Monografia ambiental | Poluição | Química\nsalvareSalvați Monografia ambiental pentru mai târziu\nMarcio Jose de Aguiar ME Corrigida\nConsiderações sobre tecnologias para remediação de solos e águas subterrâneas\ncontaminadas e suas aplicações em pólos industriais na região metropolitana de\nSalvador e na antiga fábrica da COBRAC em Santo Amaro\nTabela 4.1. – Principais Fontes de Contaminação na Holanda.\nTabela 5.1 – Fatores e Características do Contaminante e do Sítio e os Limites para o Uso da Tecnologia Air Sparging.\nTabela 5.2- Constante de Henry e Pressão de Vapor de alguns VOCS.\nTabela 5.3 - Sumário dos Dados Referente a Remoção de Hidrocarbonetos Clorados por Sparging no Dry- Cleaning site.\nTabela 5.4 - Mudanças de Concentração de VOCS (ppb) com o Tempo.\nTabela 5.5 - Alterações do NE nas Proximidades dos Poços de Sparging.\nTabela 5.6 - Custos (aproximados) com a Aplicação de Tecnologia de Air Sparging.\nTabela 5.7 - Sítios onde EVS foi usado como Tecnologia de Remediação.\nTabela 5.8 - Variáveis a serem observadas na Implantação e Operação de um EVS.\nTabela 5.9 - Características das Correntes de Emissões para Selecionar o Sistema de Tratamento dos VOCs nos Sítios onde o EVS é usado.\nTabela 5.10 - Valores de Relações entre Koc e S de Tipos de Compostos.\nTabela 5.11 – Recentes aplicações de Tecnologias de Estabilização/ Solidificação (EUA).\nTabela 5.12 - Índices Econômicos e de Efetividade na Aplicação de Tecnologias de Estabilização/Solidificação para Remediação de Áreas Industriais Contaminadas, (EUA).\nTabela 5.13 – Aplicabilidade do Processo Soil Flushing.\nTabela 5.14 – Sumário da Extração e Tratamento de Plumas Contaminadas por Cromo no Período de Agosto de 1988 e Dezembro de 1995 pelo "EPA Superfund Program" - EUA.\nTabela 5.15 – Exemplos da Aplicabilidade do Processo Soil Washing nos EUA.\nTabela 5.16 - Custos Comparativos Estimados para Tecnologias de Remediação de Solos Contaminados.\nTabela 6.1 – Produto, Resíduos e Principais Poluentes do Polo Petroquímico de Camaçari.\nTabela 6.2 – Produtos, Resíduos e Principais Poluentes Gerados em Santo Amaro (Ba).\nTabela 6.3 – Produtos, Resíduos e Principais Poluentes Gerados do Centro Industrial de Aratu e Simões Filhos (Ba).\nTabela 6.4 – Fatores Geo-Ambientais e Aplicabilidade das Tecnologias de Remediação para as possíveis Áreas Contaminadas - Polo Petroquímico de Camaçari.\nTabela 6.5 – Fatores Geo-Ambientais e Aplicabilidade das Tecnologias de Remediação para Áreas Contaminadas - Santo Amaro da Purificação.\nTabela 6.6 – Fatores Geo-Ambientais e Aplicabilidade das Tecnologias de Remediação para as Possíveis Áreas Contaminadas – Cia de Aratu (Candeias) e Simões Filho.\nFigura 5.1 – Componentes Típicos de um Sistema de Air Sparging (AS).\nFigura 5.2 - Sistema de Monitoramento para AS.\nFigura 5.3 – Inibição do Fluxo Vertical do Ar devido Estratos Impermeáveis.\nFigura 5.4 - Canais Preferenciais de Fluxo de Ar devido a Alta Permeabilidade do Estrato Sedimentar.\nFigura 5.5 - Apresentação Esquemática de um Sistema de Extração de Vapor do Solo.\nFigura 5.6 - Configurações para o EVS.\nFigura 5.7 - Configurações de três Equipamentos para Air Stripping.\nFigura 5.8 - Apresentação Esquemática de uma Sistema de Pump-and-Treat/ contenção Hidráulica e Zonas de Captura.\nFigura 5.9 – Equipamento para Estabilização de Solos In Situ.\nFigura 5.10 – Tecnologia de Vitrificação In Situ.\nFigura 5.11 – Processo Soil Flushing com Poços Verticais .\nFigura 5.12 – Diagrama Típico de um Processo Soil Washing.\nFigura 6.1 – Mapa de Localização das Áreas Estudadas.\nFigura 6.2 - Mapa Geológico e Litoestratigrafia da Bacia do Recôncavo.\nFigura 6.3 - Arcabouço Estrutural da Bacia do Recôncavo.\nO desenvolvimento desta monografia foi baseada em pesquisa bibliográfica levantada por autores e está sintetizada em sete capítulos. Ela tem a finalidade de atender às exigências do curso de especialização em Gerenciamento e Tecnologias Ambientais na Indústria, promovido pela Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia. Nela estão sumarizadas considerações sobre diversas tecnologias de remediação de solo e água subterrânea com exemplos de alguns casos de sítios onde os padrões de descontaminação –cleanup - estabelecidos foram alcançados ou estão sendo alcançados ou onde houve redução dos valores das concentrações máximas de contaminação para níveis toleráveis.\nOs capítulos dois e três referem-se à introdução e aos objetivos do trabalho.\nO capítulo quatro, consta de breve revisão teórica sobre fontes de contaminação para o solo e água subterrânea e sobre o comportamento dos poluentes em meios porosos.\nNo capítulo cinco, são descritas, de modo sucinto, algumas das tecnologias para a remediação de solo e água subterrânea. Foram enfatizados os mais relevantes aspectos relacionados à aplicabilidade, vantagens e desvantagens, custos e eficiência de cada uma das tecnologias abordadas.\nNa seção 5.10 são apresentados alguns casos práticos da aplicação das tecnologias estudadas.\nO capítulo seis consiste da apresentação de aspectos gerais e hidrogeológicos das áreas industriais, da\nRegião Metropolitana de Salvador, cuja importância é destacada por sua influência sobre a escolha das tecnologias a serem empregadas em cada uma das áreas analisadas. As áreas industriais abordadas foram:\nCentro Industrial de Aratu, Candeias e Simões Filho, Pólo Petroquímico de Camaçari, município de Camaçari, e a antiga fábrica da COBRAC, em Santo Amaro da Purificação, Bahia, também procura correlacionar a aplicabilidade dessas tecnologias em cada pólo.\nNo capítulo sete, as conclusões e recomendações a serem observadas quando da implantação de projetos de remediação de solo e água subterrânea em sítios industrias contaminados daqueles pólos.\n"O mercado de remediação para solos e águas subterrâneas contaminadas deverá crescer de $18bilhões em 1 997 para $25 bilhões até 2 002", de acordo com a Mcllvaine Co. em seu relatório Site Remediation World Markets 1 998-2 002.\n"As Américas irão ficar com o maior mercado, porém deverão perder uma parcela para a Ásia, a Europa Central e Leste. Os gastos maiores serão com cleanup de solos e água subterrânea de áreas de disposição de resíduos, seguidos por bases militares. Extração de vapor do solo (EVS) e outras tecnologias de remediação, como fixação química e bioremediação irão continuar ganhando popularidade por serem tecnologias com boas alternativas econômicas." (Water Environmental & Technology).\nA contaminação de solos e águas subterrâneas, por produtos químicos e resíduos, passou a ser tratada como problema ambiental, nos países desenvolvidos, a partir da década de 70. Segundo dados do Banco Mundial, esse problema não é restrito aos países desenvolvidos, também ocorrem nos países considerados em desenvolvimento. No Brasil, são precários e esparsos os trabalhos publicados sobre contaminação de solos e água subterrânea; bem como protocolos adotados na avaliação e solução dos problemas dessa natureza. Hoje, muitas empresas, e mesmo órgãos ambientais, precisam responder a essas questões na hora de planejar ou condicionar ações de remediação para os sítios contaminados e se deparam com os seguintes questionamentos:\nQual a tecnologia de remediação melhor para a solução da contaminação existente neste ou naquele sítio industrial?\nQuais são os contaminantes presentes no solo e na água subterrânea?\nQuais são os níveis de concentração desses contaminantes e quais são as suas características físicas, químicas e tóxicas?\nQuanto de solo está contaminado e qual o volume que deverá ser tratado?\nDe que forma os contaminantes estão distribuídos no solo e na água?\nQual o nível de descontaminação - cleanup - estabelecido pelo órgão ambiental para essa área e qual o risco que representa essa contaminação? Qual o tempo estabelecido para haver a descontaminação em nível exigido?\nExiste tempo suficiente para avaliar processos de reciclagem ou mesmo identificar empresas que dominam tecnologias para reaproveitamento ou reuso do volume contaminado?\nExiste alguma legislação que proibe um desses processos?\nQuais são as características hidrogeológicas do sítio?\nJá foram eliminadas as fontes de contaminação? Que tipos de fontes existem em seu sítio?\nQual a eficiência das tecnologias sugeridas pelos consultores, os investimentos necessários e os custos operacionais com o tratamento ?\nEm quanto tempo o sítio será considerado limpo, pelo órgão ambiental?\nHá necessidade de remediação do sítio? Qual a magnitude do risco ambiental?\nSão várias as questões formuladas antes de decidir qual ação a ser tomada. Entretanto, se a decisão for de remediação, é prudente avaliar as experiências já realizadas em outros sítios com esta ou aquela tecnologia, pois uma tecnologia pode ser eficiente para um determinado sítio, com características peculiares, porém ser ineficiente ou mesmo ampliar a contaminação em outro. É comum também sistemas de remediação em que utiliza-se mais de uma tecnologia para a solução do problema.\nNos Estados Unidos e Canadá, a contaminação de solos e água subterrânea por compostos orgânicos clorados e hidrocarbonetos do petróleo, imiscíveis na água (NAPL – Non Aqueous Phase Liquid), e metais pesados ainda são comuns, principalmente em pólos industriais com plantas químicas, petroquímicas, indústrias de manufaturas, bases militares, postos de serviços – gasolina - onde são manuseados enormes quantidades desses compostos. Programas com protocolos específicos para cada situação tornaram-se mandatórios por leis e regulamentos calcados em critérios de risco à saúde humana e ao meio ambiente. Esses protocolos visam ao controle da migração da fase dissolvida para as águas subterrâneas; proteção do solo e programas para a eliminação das fontes primárias e secundárias, além de procedimentos para garantir possíveis vazamentos ou extravasamentos de produtos que migrem para o solo.\nPara o saneamento das áreas contaminadas, avaliações das tecnologias e métodos de remediação devem ser fundamentados no conhecimento das propriedades dos contaminantes, nos mecanismos de fluxo e transporte e nas características hidrogeológicas de cada sítio dos pólos industriais.\nNo caso da água subterrânea, além da avaliação das tecnologias, devem ser considerados os mecanismos de transporte de massa - p.e; advecção, difusão molecular, dispersão mecânica - assim como os processos reativos e/ou de transferência de fase - dissolução, volatilização, adsorção e biodegradação – considerando- se o balanço hídrico local, assim como as heterogeneidades intrínsecas ao meio poroso, onde caminhos preferenciais de fluxo podem existir.\nDiversas metodologias de remediação de solo e água subterrânea vêm sendo utilizadas em todo o mundo. Entre estas estão: a desalogenação em condições redutoras; o uso de surfactantes e solventes, processo air sparging, EVS – Sistema de Extração de Vapor, injeção de oxidantes químicos e de vapor. Processos adicionais ao controle da migração de plumas tipo sistema pump–and-treat/ contenção hidráulica também são usadas para redução e/ou remoção efetivas de massas de DNAPL (Dense Non Aqueous Phase Liquid).\nA proposta deste trabalho é fazer algumas considerações sobre as tecnologias mais usadas atualmente para descontaminar e/ou conter plumas de contaminação de áreas industriais e, quando possível, exemplificar com estudos de casos em sítios onde foram implementados os processos de air sparging (AS), extração de vapor do solo (EVS), air stripping, pump- and- treat, soil flushing, soil washing, solidificação e estabilização, bioremediação e fitoremediação.\nO objetivo desta monografia é apresentar sumariamente algumas tecnologias que estão sendo mais empregadas no processo de remediação de solos e águas subterrâneas em áreas industriais contaminadas bem como fazer avaliação/ identificação daquelas que poderão ser aplicadas nas possíveis áreas contaminadas dos pólos industriais do Estado da Bahia: Pólo Petroquímico de Camaçari, Centro Industrial de Aratu e a antiga fábrica da COBRAC, em Santo Amaro da Purificação.\n4. FONTES DE CONTAMINAÇÃO E COMPORTAMENTO DOS POLUENTES NOS MEIOS POROSOS\n4.1 Fontes potenciais de contaminação\n4.2 Comportamento de poluentes em meios porosos\nAcidentes durante a produção, transporte e armazenamento de produtos químicos - orgânicos, inorgânicos -; disposição de seus resíduos em locais inadequadas; uso de agrotóxicos na agricultura; injeções de resíduos no subsolo; fenômenos de ocorrência natural, tais como lixiviação e intrusão marinha; tem impactado áreas extensas e deteriorado a qualidade dos recursos hídricos, tanto superficiais como subterrâneos em todo o\nO relatório do U.S. Office of Technology Assessment (OTA) de 1 984 listou 33 tipos de fontes potenciais de contaminação de solo e de água subterrânea, divididas em seis categorias principais:\nCategoria I – Inclui fontes que são intencionalmente designadas para descarregar substâncias no meio ambiente, a exemplo das fossas sépticas, poços de injeção, áreas de disposição.\nCategoria II – Nesta categoria estão incluídas as fontes dimensionadas para armazenar, tratar e distribuir substâncias nas quais descarregamentos são por entrega não planejada. Exemplo: aterro sanitário, tanques de armazenamento superficial e subterrâneo, sítios com depósitos radioativos.\nCategoria III – Consiste de fontes designadas para reter substâncias durante o transporte e transmissão., como as canalizações e tubulações.\nCategoria IV – Inclui todas as fontes resultantes de atividades planejadas. Práticas agrícolas, aplicação de pesticidas e fertilizantes, operação de alimentação de animais - estábulos -, escoamento urbano, mineração.\nCategoria V – Inclui as fontes de descargas induzidas por fluxos alterados, como poços de produção de água, de óleo, poços de monitoramento, construções e escavações.\nCategoria VI – Finalmente, a Categoria VI que inclui as fontes de ocorrência natural. As interações entre águas superficiais e subterrâneas, intrusão salina, lixiviação natural, por exemplo.\nNa Holanda, um trabalho baseado na avaliação de cem sítios contaminados identificou os principais tipos de fontes de contaminação, conforme quadro apresentado na Tabela 4.1.\nTabela 4.1 – Principais fontes de contaminação na Holanda.\ninclusive indústrias de\nPb, Cr, Zn, As\nIndústria de metal, e\nindústrias de limpeza\nPCE, TCE, benzeno, tolueno,\nCr, Cd, Zn, cianetos\nPesticidas, Hg, As, Cu\nNos Estados Unidos, relatórios de inventários de fontes de contaminação, mostram que mais da metade dos estados consideram as seguinte fontes como as mais poluidoras de solos e águas subterrâneas: tanques subterrâneos de armazenamento de produtos químicos, fossas sépticas, atividades agrícolas, aterros sanitários municipais, depósitos abandonados com resíduos perigosos, aterros industriais, poços de injeção , intrusão salina, etc.\nNos pólos industriais estudados, as principais fontes potenciais ou vetores de contaminação para o solo e águas subterrâneas são: emissões de gases poluentes para a atmosfera, má construção e operação de poços de produção de água, lavagem dos pátios industriais, vazamentos nas canaletas de efluentes e nas canalizações de produtos, vazamentos de reservatórios e tanques, vazamentos provenientes das operações de carregamento/descarregamentos de produtos, bacias de efluentes, disposição inadequada de resíduos, adutoras de efluentes, transporte de produtos e resíduos, aterros industriais, lixiviação dos resíduos e de matérias primas.\nVários são os fenômenos que controlam o comportamento dos poluentes, nos meios porosos. Os fenômenos físico–químicos e biogeoquímicos que atuam nas zonas não-saturadas e saturadas do solo possibilitam mudanças no estado físico ou forma química do contaminante e podem atenuar seu efeito, retardar sua migração ou mesmo levar à remoção do sistema.