação é usada particularmente para a remediação de áreas onde foram dispostos resíduos e solos contaminados com compostos orgânicos semivoláteis, como os HPA.
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Remediação do solo contaminado
Biorremediação de resíduos e solo
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Esta técnica explora a habilidade de micro-organismos por exemplo bactérias e fungos, em degradar muitos tipos de resíduos, usualmente substâncias simples e menos tóxicas.
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Remediação do solo contaminado
Biorremediação de resíduos e solo
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Substâncias resistentes à biodegradação são chamadas:
Recalcitrantes
Biorefratárias
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Remediação do solo contaminado
Biorremediação de resíduos e solo
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Para a biorremediação acontecer, são necessárias as condições:
O resíduo precisa ser suscetível à degradação biológica e em uma forma física que seja suscetível aos micróbios;
Os micróbios apropriados devem estar disponíveis;
As condições ambientais, como pH, temperatura e nível de oxigênio, devem ser apropriados
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Remediação do solo contaminado
Biorremediação de resíduos e solo
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As estratégias usadas na biorremediação são baseadas no fato de que os micro-organismos se desenvolvem rapidamente (por causa do curto ciclo reprodutivo) e desenvolvem a habilidade para usar fontes de nutrientes e carbono que tem a disposição, mesmo que sejam resíduos químicos.
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Remediação do solo contaminado
Biorremediação de resíduos e solo
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Melhor do que esperar que os micro-organismos se desenvolvam espontaneamente, uma alternativa consiste em se usar a engenharia genética para desenvolver micróbios especificamente projetados pata atacar os poluentes orgânicos mais comuns.
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Remediação do solo contaminado
Biorremediação de resíduos e solo
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Exemplo de biorremediação:
O maior projeto de biorremediação da história foi o tratamento do derramamento de petróleo pelo navio petroleiro Exxon Valdez no Alaska em 1989.
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Remediação do solo contaminado
Biorremediação de resíduos e solo
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Exemplo de biorremediação:
A biorremediação consistiu na adição de fertilizante contendo nitrogênio em mais de 100 km da costa que tinha sido contaminada.
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Remediação do solo contaminado
Biorremediação de resíduos e solo
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Exemplo de biorremediação:
Este fertilizante estimulou o crescimento de micro-organismos nativos, incluindo aqueles que são capazes de degradar hidrocarbonetos.
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Remediação do solo contaminado
Biorremediação de resíduos e solo
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Exemplo de biorremediação:
O petróleo na superfície e subsuperfície foi biodegradado nessa operação.
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Remediação do solo contaminado
Fitorremediação de solos e sedimentos
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Consiste no uso de vegetação para descontaminação in situ de solos e sedimentos de metais pesados e poluentes orgânicos.
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Remediação do solo contaminado
Fitorremediação de solos e sedimentos
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As plantas podem remover poluentes pro três mecanismos:
Retirada direta dos contaminantes e sua acumulação
no tecido da planta (fitoextração);
Liberação de oxigênio no solo e substâncias
bioquímicas, como enzimas, que estimulam a
biodegradação de poluentes;
Intensificação da biodegradação por fungos e
micróbios localizados na interface raiz-solo.
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Remediação do solo contaminado
Fitorremediação de solos e sedimentos
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Remediação do solo contaminado
Fitorremediação de solos e sedimentos
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As vantagens da fitorremediação incluem:
Custo relativamente baixo;
Benefícios estéticos;
Natureza não intrusiva;