\nA atenuação da migração dos contaminantes, nos solos e águas subterrâneas, acontece mediante a variadas reações e processos naturais que incluem os processos físicos - advecção, dispersão, retardamento -; geoquímicos - adsorção/desorção, solubilização/precipitação, complexação/quelação e oxi-redução -; biogeoquímicos - biodegradação.\nA intensidade desses processos e o grau de atenuação variam em função do tipo de contaminante, das características hidrogeológicas do sítios - heterogeneidade litológica, velocidade do fluxo subterrâneo, espessura da zona não saturada, conteúdo de matéria orgânica, mineralogia das argilas, estrutura do solo, porosidade e permeabilidade.\nOs processos de solubilização/precipitação são controlados por mudanças de pH-Eh do meio e é um processo importante para a fixação de muitos metais pesados e substâncias radioativas no solo. Os processos de adsorção/desorção ocorrem por causa das forças de Van Der Walls e, de adsorção química, por conseqüência da reação química entre o íon adsorvido e a superfície sólida adsorvente.\nAs reações de quelação e complexação facilitam o transporte de metais e a mobilidade de contaminantes orgânicos no subsolo. As substâncias húmicas são os mais importantes agentes complexantes naturais nas águas e solo.\nAs reações de oxi-redução determinam a natureza das espécies químicas na água. Mudanças nas condições de pH – Eh afetam a solubilidade e mobilidade de muitos metais que podem ser precipitados como espécies reduzidas ou oxidadas.\nDos processos físicos, a advecção ou convecção é responsável pela migração do poluente em virtude do fluxo do fluido no qual ele está dissolvido. A dispersão hidrodinâmica ou dispersão é o processo responsável pelo espalhamento do poluente no meio poroso. Este espalhamento ocorre graças a dois fenômenos distintos: difusão molecular - ocorre em função da energia termo-cinética das partículas de poluentes dissolvidos no fluido; é tão mais importante quanto menor for a velocidade de percolação - e dispersão mecânica que espalha o poluente em virtude das variações de velocidade do fluido dentro do meio poroso.\nQuanto aos processos biogeoquímicos, são catalisados por microorganismos, tais como bactérias, fungos etc. Eles podem transformar poluentes por meio de inúmeros processos, como: oxi-redução, mineralizações, imobilizações. A depender da quantidade de microorganismos presentes no solo e subsolo e do tipo de poluente, esses processos podem ser relevantes no retardamento e atenuação natural dos contaminantes.\n4.2.1 Comportamento dos Compostos Orgânicos na Zona Saturada e Não-Saturada\nFluidos orgânicos imiscíveis com água, NAPL’s, hidrocarbonetos do petróleo e solventes clorados têm despontados como os maiores causadores de problemas ambientais por causa das grandes quantidades usadas na vida da sociedade moderna. Esses químicos são utilizados em transformadores - PCBs – ascarel, com uso proibido -, no tratamento de madeira, indústrias metalúrgicas, exploração de minas; na agricultura – pesticidas -, na indústria petroquímica e farmacêutica e outros usos. Entre os citados, os solventes organoclorados representam um dos mais significativos problemas para a contaminação dos solos e das águas subterrâneas, pois eles são tipicamente mais densos e menos viscosos do que a água. Como resultado, esses compostos têm alta mobilidade e movem-se na fase líquida, tanto no sistema água como no sistema ar-água.\nA migração dos NAPL’s, em meios porosos, dependem das propriedades físico–químicas do composto, do\nvolume e das condições ambientais. As principais propriedades dos compostos que afetam o comportamento nas águas subterrâneas são: solubilidade, densidade relativa, constante de Henry e coeficiente de partição octanol/ água (K ow ).\nOs NAPL’s podem ser subdivididos em duas categorias: os mais pesados do que a água - DNAPL – Dense, Non-Aqueous Phase Liquids - e os mais leve do que a água - LNAPL – Light Non Aqueous Phase Liquids. Os organoclorados são DNAPL, enquanto que os hidrocarbonetos do petróleo - p.e.: tolueno, xilenos, etilbenzeno, benzeno - são LNAPL’s.\nA forma como esses compostos migram e se distribuem por meio da zona não-saturada e saturada do solo\ntem grande influência nos seus processos de volatilização e dissolução. Diversos autores descrevem os mecanismos de infiltração e migração desses compostos. A infiltração e espalhamento de NAPL pode ser dividido em quatro processos: infiltração, intrusão e espalhamento – dispersão - inicial, espalhamento na direção do fluxo e migração do material dissolvido [38Oli]. O tempo que ocorre esses quatro processos varia:\nhoras, para infiltração, dias para iniciar o espalhamento; meses, para ocorrer o espalhamento em direção ao fluxo e anos para o movimento do material dissolvido.\nO mecanismo de transporte desses compostos ocorre da seguinte forma: ao serem introduzidos no subsolo, migram verticalmente através da zona não-saturada, por gravidade, sem se misturarem com qualquer outro fluido - i.e. ar e água. Essa migração vertical é também acompanhada por dispersão lateral em virtude dos efeitos de forças de capilaridade e a estratificações do meio poroso - 32Nob . Durante o percurso, pequena parte de massa do NAPL permanece no meio poroso, na forma de "ganglios" ou resíduos, que podem ocupar entre 2% a 18% do volume de vazios do meio. Nesses casos, o fluxo cessa em função de sua descontinuidade no meio poroso.\nAs diferenças de densidades de NAPL’s conduzem a significativas diferenças no comportamento desses compostos, no subsolo. Enquanto um LNAPL se espalha lateralmente ao longo da franja capilar, um DNAPL desloca a água e continua sua migração vertical sob pressão e forças gravitacionais. Espalhamento lateral pode ocorrer quando um DNAPL encontra camadas relativamente permeáveis, fraturas ou outros caminhos\npreferenciais que apresentam menores resistências capilares à sua penetração. Caso o volume de DNAPL seja relativamente grande, a migração vertical prossegue até atingir uma camada de desprezível permeabilidade sobre a qual esses compostos continuam a ser transportados por efeitos de pressão e gravidade. Esta massa, com reduzida mobilidade, passa então a constituir regiões mais saturadas de DNAPL em sua fase imiscível - fonte secundária.\nOs organoclorados, em sua fase livre, podem se dissolver, volatilizar, aderir na matriz sólida do subsolo ou sofrer reações químicas durante o seu percurso e buscar nova condição de equilíbrio. Para cada fase do sistema - aquosa, gasosa e sólida -, a concentração do contaminante será função dos coeficientes de partição entre as fases envolvidas. Basicamente existem quatro mecanismos de partição de organoclorados no meio poroso: dissolução em água; volatilização de substâncias dissolvidas na água para a fase gasosa; vaporização para a fase gasosa e adsorção de organoclorados na matriz do meio poroso.\nNa zona saturada do solo, a dissolução de NAPL torna-se o processo de transferência de massa predominante. Dessa forma, esse processo se constitui no mecanismo de maior conseqüência na contaminação do subsolo.\nA taxa de dissolução do NAPL, nas águas subterrâneas, pode ser expressa como função de um coeficiente de transferência de massas, das solubilidades efetivas dos componentes do DNAPL , da distribuição do composto no meio poroso e da velocidade do fluxo subterrâneo. Os componentes dissolvidos da fonte secundária residual ou saturada são transferidos para a fase aquosa por processo de difusão molecular relacionada a um gradiente de concentração.\n5. TECNOLOGIAS PARA REMEDIAÇÃO DE SOLO E ÁGUA SUBTERRÂNEA\nAs descrições sobre as tecnologias de remediação de solo e águas subterrâneas, aqui apresentadas, estão reduzidas. Caso haja interesse em enriquecer com detalhes essas tecnologias, isso pode ser feitos ao consultar as referências citadas no item 8, desta monografia.\n5.1 Air Sparging\n5.2 Extração de vapor do solo (EVS)\n5.3 Air Stripping\n5.4 Sistema Pump - and - Treat / Controle Hidráulico\n5.5 Estabilização / Solidificação\n5.6 Soil Flushing\n5.7 Soil Washing\n5.10 Apresentação de casos de aplicação de tecnologias de remediação\n5.1.1 Descrição do processo\nÉ basicamente a injeção de ar na zona saturada, ou seja, no aqüífero, valendo-se de poços horizontais e verticais e com o uso de um compressor de ar, com o objetivo de promover a passagem do contaminante da fase líquida para a fase gasosa. Portanto, não é uma tecnologia destrutiva. O processo difere do sistema de extração de vapor – EVS - porque o ar é injetado abaixo da zona saturada, enquanto o EVS, a injeção de ar, ocorre na zona acima da camada saturada, ou seja, acima do water table.\nOs componentes típicos de um sistema de air sparging são apresentados na Figura 5.1. EsSe sistema inclui:\num compressor de ar, poços de injeção, linhas de distribuição tubulações de superfície. Alguns sistemas incluem um EVS - sistema de extração de vapor -, poços de extração/linhas de tubulação e sistema de tratamento de vapor.\nFigura 5.1 – Componentes típicos de um sistema de Air Sparging - AS.\nMuitos dos sistemas de air sparging – AS - requerem tecnologias de controle para separação de emissões no ar, A depender da legislação de cada sítio.\nO sistema de injeção é um condutor para conduzir ar da superfície e injetar no aqüífero de forma a criar um stripper, em subsuperfície, e remover os contaminantes por volatilização. Dois fatores são importantes para serem avaliados no compressor, um é a pressão do ar; o outro, a taxa de fluxo necessário. A pressão do ar é função das características do aqüífero e da profundidade dos pontos de air sparging abaixo do water table. O fluxo de ar é função do número, localização e características construtivas dos poços.\nEm virtude da injeção de ar no aqüífero, a tecnologia de air sparging – AS - pode mobilizar contaminantes, tanto no estado de vapor como em solução aquosa. Os contaminantes são deslocados por meio da volatilização e carreados para a zona vadosa para serem extraídos pelo sistema de extração de vapor - EVS. Os vapores são controlados com a aplicação do sistema de extração de solo – EVS – por meio da captura dos contaminantes na forma de vapor da zona não-saturada.\nDiversos parâmetros podem ser usados para monitorar o impacto de um sistema air sparging - AS. O melhor deles é a medição de oxigênio dissolvido – OD -, acompanhamento da elevação do nível estático – NE -, pressão de gás do solo ou vácuo, se o EVS é empregado, e concentrações de VOC’s. Na figura 5.2, é mostrado um sistema de monitoramento para AS. Valendo-se do poço, acompanha-se a elevação do nível da água, OD, concentrações de VOC’s e a pressão do nível da água - NE=WT.\n5.1.2 Status da tecnologia / aplicabilidade\nO alvo para o uso da tecnologia air sparging é para áreas contaminadas por compostos voláteis, halogenados, não-halogenados e óleos. Essa técnica vem sendo amplamente utilizada na Europa, na última década e tem sido cada vez mais implementada nos Estados Unidos e Canadá. Na Alemanha, é empregada desde 1 985 e foi introduzida nos Estados Unidos em 1 990. No Brasil, o primeiro exemplo do uso dessa tecnologia se deu no Pólo Cloroquímico de Alagoas [39Qui].\nA aplicabilidade do sparging depende das propriedades dos contaminantes e da hidrogeologia do sítio. Os contaminantes terão de ser voláteis, de fácil partição para a fase gasosa e de fácil remoção num fluxo gasoso; enquanto que o sítio terá que apresentar características geológicas favoráveis, tais como permeabilidade e homogeneidade litológica que permitam tanto o fluxo horizontal como vertical.\nNa tabela 5.1, são apresentados as características e fatores que devem ser considerados e valores limites desses fatores que devem ser observados na utilização de AS.\nTabela 5.1- Fatores e Características do Contaminante e do sítio; e limites para o uso da tecnologia Air Sparging. Fonte: [46Wil]\nLIMITE / FAIXA DESEJADA\n>1 torr (mm Hg)\nk>10 -5 atm m 3 /mol\nDBO 5 >0,01\nDBO 5 /ThOD>0,001\nHeterogeneidade Inexistência de camadas\nimpermeáveis acima dos pontos\n>10 -5 cm/s se horizontal\nVertical é <2:1\n>10 -4 cm/s se horizontal\nVertical é >3:1\n>4 pés, <30 pés\nA tabela 5.2 apresenta os valores da Constante de Henry e da pressão de vapor para alguns VOC’s.\nTabela 5.2- Constante de Henry e pressão de vapor de alguns VOC’s.\nK H (atm m 3 .mol -1 )\n4,1 E-4(10 -4 )\n1,2 Dicloroetano (1,2\n9,4 E –3\nK H (atm m3/mol) = K H x(8,206 E-5)T, onde T = temperatura em °K\nAs tabelas 5.3 e 5.4 apresentam exemplos da aplicação da tecnologia de Air Sparging para remoção de VOC’s.\nTabela 5.3 - Sumário dos dados referente à Remoção de Hidrocarbonetos Clorados por Sparging no Dry- Cleaning site. Fonte:[4Bro].\nEvolução do nível de concentração de VOC’s com o tempo\n(VOC’s = PCE, TCE, DCE) em ppb\nDia de Sparging\n3 meses depois da\na- resultados registrados com o sistema operando b- resultados registrados depois do sistema interrompido por 2 semanas ND - não detectável NA - não avaliado.\nTabela 5.4 - Mudanças de concentração de VOC’s (ppb) com o tempo.\nAntes do Start –up\nDepois de 5 dias de Sparg\n- Air sparging é uma tecnologia full-scale e oferece todas as vantagens como uma tecnologia\nsitu. O tempo de implantação dessa tecnologia é relativamente pequeno e requer pouca\n- Essa tecnologia pode ser implementada próximo a áreas residenciais - postos de serviços.\nprocesso pode estimular a bioremediação in situ graças ao aumento da oxigenação. Os\ncomponentes dos sistemas estão facilmente disponíveis, com preços relativamente baixos, e a tecnologia é relativamente simples, embora alguns conhecimentos são requeridos na hora da localização dos poços de injeção e extração. Pode promover potencialmente efetiva limpeza dos VOC’s da água subterrânea.\n3 - Redução do tempo de "cleanup". Recentes modelos estudados em Kansas, Estados Unidos,\nindicaram que com a tecnologia de air sparging – AS – é possível reduzir à metade o tempo de cleanup ou a dois terços do tempo total previsto.\n4 - O sparging pode aumentar a carga hidráulica nas proximidades dos pontos de injeção. Esse fenômeno pode servir para acelerar a migração de contaminantes do sítio. A tabela 5.5\napresenta dados referente a este fenômeno.\nTabela 5.5 - Alterações do NE nas proximidades dos poços de sparging. Fonte:[46Wil].\nNº do poço\nProfundidade do nível da água, pés\n1 - Essa tecnologia não é eficiente em áreas com litologias argilosas e siltosas por causa da\nbaixa permeabilidade. Testes pilotos são recomendados, exceto para sítios simples Valores de condutividade hidráulica menor do que 10 -5 cm/seg não são favoráveis à utilização de AS. Não é favorável também para sítios nos quais os contaminantes estejam na fase livre. Para esses casos, em primeiro lugar é indicada a remoção da fase livre por meio de skimmers ou sistemas com bombeamento duplo.\n2 - Aqüíferos com altas concentrações de ferro (>3,0 mg/l) podem formar precipitados desse\nmetal e acúmulo de bactérias o que resultaria na redução da permeabilidade. Um sistema de extração de vapor pode ser requerido para coletar e tratar a corrente de gás - off-gas - gerada.\n3 - Depende de um EVS - sistema de extração de vapor - como tratamento alternativo, a\ntecnologia pode não destruir os contaminantes, por isso existe a possiblidade de gerar resíduos que requerem disposição.\n4 - Pode requerer a retirada e tratamento de grandes volumes de ar para assegurar o volume de ar injetado.\n5 - Fatores adicionais, tais como temperatura de injeção do ar e permeabilidade do aqüífero, afetam a performance dessa técnica. Profundidade da contaminação e características geológicas específicas - permeabilidade, geometria das heterogeneidades litológicas, profundidade da zona saturada - devem ser consideradas.\n6 - Para prevenir desvio na extração de compostos orgânicos voláteis em aqüíferos com pouca profundidade, recomenda-se capping.\n7 - Rotas preferenciais para o fluxo de ar – Channeling - de fluxo do ar pode ocorrer e reduzir a eficiência, como ilustram as figuras 5.3 e 5.4.\n8 - O uso do AS sem o EVS poderá criar pressão positiva total em subsuperfície que pode induzir a migração além da zona contaminada.\nFigura 5.3 - Inibição do fluxo vertical do ar em virtude de estratos impermeáveis.\nFigura 5.4 - Canais preferenciais de fluxo de ar em virtude da alta permeabilidade do estrato sedimentar.\n5.1.5 Custos com tratamento e eficiência\nTaxas de tratamento e custos são extremamente variáveis e dependem do tamanho do sítio, da extensão da contaminação e estabelecimento do nível de descontaminação (cleanup) e tempo disponível para alcançar esse padrão. Os custos com compressores, tubulações, poços e instalações estão em torno de $25 000, Canadá. Estão excluídos desse capital, unidades de tratamento de vapor que custam mais $2 000 se a opção for por carbono fase vapor, e para $100 000 se a opção for combustão termal ou catalítica.\nOs custos operacionais também variam significativamente. podem ser de $10 000/ano e excluem o tratamento da fase vapor e os custos com monitoramento. A tabela 5.6 apresenta os fatores aproximados de custos para um sítio com as seguintes características: WT - water table ou nível da água - com 25 pés, permeabilidade moderada - areia média a fina -, área contaminada de 1 acre.\nTabela 5.6 - Custos aproximados com a aplicação da tecnologia de Air Saparging. Fonte: [4Bro].\nPoço sparge (PVC)\nPoço sparge (inox)\nTotal de poços (10)\nPoços Vents (5)\nRI, FS, A, P\nLinhas e trench (PVC)\nLinhas e trenchs (inox)\nCompressor (300 cfm, 20 psi)\nBomba de Vácuo (1000 cfm, 100")\nTratamento Vapor (carvão ativado)\nF, VOCs, A,\nOperação e Manutenção anual\nLegislação, F, VOC,\nTotal sem opção\nTotal com controle de vapor\nA- área, Co – Concentração, F-fluxo, FS – Fluxo sparg, P – Profundidade, RI – Raio de influência, f - diâmetro.\nA eficiência da remoção é função da concentração inicial, do tamanho do soprador, do espaçamento entre os pontos de injeção e do período de operação. Remoção de BTEX (Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xilenos) em torno de 95% tem sido reportado na literatura. Os custos com o sistema de air sparging depende do tamanho do sítio, do grau de contaminação, da profundidade de aplicação, da geologia - permeabilidade e heterogeneidade.\nConsiderações sobre tecnologias para remediação de solos e águas subterrâneas contaminadas e suas\naplicações em pólos industriais na região metropolitana de Salvador e na antiga fábrica da COBRAC em\n5.2 Extração de vapor do solo - EVS\n5.2.1 Descrição do processo\nO sistema de extração de vapor também chamado de stripping de vapor do solo, extração a vácuo do solo, soil venting ou soil vacuuming, e abreviado por EVS, é usado para remover compostos orgânicos voláteis – VOC’s - e compostos orgânicos semivoláteis – SVOC’s - da zona não saturada – vadosa - do solo. Tem sido utilizado amplamente como tecnologia para remediar sítios contaminados com resíduos perigosos principalmente com VOC’s. O EVS reduz o tempo de descontaminação – cleanup - pela remoção de fontes de contaminação da zona não saturada.\nA figura 5.5 apresenta esquematicamente um sistema de extração de vapor do solo.\nUm sistema de EVS consiste de poços de extração, poços de injeção, bombas de vácuo, compressores de ar, medidores de vazão, amostradores, separador ar/ água, um sistema de controle de VOC’s e lacres impermeáveis. Os poços são geralmente penetrantes na zona contaminada. Na seção filtrante, são colocados filtros com aberturas que facilitam a saída de gases.\nOs VOC’s na zona contaminada movem-se através de vapor do solo para os poços de extração. Esses VOC’s, tipicamente têm peso molecular de 200g/mol ou menos; moléculas largas são insuficientemente voláteis para mover facilmente como vapor; entretanto eles podem ser biodegradáveis na presença de\noxigênio providos dos poços do EVS. Poços de injeção são localizados nas cercanias das áreas contaminadas para desenvolver o fluxo de ar para as regiões em que isso for lento. Separadores de ar/água podem ser necessários para o sistema de remoção de gases – off-gas. O separador é protegido usualmente por sua inclusão antes do exaustor. Taxas do fluxo e composição do off-gas dos VOC’s são medidos regularmente para permitir calcular a taxa de remoção de VOC’s que é quase sempre inicialmente alta e depois decresce gradualmente com o tempo.\nUm poço é perfurado na zona contaminada e uma vacuum blower é usada para retirar o ar da região contaminada e um desumidificador para remover o excesso de água. Camadas com carvão ativado ou unidades de combustão catalítica são usadas para remover VOC’s depois que o gás é removido através dos exaustores, para a atmosfera. Para operações de larga escala, um número de poços pode ser implantado e utilizar um desumidificador simples, unidade de carbono ativado e soprador. Várias outras formas geométricas para o EVS podem ser configuradas, como ilustra a figura 5.6.\n5.2.2 Status da tecnologia / aplicabilidade\nPoucos padrões de projetos e critérios de operação são aplicados para o EVS em virtude, principalmente, das limitações impostas por fatores específicos dos sítios:\n1. Características dos contaminantes inclusive o grau de molhabilidade.\n2. Extensão vertical e horizontal da pluma de contaminação.\n3. Características do solo, particularmente permeabilidade e heterogeneidade.\n4. Profundidade do nível da água - water table - da zona saturada.\n5. Exigências do controle de emissão dos VOC’s pelo órgão ambiental.\n6. Critério para a descontaminação - cleanup - condicionado também pelo órgão ambiental.\nA tabela 5.7 apresenta a relação de vários sítios com os respectivos poluentes e o estado americano onde o EVS foi usado como tecnologia de remediação.\nA forma e distribuição dos contaminantes no solo, vertical ou horizontal, é uma importante consideração na decisão se o EVS é o mais indicado do que outras metodologias de remediação. A heterogeneidade influencia o movimento do ar, assim como a localização dos contaminantes e a presença das heterogeneidades fazem mais difícil a localização dos poços de injeção.\nJohnson et al [24Joh] apresenta um esquema que pode ser seguido quando a tecnologia EVS for decidida para remediação de um sítio contaminado:\n1. análise de viabilidade com base na avaliação dos dados para estabelecer se o EVS é estratégia apropriada de remediação.\n2. teste piloto com o EVS e poços de água subterrânea para determinar os parâmetros físicos e confirmar a qualidade acerca das análises.\n3. projeto do sistema completo\n4. monitoramento para confirmar se o nível de descontaminação – cleanup - estabelecido pela legislação ambiental está sendo alcançada.\nA análise de viabilidade requer informações preliminares acerca da geologia e hidrogeologia do sítio, das características físicas e químicas do contaminante liquido e de algumas regularizações para o descarte.\nO número de variáveis caracteriza o sucesso do projeto e operação do sistema de extração de vapor do solo. As variáveis podem ser classificadas como condições do site, propriedades do solo, características dos contaminantes, variáveis de controle e variáveis de resposta, tabela 5.8.\nFigura 5.6 – Configurações para o EVS\nTCE, PCE, MC, DCE, TCA\nPCE, HC do Petróleo\nTCE, tolueno, etilbenzeno, xilenos,\ntricloropropano, 1,1,1,2 TTCA\nTCE, acetona, clorobenzeno\n1,2 DCA, benzeno, cloreto de vinil,\n1,1,1 TCA, outros.\nThomas Solvents Co.\nVerona Well Field,\nMichigan DCA, TCA, DCE, TCE, PCE,\nCloreto de Vinila, Cloroformio,\ntetracloreto de carbono, benzeno,\ntolueno, xilenos, etilbenzeno,\ncloroetano, Cloreto de metileno.\nTCE, TCA, tolueno\nTroy Facility, Troy\nAcetona, Cloreto de metileno,\nTCE, Tolueno, xileno\nAcetona, tolueno, xileno, cetonas\nTexas Research Inst.,\nHC Clorados, BTEX\nSoutherm Pacific spill,\nTCA, TCE, DCA, DCE\nWell 12 A, Tacoma\nTCE, PCE, Cloreto de Metileno,\n1,2 DCA, TCE, TTCA\nFonte: Serviços Ambientais Pacifico. SINK 1989\nDCE - Dicloroeteno, TCE – Tricloroeteno, PCE – Tetracloroeteno, DCA – Dicloroetano, TCA – Tricloroetano, TTCA – Tetracloroetano, MEK – Metil etil cetona, MIK – Metil isobutil cetona, BTEX – Benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos.\nTabela 5.8. Variáveis a serem observadas na implantação e operação de um EVS.\nDistribuição dos VOC’s\nTaxa de saída de ar\nConfiguração dos poços\nEspaçamento dos poços de extração\nLocalização e geometria das\nEspaçamento dos poços ventilação\nCobertura da superfície do terreno\nDuração do bombeamento\nConcentração dos VOC’s no ar extraído\ne conteúdo da mistura\nPermeabilidade (ar e água)\nDistribuição final dos VOC’s\nConteúdo de carbono orgânico\nConteúdo da mistura final\nConcentração do ar extraído\nCaracterísticas da mistura do\nMistura do ar extraído\nDistribuição do tamanho das\nTemperatura do ar extraído\nEquilíbrio da adsorção\nDifusividade (ar e água)\nO impacto ambiental dessa tecnologia é baixo, e as perturbações no sítio são geralmente mínimas. Os custos dessa tecnologia são inferiores ao de outras, pode ser combinado com outras tecnologias como:\noperações de pump and treat e air sparging.\nGrandes volumes de solos podem ser tratados. O sistema de EVS é relativamente fácil para instalar e utiliza equipamentos disponíveis no mercado. O tempo de descontaminação (cleanup) é geralmente curto, e os materiais tóxicos são removidos do solo, destruídos e podem ser também seqüestrados ou recolocados. Se o contaminante é biodegradável, o EVS pode acelerar a atividade bacteriana, ou seja, constituir-se em um importante componente da bioremediação.\nInjeção de ar em combinação com o capeamento do sítio tem sido uma vantagem para controlar o movimento do ar, porém o sistema de injeção de ar necessita de ser cuidadosamente projetado. Os poços de injeção são construídos com profundidades que variam de cinco a dez pés abaixo do nível da água (water table). Para zonas não saturadas, com pequenas espessuras, o máximo tamanho da seção filtrante é de 20 a 30 pés. Separadores ar/ água são simples para construir e provavelmente devem ser instalados em muitos sistemas.\nPederson e Curtis (1991- a,b) em [46Wil], apresentam algumas vantagens do EVS:\n1. Os compostos a serem removidos podem ser voláteis e semivoláteis (pressão de vapor de 0.5 torr ou maior); não é viável para remover metais , muitos pesticidas, óleos e graxas e PCB’s pelo sistema de extração a vácuo porque suas pressões de vapor são muito baixas.\n2. Os compostos a serem removidos precisam ter baixa solubilidade ou boa mistura no solo. Geralmente não é viável para compostos como acetona e álcoois porque suas pressões de vapor em solos úmidos são também baixas. Entretanto, muitos desses compostos são biodegradáveis e o EVS pode fornecer quantidade de oxigênio adequada o que melhoraria as atividades biológicas.\n3. Os contaminantes a serem removidos precisam estar acima da camada saturada (water table) ou, em casos de LNAPL’s, flutuarem nesse. Em alguns casos é possível rebaixar o nível da água (water table) por bombeamento e assim poder usar o EVS.\n4. O solo precisa ser suficientemente permeável para permitir que os poços de extração de vapor rebaixem por meio do domínio das áreas contaminadas a uma boa taxa.\nUm significante problema do EVS é a remoção dos VOC’s da descarga do gases removidos /exauridos do processo (off-gas). Existe atualmente quatro tecnologias sendo empregadas para a remoção desses VOC’s:\nadsorção de carvão ativado, incineração termal, incineração catalítica e condensação. A tabela 5.9 apresenta características necessárias para o uso desses sistemas de tratamento.\nTabela 5.9 - Características das correntes de emissões para selecionar o sistema de tratamento dos VOC’s nos sítios onde o EVS é usado. Fonte: [46Wil]\nCaracterísticas das correntes de Emissão\nCaracterísticas do VOC\nPeso molecular do VOC entre\n50-150 g/mol para melhor\n5.2.5 Custos com tratamento e eficiência\nSistemas de EVS têm demonstrado ser apto para limpar zona não saturada do solo que esteja contaminado com VOC’s e SVOC’s (compostos orgânicos semivoláteis). Entretanto, os custos representam frações dos custos empregados com outras tecnologias existentes.\nVários fatores específicos podem ter um impacto significativo nos custos, tais como: tamanho do sítio, tipo do solo, natureza do contaminante, nível de concentração do contaminante, condicionamento do órgão ambiental para tratamento dos gases removidos do processo (off-gas) e condições de não-equilíbrio.\nCom base nos dados do relatório U.S EPA (1 989) EVS SITE, os custos médios com remediação por EVS podem variar de $10/ton para $150/ton. Dados mais recentes publicados em 1 993, por esse mesmo órgão, estimam custos da ordem de $11/ton para $162/ton. Esses custos poderão ser acrescidos se houver necessidade de tratamento dos gases de exaustão e se houver também necessidade de disposição de resíduos gerados.\n5.3.1 Descrição do processo\nAir stripping é uma tecnologia de remoção por aeração que permite a transferência de contaminantes orgânicos da fase líquida para a gasosa. É também uma tecnologia não-destrutiva.\nNo processo de air stripping, a corrente de água contaminada é misturada com uma corrente de ar descontaminado, e esse contato faz com que o ar remova as substâncias orgânicas dissolvidas na água.\nOs diferentes tipos de equipamentos utilizados para conduzir este processo são classificados de torres, tanques e lagoas.\nFigura 5.7 - Configurações de Equipamentos para Air Stripping.\nUma torre típica de aeração é semelhante a uma torre de refrigeração de água, em termos de construção. A água contaminada é introduzida no topo da torre e flui por um sistema interno de chicanas ou de grades, projetadas para espalhar a água em uma superficie grande. Conforme a água percorre a torre, um ventilador circula ar pela torre, e as chicanas ou as grades fazem com que o ar entre em contato com a água. Durante esse contato , o ar remove as substâncias orgânicas dissolvidas na água. A torre de fluxo contracorrente parece ser a configuração de equipamento mais apropriada para tratamento de água contaminada, em virtude das seguintes razões:\nela fornece maior área superficial para elaboração do líquido;\nvolumes maiores de ar para a água são possíveis, graças à baixa queda de pressão do ar através da torre;\na emissão de substâncias orgânicas na atmosfera pode ser inaceitável ambientalmente; entretanto uma torre de fluxo contracorrente é relativamente pequena e pode ser conectada a um equipamento de recuperação de vapor.\n5.3.2 Status da tecnologia / aplicabilidade\nEm muitos sítios (USA e Canadá) onde há sistemas de ar stripping como tecnologia para tratamento de água subterrânea, existe a necessidade de implantar tecnologias para controlar e separar as emissões contaminadas antes de serem lançadas para a atmosfera, e isso depende das legislações existentes e também das características de cada sítio.\nEm virtude do fato do air stripping constituir-se em um sistema simples de ser operado e por ocupar um espaço mínimo, esse sistema é uma alternativa para tratamento de água subterrânea contaminada em postos de serviços.\nAr stripping é uma tecnologia comprovada que tem sido usada por várias décadas. Vários equipamentos têm sido manufaturados e disponibilizados por diversas empresas e são comercializadas. Essa tecnologia é limitada para compostos solúveis e com alta volatilidade, como BTEX. Tem sido eficiente para concentrações acima de 10 000 ppb, mas requer pré-tratamento (usualmente na forma de tecnologia de separação) quando existe produto livre (fase livre) presente na corrente de efluente. Águas com alta concentração de ferro (>3mg/l) podem exigir pré-tratamento.\nAir stripping também é uma tecnologia de comprovada confiabilidade. O tempo de montagem do\nequipamento é relativamente curto, e a manutenção requer pouca especialização. O processo apresenta-se relativamente insensível a flutuações de concentrações no efluente e é aplicável à ampla variação de concentrações no efluente. Certos modelos, como tray aeração, requer, para sua operação, pequenos espaços.\nA tecnologia é não-destrutiva e pode gerar resíduos requerendo disposição. Em geral, o gás removido requer tratamento. Os tempos de retenção são bastante baixos, consequentemente grande quantidade de emissões e concentrações de efluentes podem ser processadas. Os padrões de água para consumo humano podem ter dificuldade de serem atingidos, e as altas concentrações de efluentes podem gerar concentrações perigosas na corrente de ar. O crescimento de bactérias e precipitação de ferro podem colmatar o sistema e exigir mais gastos com manutenção do processo.\n5.3.5 Custos com tratamento e eficiência\nApesar das variações dos projetos desse tipo de sistema resultarem em custos variáveis, os componentes principais de um sistema de air stripping, para remoção de contaminantes orgânicos da água, incluem a coluna de grades, o equipamento de alimentação de ar e o equipamento de rebombeamento. Os custos anuais para cada 1 000 litros de água tratada podem variar entre US$0,10 e US$0,15.\nAs unidades geralmente disponíveis podem tratar de 10 a 100 galões por minuto. Os custos para implantação variam de $10 000 a 50 000, mas estão em função do projeto específico, assim como da concentração do efluente, da taxa do fluxo e da eficiência da remoção. Com relação aos custos com operação, estes podem variar de $0,05 a $3,00/1 000 gal. As remoções podem alcançar de 90 a 99,9% dependendo do projeto, bem como do controle da taxa ar/ água e do tamanho e contato da câmara. Fatores adicionais afetam a performance e incluem a temperatura, concentração de efluente, presença de sais dissolvidos e o lodo das atividades biológicas.\n5.4.1 Descrição do processo\nO sistema pump-and-treat ou de bombeamento-tratamento consiste na extração de água contaminada de aqüíferos através de poços de extração, do tratamento da água, com a utilização de diversas tecnologias com o objetivo de atingir o nível de descontaminação desejado. A água subterrânea contaminada, após tratamento, pode ser reinjetada no aqüífero, no caso das condições hidrogeológicas serem favoráveis, para melhorar a eficiência do sistema, já que o superbombeamento altera o gradiente hidráulico do sistema aqüífero em tratamento.\nO objetivo do controle da contaminação da água subterrânea envolve uma das quatro seguintes opções:\nl conter a pluma de contaminação.\nremover a pluma de contaminação, após terem sido tomadas medidas para deter a fonte geradora da contaminação.\ndesviar a água subterrânea para prevenir que essa passe pela fonte de contaminação , ou para evitar que a água subterrânea contaminada atinja uma área de abastecimento de água potável.\nGeralmente o sistema pump-and-treat está associado com outras tecnologias de remediação para acelerar o tempo de descontaminação. A tecnologia de pump-and-treat/controle hidráulico pode ser aplicada nos sítios mais contaminados, especialmente naqueles onde os aqüíferos contaminados possuem alta produtividade. A pluma de contaminação pode ser contida ou manipulada através de poços de bombeamento ou de poços de injeção. O princípio da manipulação da pluma pelo controle hidráulico consiste em efetuar uma mudança no padrão de fluxo da água subterrânea, de forma que os contaminantes possam ser direcionados para um ponto ou pontos específicos de controle. Isso é feito por meio de descarga ou recarga no aqüífero ou por combinação de ambas.\nEstabelecer controle hidráulico requer o posicionamento estratégico de uma série de poços de injeção ou extração. O objetivo dos poços de extração é remoção de massa e também conter plumas de contaminação. A localização e a profundidade desses poços devem ser determinadas por análise detalhada do sítio. Para determinar o espaçamento ideal entre esses poços, (Q), a seguinte equação de Cooper and Jacob pode ser usada:\nQ = (sT/264).(1 / [log (0,3Tt/r 2 w S) ] ) (1)\ns - rebaixamento do poço bombeado (m);\nT- Transmissividade do aqüífero (m2/s);\nt- tempo de duração do bombeio (s);\nr w – raio do poço (m);\nS = Coeficiente de armazenamento .\nNos programas de remediação de aqüíferos que envolvem o sistema pump- and- treat/ controle hidráulico, pressupõe-se que a pluma dissolvida de contaminação esteja envolvida pela zona de captura dos poços de extração. A zona de captura de um poço é definida como a porção do aqüífero que contribui com suas águas ao poço ou sistema de poços, durante determinado intervalo de tempo. A análise de zonas de captura ou zonas de contribuição de poços de extração vem sendo bastante utilizada em projetos de remediação de aqüíferos bem como na delineação de áreas de proteção de baterias de poços para abastecimento de comunidades.\nEssas zonas de captura podem ser caracterizadas por modelos numéricos de rastreamento de partículas, por procedimentos inversos, capazes de caracterizar adequadamente as anisotropias e heterogeneidades inerentes a qualquer sistema hidrogeológico. Métodos analíticos também podem ser aplicados no cálculo de zonas de captura em situações mais simples que envolvam um número mais reduzido de variáveis, em virtude da sua simplicidade de aplicação.\nTanto nos modelos numéricos de rastreamento de partículas quanto nos modelos analíticos, não são considerados os efeitos da dispersão hidrodinâmica bem como de reações químicas que podem, muitas vezes, desviar a trajetória das partículas de fluxo para regiões além da zona de influência dos poços de extração ou mesmo retardar o seu percurso.\nTambém outros modelos matemáticos são usados para estimar a taxa de remoção de contaminantes e, deste modo, estimar a duração da remediação. Os modelos consideram o volume da pluma , a taxa de bombeamento o coeficiente de partição do contaminante na água e nas partículas orgânicas. O tempo t e a taxa de remoção h de contaminante é dada pela equação (2):\nh = (Co-Ct)/Co=1-exp[(Q/K d V)t] (2)\nh = taxa de remoção do contaminante, [M/T];\nCo = Concentração inicial do contaminante, [ML -3 ];\nCt = Concentração do contaminante no tempo t, [ ML -3 ];\nV = Volume de água subterrânea contaminada, [L 3 ];\nQ = Taxa de bombeamento da água subterrânea coletada no sistema, [L 3 T -1 ];\nK d = coeficiente de distribuição do contaminante, , que pode ser calculado ao se\naplicar a seguinte equação, [ML -3 ];\nK d = K oc .f oc Onde : K oc = coeficiente de partição do composto orgânico, massa por\nvolume, f o c = fração de carbono orgânico em materiais do aqüífero, [M/M%].\nO parâmetro K oc pode ser estimado de outras constantes, tais como solubilidade (S) ou coeficiente de\npartição octanol-água (K ow ) de compostos orgânicos. A tabela 5.10 apresenta os valores de K ow e S de alguns compostos orgânicos. Porém, são abundantes as referências bibliográficas que apresentam esses valores. Quanto ao f oc , , varia em geral de 0,02% a 1% para areias; e de 1 a 85% para outros solos.\nO controle hidráulico via zona de captura de plumas de contaminação de água subterrânea é utilizado\ntambém para minimizar a quantidade de água a ser tratada. Atualmente, muitos sistemas operam com taxas constantes e não consideram as variações, nas zonas de captura, resultantes de variações hidráulicas do aqüífero.\nTABELA 5.10- Valores das relações entre K oc e S de tipos de compostos.\nAs equações seguintes podem ser usadas para estimar o coeficiente de partição\norgânico (Koc) com base na solubilidade (S) ou no coeficiente de partição (Kow)\nLogK oc = -0,621logS + 3,95\nLogK oc = 0,72logK ow + 0,49\nLogK oc = +logK ow - 0,21\nSolubilidade, S (mg/l) Hidrofóbico grupo de compostos polares\nA figura 5.8 (a) apresenta esquematicamente, em perfil, a superposição dos cones de depressão dos poços de extração de um sistema de pump-and-treat/ contenção hidráulica e os poços de monitoramento utilizados para amostragem de água e medições de nível de água. A figura 5.8 (b) apresenta mapa, linhas de fluxo e zonas de captura.\n5.4.2 Status da tecnologia / aplicabilidade\nNos Estados Unidos, três quartos dos sítios com água subterrânea contaminada utilizam a tecnologia pump- and-treat para a contenção de plumas/remoção de massa de poluentes dissolvidos.\nDentre os sítios, os sítios altamente contaminados, remediados pela EPA americana, com recursos do Superfund, entre 1 982 e 1 992, 73% dos casos, em que a água subterrânea contaminada alcançou o nível de descontaminação (cleanup) estabelecido, a tecnologia usada foi pump- and- treat. Entretanto, o processo pump-and-treat é freqüentemente ineficiente como tecnologia única por causa do excesso de tempo para o cleanup [30Mac].\nTanto nos Estados Unidos como no Canadá, tem sido usado o pump-and- treat nos últimos 20 anos, entretanto sua eficiência tem sido foco de grandes discussões. O API (American Petroleum Institute) estabeleceu em 1 992 estudos sobre a evolução da aplicação, benefícios e limitações dessa tecnologia. Dos sítios avaliados por esse órgão, em trinta sítios houve controle e/ou redução nos níveis de contaminação. Nesse acompanhamento levou-se em consideração as variações hidrogeológicas de cada sítio, a complexidade operacional e as características dos contaminantes. Esses sítios incluem postos de serviços, refinarias, vazamentos de linhas de transmissão/ transporte de produtos.\nA análise desses sítios confirmou o poder e a fraqueza dessa tecnologia. Seu poder fixa-se no que se refere\nà performance de controle hidráulico de LNAPL’s e constituintes químicos dissolvidos, assim como na\nrecuperação da massa de contaminantes por captura de LPNAP e constituintes dissolvidos. Sua limitação é quanto ao alcance dos critérios de descontaminação (cleanup), especificamente para níveis de máximos de contaminação (MCL’s – Limites Máximos de Contaminação), [48Zan.]\nNa maioria dos sítios contaminados por DNAPL’s, o sistema de pump-and-treat também está sendo utilizado por ser indispensável o controle da migração de plumas de contaminação (National Research Council, 1 994). Esse procedimento, no entanto, pode levar dezenas de anos de operação até atingir níveis de descontaminação aceitáveis, dentro de padrões estabelecidos por critérios de saúde humana e ou ambientais. E, para que haja eficácia nos processos de extração das águas contaminadas, são necessárias taxas de bombeamento suficientemente elevadas para garantir a desejada captura das plumas de contaminação.\nUma forma de reduzir o volume de água bombeada e manter, ao mesmo tempo, sob controle a migração da pluma, é envolver a fonte secundária, total ou parcialmente, utilizando ‘barreiras físicas’ de reduzida permeabilidade. Como consequência, o fluxo advectivo de águas subterrâneas se limita a valores bastante reduzidos , e a captura de águas contaminadas na região envolvida pela barreira pode ser, consideravelmente, otimizada. Processos pump-and-treat acoplados a essas barreiras são comprovadamente eficientes, como se tem verificado para muitos casos de contaminação por DNPL’s, quando ocorre relativo confinamento da fonte secundária pela ocorrência de barreiras capilares naturais\nA remediação por pump–and-treat tem sido adequada para alcançar o controle hidráulico efetivo para\nprojetos apropriados. É também efetivo para remoção de quantidades enormes de contaminantes LNPAL’s de água subterrânea em relativo espaço de tempo. Entretanto, para algumas formações geológicas, a eficiência de remoção pode ser extremamente baixa. Em alguns casos, um sistema pump-and-treat sozinho pode não ser capaz de atender os padrões de descontaminação exigidos pela legislação ambiental.\nFlexibilização no projeto; os poços podem ser adicionados posteriormente. Pode usar a água bombeada, após tratamento, na recarga do aqüífero.\nOs custos com sua implantação são menores do que com a implantação de barreiras físicas.\nPoços de monitoramento do sistema podem ser utilizados como de extração. A limitação existente decorre de seus projetos.\nl Outra vantagem desse sistema é que a água bombeada pode ser tratada por métodos já disponíveis para tratamento de efluentes. Evita a migração de plumas de contaminação dissolvidas na água subterrânea para áreas de abastecimento de água potável em rios, lagos e mesmo aqüíferos, por exemplo.\nFigura 5.8 – (a) Apresentação esquemática de um sistema de pump-and-treat -contenção hidráulica . (b) linhas de fluxo e zonas de captura.\nSe a condutividade hidráulica é baixa ou a geologia é complexa e heterogênea, o sistema pump-and-treat pode não ser a alternativa mais viável para a descontaminação do aqüífero.\nCustos elevados com operação, manutenção e com o sistema de monitoramento.\nRequer o uso de sofisticados modelos matemáticos para avaliar a eficiência.\nRequer tempos longos para atingir níveis de concentração aceitáveis dentro de padrões estabelecidos por critérios de saúde humana e ou ambientais.\n5.4.5 Custos com tratamento e eficiência\nOs custos com essa tecnologia podem variar muito de local para local.\nOs fatores que determinam esses custos são: o arcabouço hidrogeológico do sítio, a extensão da contaminação, a energia elétrica necessária, disponibilidades de outras tecnologias para o tratamento da água explotada\nDuração de bombeamento, manutenção do sistema, rede de poços etc.\nCom relação a sua eficiência, essa será aumentada se o sistema estiver acoplado a outras tecnologias que permitam acelerar o processo e com isso permitir também uma redução no tempo para se alcançar o padrão de descontaminação (cleanup) estabelecido para o sítio.\nEm Maceió, no Pólo Cloroquímico, em cinco anos se extraiu 70 toneladas de organoclorados com essa tecnologia, enquanto que por meio da tecnologia EVS extraiu-se 10 toneladas de organoclorados em 5 meses [39Qui]. No Pólo Petroquímico de Camaçari, em dois anos de operação, o sistema pump-and- treat/contenção hidráulica já extraiu aproximadamente 1,3 toneladas de BTEX, 13,8 toneladas de hidrocarbonetos clorados e 3,3 toneladas de hidrocarbonetos nitrogenados.[32Nob].\nEntretanto, deve ser ressaltado que o objetivo maior da implantação desses sistemas nesses dois pólos industrias foi a contenção da pluma de contaminação, embora grandes quantidades de massas de contaminantes são extraídas.\n5.5.1 Descrição do processo\nA Estabilização é um processo de pré-tratamento no qual são misturados aditivos com rejeitos ou solos contaminados. A finalidade disso é minimizar a taxa de migração de contaminantes no meio-ambiente e promover uma transformação química e/ou física de resíduos ou dos contaminantes dissolvidos no solo, de maneira a diminuir sua toxicidade. Nesse processo, os contaminantes são parcialmente seguros e mantidos em formas menos tóxicas para o meio-ambiente, por adição de ligantes (aditivos).\nA Solidificação é um processo por meio do qual os resíduos perigosos são misturados a outros materiais, fundidos e rapidamente solidificados, de tal forma que os contaminantes permanecem fixos na estrutura do novo material solidificado. A solidificação permite obter materiais com excelente resistência mecânica e resistência à compressibilidade as quais evitam a permeabilidade do material solidificado e inibem a lixiviação das substâncias tóxicas.\nOs objetivos da estabilização e da solidificação são:\ni. minimizar a taxa de contaminação e migração de contaminantes ao meio-ambiente;\nii. reduzir o nível de toxicidade ao meio-ambiente;\niii. permitir manuseio de rejeitos e melhorar suas propriedades físicas;\niv. diminuir a área superficial por meio da qual ocorre a reação dos contaminantes com o meio-ambiente;\nv. reduzir e/ou limitar a solubilidade e toxicidade de compostos perigosos contidos em resíduos/solos;\nvi. reduzir o volume de materiais tóxicos;\nalterar as características físicas de materiais contaminados com vistas à imobilização dos contaminantes.\nOs processos de estabilização utilizam materiais pozolânicos e/ou outros aditivos, como material de mistura a resíduos ou solos contaminados. Esse processo pode ser utilizado, por exemplo, no tratamento ex situ de solos contaminados, onde as unidades de tratamento situam-se fora do sítio contaminado. Os solos estabilizados podem retornar ao sítio escavado ou mesmo receber outro destino, como aterros industriais.\nTécnicas de estabilização/ solidificação in situ permitem que o tratamento seja realizado no próprio local contaminado. Essas aplicações decorrem do uso de equipamentos (brocas ou escavadeiras) preparados para remover o solo e, simultâneamente, promover a adição de reagentes e de misturas de aditivos.\nA Vitrificação é a segunda técnica de solidificação in situ, por meio da qual uma corrente elétrica é forçada a passar entre eletrodos, dispostos ao longo da área contaminada, a qual funde o solo e incorpora os metais tóxicos no produto de reação final vitrificado. O sistema de fusão pode ser equipado com capelas e depressores para recuperação de fumos de reação e/ou de metais parcialmente vaporizados durante as operações, tais como o mercúrio, chumbo e arsênio.\nEssa técnica consiste na fusão de resíduos/solos, com silicatos e outros materiais pozolânicos, em temperatura superior a 1600 o C, seguida de resfriamento rápido para formar material vítreo silicatado ou cerâmico, não cristalino e amorfo. Os materiais vítreos são lentamente lixiviados sob a ação de água e possuem estrutura estável. Essa característica diminui o potencial de contaminação do elemento perigoso para o meio-ambiente e permitindo que essa técnica seja extremamente indicada ao tratamento de materiais perigosos e radioativos.\n5.5.2 Status da tecnologia / aplicabilidade\nOs principais mecanismos físicos e químicos que controlam a eficiência dos reagentes de estabilização/ solidificação são:\na. macroencapsulamento - é o mecanismo pelo qual constituintes de resíduos perigosos são fisicamente presos em uma grande matriz estrutural, onde os constituintes são presos em poros descontínuos com o material estabilizador.\nb. Microencapsulamento - é o mecanismo pelo qual constituintes de resíduos perigosos são fisicamente presos na estrutura cristalina de uma matriz solidificada em níveis microscópicos.\nc. absorção - os contaminantes contidos em meio líquido são absorvidos por materiais sólidos, tais como, solos, minerais dolomíticos, poeiras, etc.\nd. adsorção - os contaminantes são eletroquimicamente ligados aos agentes estabilizadores em uma matriz sólida.\ne. precipitação - os contaminantes precipitam-se dos rejeitos como resultado da transformação dos compostos que contêm os agentes contaminantes em uma fase (forma) mais estável, tornando-a insolúvel ao meio líquido original.\nf. desintoxicação - transformação química de um constituinte tóxico em uma forma menos tóxica ou atóxica na matriz sólida, pela ação dos agentes estabilizadores.\nRespaldado nos mecanismos físico-químicos, os processos de Estabilização/Solidificação existentes são\n1) Técnicas de encapsulamento - são empregados polímeros orgânicos específicos;\nSolos contaminados ou resíduos perigosos podem ser estabilizados por meio da fusão de uma mistura de materiais termoplásticos com os resíduos. Os termoplásticos comumente utilizados são o betume, asfalto, polietileno, polipropileno e ou compostos sulfetados. A mistura de polímero orgânico e resíduo seco é submetida a temperaturas que variam de 130 a 230 o C. Após a fusão e quando solidificados, a mistura constitui-se de um material seco e apropriado para disposição final. O termoplástico estabilizado deve ser resistente à lixiviação e a biodegradação. A principal preocupação deve ser a não-introdução de elementos deletérios à estrutura solidificada do termoplástico.\n2) Técnicas de fixação inorgânica, por meio dos seguintes processos:\nEstabilização a base de cimento - a maioria dos resíduos, na forma de lamas, pode ser misturada diretamente com cimento e os sólidos suspensos podem ser incorporados à matriz rígido de concreto endurecido. Esse processo é particularmente eficiente para resíduos com elevados teores de metais tóxicos, uma vez que estes são convertidos em hidróxidos e carbonatos insolúveis. Estabilização a base de materiais pozolânico - os materiais pozolânicos, artificiais ou naturais, são materiais que podem reagir com o óxido de cálcio, na presença de água, para produzir um material similar ao cimento. Os materiais pozolânicos comumente usados são cinzas, poeiras de fornos de cimento ou escória de alto- forno, que são produtos residuais com pequeno ou nenhum valor comercial. O uso desses materiais é particularmente vantajoso, pois permite que resíduos gerados em duas fontes distintas possam ser tratados simultaneamente. Os materiais pozolânicos são freqüentemente adicionados ao cimento Portland para reagir com o hidróxido de cálcio livre e assim melhorar a resistência física e química do resíduos aglomerados. Estabilização a base e adição com cal hidratada - a estabilização de lamas tóxicas e/ou ácidas é freqüentemente realizada com a adição de hidróxido de cálcio (Ca(OH) 2 ). Essa técnica é tipicamente adequada para contaminantes inorgânicos e amplamente empregado para lamas anódicas, tais como as oriundas do processo de refino eletroquímico da produção de cobre metálico.\nEsses princípios podem ser aplicados e adequados ao tratamento e/ou recuperação de solos contaminados por compostos orgânicos ou metais pesados.\nA tabela 5.11 apresenta uma lista de sítios contaminados dos EUA por resíduos perigosos e tratados por técnicas de estabilização. A tabela também apresenta o tipo e a quantidade dos contaminantes tratados.\nTabela 5.11 – Recentes aplicações de tecnologias de estabilização/solidificação (EUA)\n12,2 m 3\n114,7 m 3\n340 m 3\n45,9 m 3\nPCBs , As\n( 1- 200\n179,7 m 3\nAlguns exemplos da aplicabilidade das técnicas de estabilização/solidificação e vitrificação são apresentados\n5.5.2.1 Estabilização de solos contaminados com chumbo por meio do uso da Apatita\nA estabilização de solos e rejeitos contaminados por chumbo que usa a hidroapatita [HA], [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ], um mineral encontrado em jazidas de rochas fosfáticas, foi originalmente desenvolvida pela Environmental Protection Agency e o Departamento de Agronomia da Universidade de Ohio em 1 993, [40Rya].\nTestes sobre a eficiência de diferentes tipos de apatitas, naturais e sintéticas, para estabilizar o chumbo em solos contaminados, [31Ma.],[27Lap], demostraram que a apatita pode ser efetiva em: (i) imobilizar o Pb em soluções aquosas e; (ii) reduzir o Pb solúvel em água de solos contaminados entre 60 a 100%. O mecanismo primário da imobilização de Pb foi por dissolução das rochas fosfáticas e a precipitação de um mineral com características semelhantes à fluorpiromorfita.\nA fixação e estabilização dos compostos de chumbo no solo é possível por meio da dissolução de hidroxidoapatita e precipitação de um composto estável, a hidróxido-piromorfita [Pb 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ]. Os mecanismos de reação estão associados a uma dissolução da hidroxidoapatita (reação 3) seguida da precipitação de hidróxido-piromorfita, (reação 4):\nCa 10 (PO 4 ) 6 (OH) (s) + 14 H + (aq) « 10 Ca 2+ (aq) + 6H 2 PO 4 – (aq) + 2H 2 O (3)\n10Pb 2+ (aq) + 6H 2 PO 4 – (aq) +2H 2 O « Pb 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 (s) + 14 H + (aq) (4)\nTanto a reação de dissolução (3) quanto a de precipitação (4) ocorrem na ausência de metais que possam competir com a troca iônica entre o P e o Pb. A reação de precipitação permite também a incorporação no\nsolo de um rico macronutriente mineral, tal como o P, capaz de aumentar o poder de fertilização do solo e corrigir o pH. A hidróxido-piromorfita é um composto de chumbo mais estável, não-lixiviável e não-solúvel em condições normais.\nCom base nas investigações sobre a estabilização de chumbo dissolvido em solos mediante a ação de apatita, a companhia Proactive Applied Solutions Corporation desenvolveu um produto para tratamento de materiais e solos contaminados por chumbo. Esse produto denominado LEADX TM é um aditivo químico que, misturado ao material ou solo contaminado, liga-se quimicamente a cátions de Pb livre para formar hidroxido-piromorfita.\nEsse produto é aplicado em situações para remediação de solos contaminados, remoção de chumbo de pinturas e desoxidante de efluentes contaminados por chumbo. Esse aditivo liga-se a solos, areias, materiais vítreos, escórias e outros materiais que contêm chumbo.\n5.5.2.2 Estabilização de solos contaminados por mistura in situ e ex-situ\nEssa técnica é de potencial aplicação em casos em que não é necessário misturar uniformemente os contaminantes com os agentes estabilizadores. Essa técnica emprega freqüentemente equipamentos da construção civil, escavadoras, tratores, etc, que são adaptados para exercer tarefas que proporcionem a mistura do solo contaminado com os agentes estabilizadores.\nEsse processo foi utilizado pela EPA para remediar uma área originalmente utilizada para recuperação de óleo automotivo, [10Cur]. O óleo derramado formara lagoas que receberam uma mistura de reagentes na proporção 100 partes de solo: 15 partes de cal virgem: 5 partes de pó de fornos de cimento. A completa fixação dos reagentes e a estabilização do solo foi definida de acordo com os seguintes critérios: (i) inspeção visual indicando a formação de um material sólido e com aparência similar ao solo; (ii) isenção da presença de fases líquidas; (iii) razão de reagentes para o material estabilizado de 1:6.\nA figura 5.9 apresenta de forma esquemática a aplicação dessa técnica com o emprego de perfuratrizes modificadas, as quais permitem a escavação, adição e mistura simultânea.\nFigura 5.9 – Equipamento para estabilização de solos in situ\nMistura ex-situ (em batelada)\nEsse método emprega um misturador mecânico para realizar misturas em batelada ou contínuas de aditivos ou reagentes de estabilização com os resíduos e rejeitos perigosos, em solos contaminados. O processo em batelada é realizado com a adição de quantidades fixas de resíduos e reagentes para misturas em período de tempo determinado. O processo contínuo permite a adição e mistura de reagentes com os resíduos perigosos em tempos de contato que são determinados pelo projeto do equipamentos de alimentação e de mistura do misturador. O material estabilizado destina-se a disposição final e é geralmente acondicionado de forma compactada na área original contaminada.\nEsse método permite maior controle sobre a razão quantidade de reagentes para a quantidade de resíduo e assegura uma mistura eficiente, superior à técnica de mistura in situ. Contudo, mesmo o processo em batelada é difícil assegurar que essas técnicas proporcionam completa mistura dos resíduos com os reagentes.\n5.5.2.3 Método de vitrificação se solos contaminados\nA tecnologia de Vitrificação está sendo empregada com sucesso nos Estados Unidos, por meio do programa Superfund Sites, Environmental Protection Action – EPA, para a remediação de áreas contaminadas. A vitrificação pode ser realizada in situ ou em batelada, (ex situ).\nVitrificação In Situ de solos contaminados\nA vitrificação de solos contaminados in situ, realiza-se por meio da aplicação de uma corrente elétrica para a obtenção de elevadas temperatura de fusão, capaz de fundir o solo e seus contaminantes. O produto da fusão, após resfriamento, é uma massa solidificada constituída de solo e contaminantes não-voláteis.\nEssa técnica baseia-se na capacidade do solo em conduzir eletricidade e permite que uma área contaminada possa ser tratada mediante a passagem de corrente elétrica entre dois pólos elétricos. A condução térmica produz o aquecimento do solo e de seus contaminantes na área inserida entre os pólos. Em temperaturas próximas da temperatura de fusão do solo, a condutividade elétrica do solo aumenta, aumentando a transferência de calor para o meio, e isso proporciona aumento da capacidade de fusão do solo.\nInicialmente, a área de solo a ser tratada é coberta por uma camada superficial de grafite e fibra de vidro que servem para dar início ao processo (frente de queima). Eletrodos retangulares de grafite são geralmente empregados e espaçados entre si mantendo distância média de 1,7 metros. Uma vez iniciado o processo, a massa de solo fundida cresce verticalmente a partir da camada superficial e longitudinalmente em direção ao centro da área a ser tratada, a partir da parede dos eletrodos.\nCom o aumento da temperatura, entre 1 600 a 2 000 o C, os materiais orgânicos presentes nos solos são inicialmente vaporizados e posteriormente ocorre a pirólise (abertura em ausência de oxigênio) de seus elementos constituintes. Os gases de combustão, em sua maioria combustíveis ao ar, movem-se vagarosamente por meio da massa fundida em direção à superfície. Uma parte pode ficar dissolvida na massa fundida e outra ser emitida ao meio-ambiente, após passar por um sistema de captação e tratamento de gases. O solo é fundido a taxas de 4 a 6 toneladas por hora e resulta em uma frente de fusão de 1 a 2 polegadas por hora. O produto final de reação possui grande semelhança com material vítreo. Durante o resfriamento, existe redução de volume total em virtude da contração durante solidificação, figura 5.10.\nFigura 5.10 - Tecnologia de vitrificação in-situ\nA tecnologia de vitrificação in situ foi aplicada para o tratamento de solos contaminados, de uma área industrial da produção de herbicidas e pesticidas, em Grand Ledge, Michigan, USA, [45Tim]. Na área contaminada, foi escavada uma trincheira de profundidade de 5 metros e posteriormente coberta com uma parede de concreto para separar o solo limpo do solo contaminado. A cobertura foi equipada com um interceptor para evitar que águas subterrâneas pudessem entrar em contato com o solo contaminado.\nAs operações por fusão foram monitoradas por análises químicas realizadas para as emissões de gás de combustão, do solo vitrificado e do solo imediatamente vizinho ao vitrificado. Os resultados fornecidos pela EPA indicaram que:\nl todos os elementos críticos foram incorporados e imobilizados no material monolítico\nfundido, sem registro de concentração de matéria orgânica no produto vitrificado;\nas análises dos gases de combustão não apresentaram níveis de pesticidas ou materiais orgânicos;\no solo vizinho ao vitrificado não apresentou nenhuma concentração detectável de contaminantes.\nVitrificação Ex Situ de solos contaminados\nA técnica de vitrificação permite ainda que solos contaminados sejam misturados à carga de resíduos sólidos industriais, a ser vitrificada, juntamente com aditivos químicos, constituindo-se em grande vantagem ao gerenciamento de resíduos. Essa tecnologia é potencialmente aplicada ao tratamento simultâneo de solos contaminados e de resíduos sólidos visando à obtenção de um produto com aplicação comercial, tal como, material agregado para a pavimentação. O processo emprega um forno elétrico com capacidade de atingir temperaturas superiores a 1 600 o C. A mistura padrão para iniciar o processo constitui-se de uma mistura de vidro reciclado, poeiras de fornos e dolomita. Após fusão da mistura padrão, o solo é então carregado no forno para fusão em estágios que duram no mínimo 5 horas.\nA tecnologia de vitrificação está em constante evolução. Hoje, já é possível a aplicação comercial de vitrificação para solos ou rejeitos que contenham metais pesados e/ou radioativos por meio de um sistema de combustão a plasma. A companhia Vortec Corporation, Collegeville, PA, EUA, desenvolveu um sistema de combustão que utiliza uma câmara de combustão em leito fluidizado, no qual os solos contaminados, os materiais pozolânico e aditivos são misturados, fundidos a temperaturas próximas de 1 900 a 2 500 o C, a depender das características do solo e solidificados, EPA/540/S-97/501, [13Epa].\n5.5.3 Vantagens e desvantagens\nDentre as vantagens e desvantagens da aplicação da tecnologia de estabilização/solidificação pode-se destacar:\ntratamento de Estabilização/Solidificação in situ é mais oneroso do que o tratamento ex situ, por permitir o tratamento de maiores volumes de solo e tratar subsolos a profundidades superiores a 3m;\ntratamento in situ não permite uma homogeneidade da mistura (solo + aditivos) e, conseqüentemente, não pode assegurar garantias de imobilização a longo prazo;\na compatibilidade entre o resíduo, reagentes e o material agregante é importante parâmetro, pois define a melhor forma das operações de manuseio e evita que as misturas de materiais possam reagir entre si de forma danosa;\na Estabilização não se aplica a resíduos com mais de 10 a 20% de constituintes orgânicos em virtude da possibilidade de interferência nos processos físicos e químicos que mantêm agregados os resíduos;\nambas as tecnologias de Estabilização/Solidificação melhor se aplicam:\n(i) a material inorgânico em solução ou suspensão aquosa que contém consideráveis quantidades de metais pesados ou sais inorgânicos; (ii) a remediação de solos contaminados por vasta gama de metais;\na Vitrificação se aplica a solos contaminados por misturas de compostos orgânicos e metais;\na seleção do mais adequado processo de tratamento requer exata caracterização química e física do resíduo a ser tratado, da quantidade a ser manuseada, da localização e das características ambientais da área onde o resíduo tratado deverá ser disposto;\ndeve-se proceder análise técnico-econômica sobre a aplicabilidade dessas técnicas, com base na quantidade de contaminantes/solos a ser tratada, composição, propriedades químicas, físicas e físico- químicas, como sobre um inventário de cada fonte de geração do resíduo (processo ou operação original), o local de geração do resíduo, disposição final, transporte, etc.\nas principais vantagens do processo de vitrificação são: alto grau de contenção dos resíduos e o baixo custo dos materiais aditivos, tais como, cal, sienitos, argilas monolíticas e redução do volume de resíduos. Como desvantagens da vitrificação, podem ser citados: a evaporação e a dispersão de alguns constituintes, especialmente os metais de baixo ponto de evaporação (K, Na, Zn, Cu, Sn, etc.); alto consumo de energia associado a altas temperaturas exigidas para fusão da carga silicatada, em fornos elétricos; mão-de-obra especializada e equipamentos sofisticados ou caros.\n5.5.4 Custos com tratamento e eficiência\nA tabela 5.12 apresenta índices econômicos sobre a aplicação de tecnologias de estabilização/solidificação.\nTabela 5.12 - Índices econômicos e de efetividade da aplicação de tecnologias de estabilização/solidificação para remediação de áreas industriais contaminadas (EUA).\nBase Cal e\nFonte: Landreth, Robert E. (1982):"Guide to Disposal Chemically Stabilized Solidified Waste,\nUSEPA, Cincinnati, Ohio, USA.Com base no custo total de US$91.00/t ;\n**Desprezível, mas os custos de energia para calcinação são apreciáveis.\n5.6.1 Descrição do processo\n"Soil flushing" é uma tecnologia inovadora de remediação que consiste em produzir um fluxo de uma solução de lavagem no subsolo, a qual move os contaminantes para determinada área de onde são removidos.\nA solução de lavagem ou "flushing solution" é determinada de acordo com as especificações químicas e/ou físicas dos contaminantes. As soluções comumente utilizadas são de dois tipos: (1) água; ou (2) água com aditivos tais como, ácidos (baixo pH), bases (alto pH) ou produtos tenso-ativos (detergentes).\nA adição de água é usada para tratar contaminantes que se dissolvem facilmente em água. Soluções ácidas podem ser mistura de água e de ácido, tal como ácido nítrico ou ácido hipoclorito. Soluções ácidas são usadas para remover metais e contaminantes orgânicos, tais como aqueles tipicamente usados em recargas de baterias ou em processos industriais de cromagem. Uma solução básica é uma mistura de água e uma base, tal como hidróxido de sódio (amônia é um exemplo de uma base comumente usada para limpeza de residências). Soluções básicas são usadas para tratar fenóis ou outros metais. Um surfactante pode ser um detergente ou um emulsificador. O emulsificante ajuda a misturar substâncias que normalmente não se misturam com óleo nem com água. Por essa razão, as soluções surfactantes são efetivas na remoção de contaminantes oleosos.\nSolventes orgânicos podem ainda ser usados para dissolver metais que não são facilmente dissolvidos em meio aquoso.\nResumidamente, essa técnica promove:\ninjeção de soluções de lavagem através de poços escavados em solos próximo da área contaminada;\nforça o movimento da pluma de contaminação em direção aos poços de extração;\neficaz em solos com material argiloso mais grosseiro;\nrequer perfurações para proceder a injeção e a extração das soluções;\nrequer grande conhecimento da geologia da área;\nrequer conhecimento das características dos contaminantes no subsolo.\nA figura 5.11 apresenta esquematicamente o processo de Soil Flushing, utilizando poços verticais.\nFigura 5.11- Processo Soil Flushing com poços verticais\n5.6.2 Status da tecnologia / aplicabilidade\nO processo de soil flushing inicia-se com a perfuração de poços de injeção e de extração no solo contaminado. A quantidade de poços, localização e profundidade de injeção e extração dependem de vários fatores geológicos, como também de considerações de engenharia.\nA partir dessas considerações, os poços podem ser escavados tanto verticalmente como horizontalmente. Equipamento adicional, que deve ser colocado junto com os poços, são sistemas de tratamento do fluxos de águas extraídos e injetados. A tecnologia atual permite que esses equipamentos sejam móveis, porém, em casos em que o volume tratado seja muito grande, os sistemas de tratamento de água devem ser construídos nas proximidades dos poços perfurados.\nO sistema de tratamento de água consiste no bombeamento da solução de lavagem dentro dos poços de injeção. As soluções passam através do solo e carregam os contaminantes em seu caminho na medida em que esta se move em direção ao poço de extração. Os poços de extração coletam a solução misturada com contaminantes.\nA solução contendo os contaminantes é bombeada até a superfície através dos poços de extração. Ao atingir a superfície, essa solução é tratada pelo sistema de tratamento de fluxo de água para remover os contaminantes. Os contaminantes são tratados ou dispostos para tratamento posterior. A água tratada pode ser recirculada para uso na solução de lavagem. Todo e qualquer tipo de vapores ou gases devem ser coletados e tratados, durante as etapas de tratamento de fluxo de água, antes de serem devolvidos à atmosfera.\nO tratamento por "soil flushing" é adequado ao tratamento de contaminantes específicos e podem ser adequados segundo as características dos contaminantes. Para solos contaminados com óleos ou resíduos oleosos, a solução de lavagem pode conter surfactantes (aditivos) para remover mais rapidamente os compostos oleosos do subsolo.\nO maior potencial de aplicação das técnicas In situ soil flushing é em solos cujas características geológicas permitam o maior deslocamento da solução de lavagem garantindo, assim, maior contato com os contaminantes.\nContudo, existe um limite na efetividade do processo de soil flushing. Para alguns fluídos usados nas soluções de lavagem, os aditivos neles contidos podem criar condições para novo tipo de contaminação do subsolo se não forem removidos por completo, após a aplicação do processo de descontaminação.\nDentre as questões a serem investigadas para avaliar a possibilidade de implementação desta tecnologia, observa-se:\nos fluxos de água subterrânea devem ser conhecidos para se estabelecer o melhor projeto de perfuração.\ncompleto conhecimento litológico da área a ser tratada a fim de se ter uma idéia do completo percurso da solução de lavagem e prevenir sua dispersão para áreas onde não poderão ser coletados as soluções elutriadas.\n"soil flushing" não se adapta ao tratamento de solos contaminados por uma mistura de substâncias perigosas, como metais e óleos. Isso se deve ao fato da dificuldade em se preparar soluções que devam remover de modo eficaz diferentes tipos de contaminantes ao mesmo tempo.\nA tabela 5.13 apresenta alguns exemplos da aplicabilidade do processo de Soil Flushing para a remoção de contaminantes em solos contaminados.\nIndustrias onde foram usados\nMetais pesados (Cu, Cr, Pb, Zn)\nRecuperação de baterias,\nSolventes halogenados (TCE,\nAromáticos (benzeno, tolueno,\nGasolina e óleo combustível\nPCBs e fenois clorados\nPesticida, Herbicida, Energia\nA tabela 5.14 apresenta um resumo da eficiência do processo soil flushing para tratamento de plumas contaminadas por cromo, no período de agosto de 1 988 a dezembro de 1 995, pelo programa Superfund Site, EPA 542—96-0006, [14Epa].\nTabela 5.14 – Sumário da extração e tratamento de plumas contaminadas por cromo, no período de agosto de 1 988 e dezembro de 1 995 pelo programa Superfund.\nMédia diária tratada\nExtração do subsolo\nConcentração de Cr(VI)\n146 mg/l a 1,923 mg/l\nMassa de CR (VI)\nRecarga de infiltração\n5.6.3 Vantagens e desvantagens\nRequer grande conhecimento da geologia da área a ser tratada.\nNão se aplica a remoção de mistura de contaminantes metálicos ou orgânicos.\nRequer cuidados no uso e emprego de aditivos a serem injetados na solução de lavagem.\nMelhor indicado ao tratamento de solos contaminados por um contaminante específico.\nO solo é tratado "in situ" e a água retirada pode ser recirculada valendo-se de tratamento de remoção de gases e contaminantes.\n5.7.1 Descrição do processo\nSoil washing é um processo no qual os solos contaminados são escavados, removidos do local original, tratados fisicamente na superfície e misturados com aditivos preparados para remover os contaminantes. Resumidamente, o processo separa as partículas finas (silte) das partículas grosseiras (areias). A separação granulométrica promove a redução no volume de solo contaminado, também reduz relativamente os custos de separação e minimização de resíduos requeridos por tratamento posterior.\nGeralmente os solos são constituídos de finas partículas (siltes e material argiloso) ou partículas grossas (areias e cascalhos), material orgânico, água e ar. Os contaminantes tendem a se ligar, quimicamente ou fisicamente, com argilas e material orgânico que, em seu turno, se ligam a areias e arenitos. Quando o solo contém grande quantidade de matéria orgânica e argila, os contaminantes se incorporam mais facilmente ao solo e movem-se com dificuldade. Processo inverso ocorre quando somente uma pequena quantidade de argila e matéria orgânica está presente.\n5.7.2 Status da tecnologia e aplicabilidade\nO processo se realiza por meio da lavagem do solo, por água combinada com aditivos químicos e um processo mecânico de compactação de solos. Esse processo de compactação remove os contaminantes perigosos e concentra o solo em volume menor ao originalmente escavado. Os contaminantes perigosos tendem a se ligar quimicamente ou fisicamente com o silte, e estes com areais e partículas pedregosas. O processo separa o solo contaminado fino (silte) das partículas grossas não-contaminadas (areias e cascalhos). Ao final do processo, a parte do solo de menor volume (contendo as partículas finas e contaminadas) pode ser posteriormente tratado por outros métodos, tais como incineração e bioremediação ou, ainda, disposto de acordo com a legislação estadual ou federal.\nGeralmente os equipamentos são transportados para o local do solo contaminado. O primeiro estágio do processo é dragar a área contaminada e remover o solo contaminado para a etapa de tratamento físico. Nessa etapa, promove-se a remoção de materiais grandes, como rochas. O material remanescente é então encaminhado à unidade de separação granulométrica, onde o solo é misturado com uma solução de lavagem e agitado. A solução de lavagem pode ser simplesmente água ou ainda pode conter outros aditivos, como detergentes, os quais removem contaminantes do solo. Esse processo é similar ao de uma máquina de lavar, EPA 542-F-96-002, [15Epa].\nA água de lavagem é drenada da unidade de processamento de solos e seca com água limpa. Grandes equipamentos de soil washing tratam mais de 100 metros cúbicos de solo por dia. As areias e pedras são removidas e testadas quanto aos teores de contaminantes. Se for confirmada a não-presença de elementos perigosos ou tóxicos, essas partículas podem retornar ao campo como material de enchimento. Se, contudo, traços de contaminantes forem detectados, o material pode retornar à unidade de lavagem ou coletado para outro tratamento ou levado para deposição final.\nAs argilas finas e material argiloso contaminado é retirado da unidade de lavagem e então separado da água ou solução de lavagem. Esses líquidos , os quais podem conter contaminantes, são tratados e só então destinados a recirculação. Os aditivos empregados interferem ou podem interferir no processo de tratamento da água de lavagem e, neste caso, alguns aditivos deletérios a esse tratamento devem ser removidos ou neutralizados por tratamento preliminar da água de lavagem. As argilas finas e os materiais argilosos, se isentos de contaminantes, podem retornar ao local de origem ou, caso contrário, retornam à unidade de tratamento ou são separados para posterior tratamento. Diagrama simplificado do processo pode ser apreciado na figura 5.12.\nO processo de soil washing pode ser usado isoladamente ou em associação com uma outra tecnologia de tratamento. O principal uso dessa tecnologia é na redução do volume, por meio dela os contaminantes se concentram nas frações relativamente inferiores da escala de distribuição granulométrica do material. A maior porcentagem de materiais grosseiros no material a ser processado é diretamente proporcional ao custo efetivo de aplicação dessa tecnologia.\nFigura 5.12 – Diagrama típico de um processo Soil Washing\nEssa tecnologia melhor se aplica para solos que não contêm grande quantidade de silte. Em alguns casos, essa tecnologia é melhor aproveitada e/ou aplicada em associação com uma outra tecnologia de tratamento.\nRecentemente, essa tecnologia foi aplicada para remover a contaminação por metais, como o chumbo, o mercúrio, o cromo e o de 19 000 toneladas de solos e lodo, em uma área industrial desativada, na cidade de King of Prussia, New Jersey, USA. Esse processo permitiu, por exemplo, que os níveis de cromo por quilo de\nsolo diminuíssem de 8 000 (mg/kg) para 480 mg/kg.\nA tabela 5.15 apresenta, como exemplo, alguns lugares nos Estados Unidos onde essa tecnologia foi aplicada pelo programa Superfund Sites - EPA.\nCabot Waste Oil\n5.7.3 Vantagens e desvantagens\nSoil washing pode ser usado para tratar ampla gama de contaminantes, tais como, metais, gasolinas, óleos combustíveis e pesticidas.\nO tratamento ocorre em circuito fechado sem contaminação do ambiente externo.\nPermite o controle de condições operacionais com as quais as partículas são tratadas, como pH e temperatura.\nPermite que resíduos perigosos possam ser escavados e tratados no próprio local.\nPossui o potencial de remover ampla e variada quantidade de contaminantes químicos dos solos.\nPermite ser implantado como tratamento preliminar, pois reduz significativamente a quantidade de material que deve ser requerida para tratamento por outra tecnologia.\nPermite a obtenção de materiais homogêneos para tratamento posteriores.\nQuando satisfatoriamente aplicada, essa tecnologia promove redução em volume de até 90% (o que significa 10% do volume original que seria requerido por outro tratamento).\nA adição de aditivos para melhorar a eficiência do processo pode acarretar em custos e dificuldades no tratamento da água de recirculação.\n5.7.4 Custos do processo\nA tabela 5.16 apresenta os custos do emprego da tecnologia Soil Washing em comparação com as tecnologias para tratamento de solos contaminados por metais pesados (Cr, As, Cd, Hg, Pb e seus compostos), dentre estas: Solidificação/Estabilização, Vitrificação, Soil Washing e Soil Flushing.\nCusto estimado (US$/ton)\n60 a 290\n400 a 870\n60 a 245\nFonte: "Technology Alternatives for Remediation of Contamined Soils" – EPA Bulletin, 540/S-97/500, March,\nObserva-se que a tecnologia de remediação pelo processo Soil Washing enquadra-se dentre aquelas com menor custo de aplicação.\n5.8.1 Descrição do processo\nA bioremediação é um processo de tratamento com microrganismos que transformam substâncias tóxicas em substâncias menos tóxicas ou não-tóxicas. Poluentes tóxicos, sobretudo compostos orgânicos, podem ser degradados pelos microrganismos e ocorrer redução significativa das concentrações dos contaminantes, no solo e na água, eliminando-se riscos à saúde humana e ao meio ambiente. Uma vez os contaminantes degradados, a população de microrganismos é reduzida em virtude da menor oferta de alimento disponível no meio. Em adição à bioremediação, imobilização e volatilização de alguns componentes podem ocorrer durante o processo de tratamento.\nEsse processo de tratamento é uma reação bioquímica mediada por microrganismos. Um composto orgânico é oxidado (perde elétrons de hidrogênio) por um aceptor de elétrons, e este é reduzido, ganhando elétrons de\nhidrogênio. Vários aceptores de elétrons têm sido identificados como o oxigênio (O 2 ), nitrato (NO - 3 ), sulfato\n(SO 2- 4 ) ou dióxido de carbono (CO 2 ). A utilização do oxigênio como um aceptor de elétron é denominado de biodegradação aeróbica; enquanto com os outros elementos, biodegradação anaeróbica.\nAssim, a bioremediação pode acontecer sob condições aeróbicas e anaeróbicas. Em condições aeróbicas, os microrganismos usam o oxigênio da atmosfera. Com oxigênio suficiente, os microrganismos irão converter muitos contaminantes orgânicos em dióxido de carbono e água. Em condições anaeróbicas, os microrganismos quebram os compostos químicos, como nitrato e sulfato, para a obtenção da energia de que precisam. Algumas vezes, durante os processos aeróbicos e/ ou anaeróbicos, os produtos intermediários são menos, equivalentes ou mais tóxicos que os contaminantes originais [16EPA].\nA superfície do solo contém grande número de microrganismos que incluem bactérias aeróbicas ou anaeróbicas, fungos, actinomicetos e protozoários. As tecnologias de bioremediação aumentam o crescimento da população microbiana e criam condições ótimas para o máximo de degradação possível. Os microrganismos só podem fazer a degradação se as concentrações dos poluentes não são tóxicas para eles; se o tipo e/ ou o número dos microrganismos forem adequados; não houver condições excessivamente ácidas ou alcalinas – faixa de pH ótima de 5,5 a 8,5; disponibilidade de nutrientes como fósforo, nitrogênio e outros; condições de água no solo de 25 a 85%; não faltar oxigênio ou outro receptor de elétron.\nOs microrganismos utilizados podem ser nativos ou introduzidos. Os nativos são encontrados no sítio estudado, cujo crescimento é estimulado pelo fornecimento de nutrientes, oxigênio e temperatura adequada. Caso seja necessário degradar um contaminante particular, cujo microrganismo precise ser trazido de outro sítio, as condições do solo têm de ser ajustadas para a necessidade do microrganismo introduzido [16EPA].\n5.8.2 Status da tecnologia e aplicabilidade\nA bioremediação na atualidade privilegia a bactéria local e oferece apenas suporte para se desenvolver e digerir os poluentes. Para hidrocarbonetos aromáticos e organoclorados, o procedimento comum é adicionar nutrientes ao solo, principalmente fosfato e ou nitrogênio, para favorecer a proliferação dos microrganismos. Outras aplicações precisam ser estudadas e direcionadas de forma específica ao poluente. Injeta-se oxigênio em contaminantes de hidrocarbonetos aromáticos ou de pentaclorofenol, visto estes serem atacados por bactérias aeróbias. Já os organoclorados, mais resistentes, requerem injeção de glicose para a proliferação de bactérias anaeróbias, suas principais degradadoras.\nA bioremediação é aplicada em duas categorias: in situ ou ex situ. No tratamento in situ, o solo ou água contaminada é tratada no local. No tratamento ex situ, o processo requer escavação do solo contaminado ou bombeamento da água antes de ser tratado [16EPA].\nAs principais técnicas de bioremediação são:\n(1) - Bioremediação em solo, lodo e sedimento\nBiodegradação – É um processo em que microrganismos nativos ou introduzidos degradam contaminantes presentes no solo. O processo típico consiste na percolação ou injeção de água limpa com nutrientes e saturada com oxigênio dissolvido. Essa técnica tem sido utilizada com sucesso na remediação de solos contaminados com baixos teores de hidrocabonetos de petróleo, solventes, pesticidas, preservativos de madeira e outras substâncias orgânicas.\nBioventing – É uma tecnologia promissora que aumenta a biodegradação natural de hidrocarbonetos de petróleo mediante fornecimento de oxigênio aos\nmicrorganismos existentes no solo. Utiliza baixas vazões de ar, suficientes apenas para manter a atividade microbiana. Na maioria dos casos, o oxigênio é fornecido pela injeção direta de ar na massa de solo contaminado, onde ocorre também a biodegradação de compostos orgânicos voláteis, que se movem lentamente através do solo biologicamente ativado. Essa técnica tem sido utilizada em solos contaminados com hidrocabonetos de petróleo, solventes não-clorados, alguns pesticidas, preservativos de madeira e outras substâncias orgânicas.\nTratamento em Fase Sólida Controlada – É uma tecnologia pela qual solos escavados são misturados e colocados numa área de tratamento provida de sistemas de coleta de lixiviado e de algum tipo de aeração. Os processos de fase sólida controlada incluem leitos de tratamento preparados, células de biotratamento e pilhas de solo. A biodegradação é estimulada pelo controle de umidade, calor, oxigênio e pH. As técnicas de bioremediação em leitos preparados envolvem a contínua aplicação no solo de uma solução de nutrientes em spray, a coleta e o reciclo do líquido drenado. A própria corrente de drenagem pode ser tratada em um biorreator antes do reciclo. As pilhas de solo e as células de biotratamento, geralmente, utilizam um sistema enterrado de fornecimento de ar a vácuo ou por pressão positiva. Essa técnica é mais eficiente no tratamento de compostos orgânicos voláteis não-halogenados e de combustíveis.\nLandfarming – É uma tecnologia em que solos contaminados, sedimentos e lodos são aplicados na superfície do solo e periodicamente revolvidos para promover a aeração dos resíduos e o contato do lodo com os contaminantes. As condições controladas no processo são teor de umidade, teor de oxigênio, nutrientes (N e P) e pH. Essa técnica, geralmente, é utilizada com hidrocarbonetos pesados. Como regra geral, quanto maior o peso molecular e quanto maior é o número de anéis de um hidrocarboneto aromático policíclico, maior é a dificuldade de degradação. Igualmente, quanto maior é o grau de cloração ou nitração de um composto, mais difícil é a sua degradação.\nTratamento em Fase Pastosa – Consiste em tratar o solo escavado num reator biológico. Primeiramente, o solo é submetido a uma separação de pedras e cascalho e, em seguida, misturado com água a uma concentração pré- determinada, em função da concentração dos contaminantes, da taxa de biodegradação e das características físicas do solo. Alguns processos fazem uma pré-lavagem do solo para concentrar os contaminantes. A areia limpa é descartada, conservando-se apenas os finos contaminados e a água de lavagem, que são enviados para o tratamento. Uma pasta típica contém de 10 a 40% de sólidos em peso. O solo é mantido em suspensão num reator e misturado com nutrientes e oxigênio. O pH é controlado e os microrganismos também podem ser adicionados, se necessários. Quando a biodegradação está completa, a pasta é submetida à secagem em equipamento como os clarificadores, filtros de pressão, filtros a vácuo e centrífugas. Essa técnica tem sido aplicada com sucesso na bioremediação de solos e lodos contaminados com explosivos, hidrocarbonetos de petróleo, compostos petroquímicos, solventes, pesticidas, preservativos de madeira e outros compostos orgânicos.\n(2) - Bioremediação em água subterrânea\nInjeção de Oxigênio Atmosférico – O ar é injetado sob pressão, abaixo do nível superior do aqüífero, para aumentar a concentração de oxigênio na água\nsubterrânea e aumentar a taxa de degradação dos contaminantes, por microrganismos presentes. A injeção de ar promove a mistura da zona saturada, a qual, por sua vez, aumenta o contato entre a água subterrânea e o solo. Essa técnica é utilizada, principalmente, para tratar compostos orgânicos voláteis não- halogenados, orgânicos semivoláteis e combustíveis.\nInjeção de Peróxido de Hidrogênio – Uma solução diluída de peróxido de hidrogênio circula, por meio da água subterrânea contaminada, para aumentar o teor de oxigênio e acelerar a taxa de biodegradação aeróbica dos contaminantes orgânicos, pelos microrganismos locais. Essa técnica é principalmente utilizada para tratar compostos orgânicos voláteis, semivoláteis e alguns pesticidas.\nBioreatores – Bioreatores degradam contaminantes na água por meio de microrganismos existentes em sistema fixos ou em suspensão. Nos sistemas fixos, os microrganismos se estabelecem em uma matriz imóvel para degradar os contaminantes. Nos sistemas em suspensão, a água contaminada circula em um tanque de aeração onde a população de microrganismos degrada a matéria orgânica. Os microrganismos formam um lodo que decanta em um clarificador e é reciclado para o tanque de aeração ou enviado para disposição. Essa técnica se aplica a compostos orgânicos semivoláteis, hidrocarbonetos combustíveis e a qualquer material orgânico biodegradável.\nA bioremediação é uma técnica geralmente utilizada como parte de um sistema\nde remediação de um sítio e pode ser usada em combinação com outras tecnologias. A escolha do processo mais adequado em bioremediação depende do objetivo a ser alcançado, características físico-químicas do material a ser tratado, das condições do ambiente que foram criadas, o material para manusear, os equipamentos requeridos e o custo econômico.\nA tecnologia específica de bioremediação utilizada depende de vários fatores,\ncomo o tipo de microrganismo presente, as condições do sítio e a quantidade e toxicidade dos contaminantes químicos. Diferentes tipos de microrganismos degradam diferentes tipos de compostos e sobrevivem sob diferentes tipos de condições [16Epa].\nOs fatores que determinam a possibilidade da bioremediação e a tecnologia apropriada de bioremediação para um sítio em particular incluem:\ntipos e quantidades de hidrocarbonetos presentes no solo e lodos;\nvolume do material que requer remediação;\nprofundidade e qualidade da água subterrânea;\ntempo e custo para a utilização da tecnologia;\nfuturo uso do sítio.\nEnquanto a seqüência de trocas bioquímicas para biodegradação diferem de um composto para outro, todos eles originam dióxido de carbono, água e biomassa microbiológica. Geralmente, o suprimento de oxigênio, umidade e nutrientes para microrganismos são os principais fatores na área de aplicação da bioremediação.\n5.8.3 Vantagens e desvantagens\nA bioremediação tem provado ser um método de tratamento efetivo do solo e água subterrânea contaminada em vários sítios por todo o mundo e é aceita como estratégia de remediação viável por agências de proteção de meio ambiente como EPA (Environmental Protection Agency) dos EUA e outras agências de proteção ambiental do Canadá e do mundo inteiro [23GZA].\nAs vantagens do processo de bioremediação são a possibilidade do uso do processo no próprio local do problema; não requer o transporte de grandes quantidades de material contaminado para fora do sítio; elimina o problema, não permite a continuidade da contaminação; minimiza o passivo ambiental ao longo do tempo e, geralmente, o custo é competitivo quando comparado com outras tecnologias de descontaminação orgânica.\nContudo, a bioremediação apresenta algumas limitações. Muitos compostos orgânicos são resistentes à degradação; a bioremediação requer uma população de microrganismos aclimatados; metais pesados e concentrações tóxicas de orgânicos podem inibir a atividade microbiana e impedir o uso de microrganismos nativos no sítio. Também leva-se em consideração que a introdução de nutrientes pode afetar águas superficiais ou subterrâneas; além disso os resíduos podem causar problemas de gosto e odor; o trabalho de manutenção pode ter custo elevado, especialmente para tratamentos de longo período; também pode não ser adequado para aqüíferos com baixa permeabilidade e que não permitem adequada circulação de nutrientes; assim como os efeitos a longo prazo são desconhecidos.\nUma equipe multidisciplinar é exigida para interagir com fatores hidrogeológicos, geoquímicos, microbiológicos entre outros.\nA bioremediação tem alta aceitabilidade na comunidade, gera produtos finais reutilizáveis, não tem gasto com energia e pode ser mais econômica que outras técnicas de remediação.\nA bioremediação é uma tecnologia altamente promissora, que já ocupa o segundo lugar entre novas tecnologias selecionadas para descontaminação de locais do Superfundo, nos Estados Unidos. Todavia, no seu atual estágio de desenvolvimento, ela se aplica a um número relativamente pequeno de compostos, por isso não é selecionada com freqüência.\n5.8.4 Custos com tratamento e eficiência\nA análise de custos de bioremediação deve incluir todo o processo, desde o tipo e concentração de contaminante, preparação do solo para melhor crescimento dos microrganismos, até o monitoramento da área, além de considerar o tempo necessário para a remediação do sítio contaminado.\nOs custos da técnica Biodegradação in situ, por exemplo, estão na faixa de $30,00 a $100,00/ m 3 de solo; Bioventing, na faixa de $10,00 a $70,00/ m 3 de solo, a depender da permeabilidade do solo, número e espaçamento dos poços de injeção, taxa de bombeamento e tratamento de emissões gasosas, além dos já citados anteriormente. A técnica de Tratamento em Fase Sólida Controlada, na faixa de $130,00 a $260,00/ m 3 de solo; Tratamento em Fase Pastosa, de $130,00 a $200,00/ m 3 de solo e de $160,00 a 210,00 quando é necessário tratar as emissões gasosas do reator em virtude da presença de compostos orgânicos voláteis.\nOs custos da técnica Injeção de Oxigênio Atmosférico estão na faixa de $10,00 a $20,00/ m 3 de água tratada ou $85.000,00 por local contaminado; Injeção de Peróxido de Hidrogênio, de $10,00 a $20,00/ m 3 de água tratada.\n5.9.1 Descrição do processo\nEssa técnica se utiliza de plantas para facilitar a remoção de contaminantes de solos e águas subterrâneas. Espécies de plantas podem ser selecionadas para extrair e assimilar ou extrair e quimicamente decompor os contaminantes. Muitos compostos químicos inorgânicos, considerados contaminantes ambientais, são, de fato, nutrientes vitais que podem ser absorvidos por meio do sistema de raízes das plantas para o seu crescimento e desenvolvimento. Metais podem ser absorvidos e bioacumulados nos tecidos das plantas. Compostos orgânicos, especialmente pesticidas, podem ser absorvidos e metabolizados pelas plantas, inclusive as árvores. [37Nye].\n5.9.2 Status da tecnologia e aplicabilidade\nA pesquisa e o desenvolvimento em Fitoremediação é centrada em três objetivos: a extração de metais pesados do solo, de TCE (tricloroetano) e BTEX de aqüíferos e a degradação de resíduos de petróleo. Compostos orgânicos podem ser oxidados e metais complexados por compostos liberados das raízes das plantas ou produzidos por microrganismos do solo. Também alguns elementos e compostos inorgânicos são precipitados.\nAs aplicações da fitoremediação são específicas para cada caso, havendo condutas comuns. Devidamente adaptadas, espécimes podem extrair e assimilar ou extrair e quimicamente decompor várias substâncias presentes no subsolo. Nas contaminações com inorgânicos, como zinco, boro e alumínio esses são nutrientes vitais para as plantas e podem ser absorvidos pelas raízes de árvores e arbustos. Os metais pesados, como o chumbo e o mercúrio são absorvidos e bioacumulados nos tecidos das plantas. Determinadas árvores também absorvem e metabolizam compostos orgânicos, principalmente os pesticidas. Além disso, a região ao redor das raízes, a chamada rizosfera, é um ambiente propício para a proliferação de populações microbiológicas, naturais ou inoculadas, que incrementam a degradação de compostos orgânicos menos solúveis, como o ascarel (PCB) [39Qui].\nAssim, as tecnologias de fitoremediação podem ser desenvolvidas para diferentes aplicações na remediação do meio ambiente e são classificadas nos seguintes tipos: fitoextração, fitoestabilização, rizofiltração e fitodegradação.\nA fitoextração ou fitoacumulação é a absorção do metal contaminante pelas raízes das plantas para o tronco e as folhas.\nUma espécie ou uma combinação de espécies são selecionadas e plantadas em um sítio particular com base no tipo de metal presente e outras condições do sítio. Após algum tempo, depois que as plantas cresceram, elas são colhidas e incineradas ou compostadas para o reciclo de metais.\nMetais como níquel, zinco e cobre são bons candidatos para a remoção, por fitoremediação, em virtude de se conhecer grande número de espécies de plantas que absorvem preferencialmente esses metais.\nA fitoestabilização usa plantas para limitar a mobilidade e biodisponibilidade de metais em solos. As plantas usadas devem ser capazes de tolerar altos níveis de metais e imobilizá-los no solo por precipitação, complexação ou redução de valências do metal, [17EPA].\nA rizofiltração é principalmente utilizada com água contaminada. Similar a fitoextração, porém as plantas\nutilizadas apresentam raízes que desenvolvem um sistema radicular com grande área de contato. Quando as raízes tornam-se saturadas com os contaminantes, as plantas são coletadas e trocadas para a continuação da remediação, [17EPA].\nNa Ucrânia, vem-se conseguindo extrair Césio e Estrôncio de pequenos lagos poluídos da região da usina nuclear de Chernobyl, desde 1 996, com girassóis, cujas raízes retiram os radionuclídeos. Também já foram utilizadas plantas de mostarda indiana para descontaminação de chumbo do subsolo de uma fábrica, em New Jersey, EUA, as quais absorveram 75 % da pluma de contaminação, [39Qui].\nUma vegetação, em região contaminada, pode influenciar na força hidráulica do aqüífero e controlar a migração da pluma de contaminação para a superfície ao extrair a água subterrânea. Para conseguir aproveitar esse efeito de bombeamento natural, usam-se árvores com raízes profundas, cujas raízes alcançam 30m ou mais e absorvem de 200 a 2 000L de água por dia, como o choupo do Canadá ou a alfaia.\nÉ o processo cujas plantas são capazes de degradar poluentes orgânicos. Em alguns casos, os poluentes degradam em simples moléculas que são usadas para o crescimento da planta, [17EPA].\nPlantas contêm enzimas que quebram substâncias orgânicas, como o tricloroetileno (TCE) e alguns herbicidas, e os fragmentos são incorporados para uso da planta.\nTambém ocorre a biodegradação na rizosfera, que é um processo mais lento que a fitodegradação. A região ao redor das raízes é ambiente propício para a proliferação de populações microbianas naturais ou inoculadas, que degradam compostos orgânicos para a sua nutrição e obtenção de energia. Certos microrganismos podem digerir substâncias orgânicas como combustíveis e solventes.\n5.9.3 Vantagens e desvantagens\nA fitoremediação é um caminho importante para o controle e a remediação de sítios contaminados e pode ser um método efetivo na remoção de contaminantes do solo. A grande vantagem do processo é que o sítio apresenta aparência melhor graças as plantas estarem crescendo nele. Ajuda na eliminação de passivos ambientais e não tem gastos com energia. É importante entender que essa tecnologia nem sempre poderá ser empregada em todas as situações e para todos os compostos. Ela também pode estar combinada com outro método de remediação.\nOs metais ficam concentrados na biomassa e devem ter disposição final adequada, seja com as plantas utilizadas ou suas cinzas após a incineração.\n5.9.4 Custos com tratamento e eficiência\nA análise de custos da fitoremediação deve incluir todo ciclo do processo, do crescimento, colheita e troca das plantas, monitoramento à disposição final da biomassa, como também pode ser usada em conjunto com outra tecnologia de remediação, o que torna a análise de custo mais difícil.\nRelativamente, poucos projetos de pesquisa e testes em campo têm sido conduzidos. Uma abordagem integrada que envolve pesquisa básica e aplicada, com considerações de seguranças legais, publicação de normas serão necessárias para estabelecer a fitoremediação como uma tecnologia de remediação.\nEmbora, atualmente, a fitoremediação não tenha sido aplicada em larga escala, o que dificulta a apuração do potencial de remediação do sítio contaminado, essa técnica é comercialmente avaliada para a estabilização do chumbo, cobre e zinco.\nO Objetivo prático da fitoremediação é conseguir a redução de custos na remediação de sítios contaminados. Para remediar um acre de solo contaminado, com profundidade de 50cm, irá custar de $60 000,00 a $100 000,00, comparado a um custo de, no mínimo, $400 000,00 para escavação e disposição sem tratamento. É no processo e disposição final da biomassa que, geralmente, está o maior custo do tratamento, particularmente quando metais altamente tóxicos e contaminantes radioativos estão presentes no sítio.\n5.10.1 Aplicação Sinergética de 4 tecnologias para remediação de solo e água subterrânea em um sítio\nindustrial da General Motors – Estados Unidos, [11Das].\nUm dos sítios da General Motors, nos Estados Unidos, foi contaminado com produtos derivados do petróleo, oriundos dos tanques subterrâneos que armazenavam 4 800 galões de mistura de gasolina e óleo.\nA geologia daquele sítio é heterogênea e constituída de três camadas distintas: Do topo para a base é caracterizada por areia grossa, média a fina e matéria orgânica. Uma camada de argila foi localizada aproximadamente a seis metros de profundidade e cuja espessura é de um metro, porém sem continuidade lateral, e outra camada foi mapeada na profundidade de cinco metros. Os valores de condutividade, nesse sítio, variam de 10 -3 a 10 -4 cm/s. O coeficiente de armazenamento (S) é baixo 3x10 -4 a 6x10 -3 similar a aqüífero confinado e a transmissividade (T) varia de 10 -6 a 10 -5 m 2 /s.\nO produto livre foi observado em vários poços e em vários tempos. A espessura da camada de produto livre\nvariou entre 30 a 60cm, porém não em todos os poços. Verificou-se a existência de dois níveis saturados, e\no mais profundo alcança a profundidade de 4.6m. A área estava contaminada por uma variedade de fluidos com diferentes características físicas, de volatilidade e solubilidade.\nVárias tecnologias foram consideradas candidatas para a remediação do sítio.\n1. Escavação foi descartada em virtude do grande volume de solo contaminado, proximidade de rodovias e alta fração de saturação;\n2. Pump and treat é freqüentemente ineficiente como tecnologia única, por causa do excesso de tempo para a descontaminação [30Mac].\n3. A extração de vapor (EVS), mesmo sendo uma tecnologia eficiente e de baixo foi descartada porque é adequada para remoção de VOC’s, e no sítio existia contaminantes não-voláteis.\n4. A bioremediação era também viável, porém depende fortemente da temperatura e no sítio a temperatura do solo é abaixo de 8°C; nível de mistura do solo , pH , nutrientes, micróbios e oxidantes avaliados. O pH do solo variava de 7,7 a 8,4, portanto não era apropriado para processos de bioremediação, cujo valor adequado para uma eficiência está entre o pH de 5,5 a 6,5.\nAs alternativas para limpeza desse sítio foram a sinergia de quatro tecnologias de remediação: pump and treat, remoção de fase livre, extração de vapor e bioventing. O sistema foi projetado e implementado com 22 poços de extração dual. Durante um período de 21 meses 4 400 galões de gasolina e óleo foram removidos do sistema, 59% por extração de vapor (SEV), 285 por bioventing, 13% por pump- and -treat. A sinergia entre as quatro tecnologias foi considerada eficiente. A aplicação do vácuo pelo EVS incrementou a taxa de remoção de água subterrânea e a eficiência do pump-and-treat. Esse também adicionou oxigênio no solo e estimulou a biodegradação aeróbica. Diante das considerações referentes às complexidades do sítio, definiu- se que a aplicação de tecnologias com efeito sinergético seria a solução para o sítio, essa decisão mostrou- se eficiente.\n5.10.2 Remediação de Água Subterrânea no Vale de Santa Clara – Califórnia (Estados Unidos) por Pump- and–Treat, [1Bar].\nA tecnologia de remediação de água subterrânea, que utiliza a metodologia de pump-and-treat, tem tido\nsucesso na redução significativa de concentrações de contaminantes nas água subterrâneas, no Vale de Santa Clara, Califórnia [1Bar]. Pump- and- treat é extensivamente usada no vale de Santa graças a alta mobilidade, alta toxidez e baixa vulnerabilidade dos contaminantes presentes.\nA região do Vale de Santa Clara é uma estrutura em depressão na Ranges Coast California, localizada a\n80km ao sul de São Francisco. A espessura dessa bacia é de 457 metros. Trata-se de uma região com indústrias de semicondutores (semicondutores /manufaturados) e onde muito se utiliza solventes orgânicos\nA Região da Baía de São Francisco atualmente registra 61 sítios onde se opera com o sistema pump-and- treat como tecnologia de remediação. De acordo com o San Francisco Bay Regional Water Quality Control Board, desses, 41 sites têm extraído água subterrânea, desde 1 987.\nEm 37, dos 42 sítios contaminados, foi feita uma avaliação dos efeitos da extração da água subterrânea na concentração de contaminante. Os compostos avaliados foram TCA (tricloroetano), TCE (tricloroeteno) e DCA (dicloroetano). Na maioria dos sítios, obteve-se uma redução de 90% nas concentrações máximas de um a três desses três contaminantes.\nOs estudos indicaram, entretanto, que, enquanto o pump-and-treat apresentou sucesso na redução da concentração máxima de muitos dos sitos revisados, tentativas de sucesso para redução das concentrações de contaminantes abaixo do MCL’s (Limites Máximos de Concentração) foram limitadas.\n5.10.3 Uso do Air Sparging/ Extração de Vapor (EVS) em larga escala na remediação de água subterrânea contaminada com VOC’s, [20Gor].\nEsse projeto foi implementado em um sítio contaminado, na Planície da Costa Atlântica Burlington Country – Nova Jersey, e obteve sucesso na remediação de água subterrânea. Os compostos presentes no sítio foram TCE, 1,1,1 TCA, 1,2 DCA, 1,1 DCA, PCE, Cloreto de metileno.\nAs características desse sítio são: aqüífero confinado, composto de areia grossa a média, com condutividade hidráulica que varia de 0,6 – 8,5 m/dia, nível estático (NE) variando de 0,15– 2,7 metros, gradiente hidráulico em torno de 0,002 m/m. Não existe fluxo vertical em virtude da existência de camadas de argila e silte argiloso abaixo da zona contaminada. A área da zona a ser recuperada é 1,7 acres.\nAs considerações avaliadas na definição da tecnologia para a remediação desse sítio, que culminaram com a escolha pela técnica EVS/AS, foram:\nmuitos dos compostos envolvidos detectados no sítio são fáceis de remover por aeração em graças a sua alta pressão de vapor e baixa solubilidade;\nalto gradiente natural do sítio; presença de camadas de argila contínuas abaixo da zona contaminada;\na profundidade do NE varia sazonalmente.\nCom a utilização dessas tecnologias, houve economia na ordem U$$1 000 000, no processo de remediação do sítio.\n5.10.4 Pump-and -treat e outros processos de eliminação de fonte secundária na área da Salgema Industrias Químicas S.A em Maceió – AL, [32Nob]\nA Salgema está situada em uma restinga lagunar. Em 1 995, cerca de 130 toneladas de 1,2 dicloroetano vazou de um tanque de armazenamento e infiltrou-se no aqüífero subjacente. Características do aqüífero:\nconstituído por areias litorâneas bem selecionadas, de idade quaternária, com espessura de 30m e com três horizontes bem definidos e distintos: o superior, formado por areia fina a média e os outros dois constituídos por areia média e média a muito grossa, respectivamente, contendo ambas matéria orgânica cujos valores de condutividade hidráulica determinadas por ensaios de piezocone (CPTU) da ordem de 10 -5 à 10 -7 cm/s.\nPara o processo de remoção/contenção de águas contaminadas desse sítio, foi adotado, primeiramente, uma solução mista que envolvia uma parede de diafragma plástico (cimento-bentonita) associada à extração de águas subterrâneas contaminadas por um sistema pump-and-treat com 10 poços de extração. Essa solução teve como objetivo evitar o comprometimento do ecossistema lagunar, existente na região.\nOs resultados dessa fase comprovaram que a alternativa de contenção adotada possibilitou o controle efetivo da migração da pluma dissolvida na região, além da grande quantidade de 1,2 DCA removida.\nOutros processos, com air sparging e biodegradação, acoplados a um sistema de cortinas reativas "funnel- and-gate-system" estão em implantação e objetivam a eliminação das fontes secundárias.\n6.2 Aspectos hidrogeológicos\n6.3 Aplicabilidade das tecnologias de remediação de solo e águas subterrâneas aos pólos estudados\nDos pólos industriais que vão ser caracterizados aqui, o Pólo Petroquímico de Camaçari, no Município de Camaçari; CIA, no Município de Candeias e Simões Filho pertencem à Região Metropolitana de Salvador (RMS), enquanto a antiga fábrica de processamento de cobre (COBRAC) fica no Município de Santo Amaro. Na figura 6.1 estão mostradas as localizações desses três sítios industrias.\nO Pólo Petroquímico de Camaçari é o maior e mais importante complexo integrado da América Latina. Abrange áreas dos municípios de Dias D’Ávila e de Camaçari. Possui quatro áreas industriais (o Complexo Básico, onde se encontra a maior parte das empresas, Área Leste, Oeste e Norte) e duas de serviços especializados de apoio ao parque fabril (Setor de Transportes e Usos Especiais). Estão instaladas 53 indústrias que atuam nos setores petroquímicos, química fina, metalurgia, celulose, cervejaria, plásticos, fertilizantes, serviços e, em implantação, indústria automotriz e de pesticidas.\nA tabela 6.1 apresenta, por setor, os principais produtos gerados no pólo; os tipos de resíduos gerados e seus volumes mensais; bem como os poluentes potenciais mais relevantes para a contaminação dos seus solos e das águas subterrâneas. Por falta de dados publicados, não será discutida a forma como os resíduos são reaproveitados ou mesmo como são dispostos. Ressalta-se que, nesse Pólo, a empresa CETREL S.A dispõe de tecnologias com padrão de qualidade internacional para tratamento e disposição de resíduos como:\nincinerador de sólidos e de líquidos, biolavagem, aterros industriais, landfarming (fazendas de óleo) e tratamento, em nível secundário, de efluentes líquidos.\nA COBRAC – Companhia Brasileira de Cobre, incorporada a Plumbum em 1 989, foi instalada em zona de transição urbana-industrial de Santo Amaro da Purificação, Ba, em 1 956, para produzir lingotes de chumbo por meio de processo de sinterização e redução do sinter e foi desativada em 1 993. Situa-se às margens do\nrio Subaé, a 10 km de sua foz, na Baía de Todos os Santos.\nDe acordo com a tabela 6.2, a produção de resíduos, ao longo de sua existência, alcançou um volume de escória de 491 000 toneladas, hoje dispostos de forma inadequada no antigo pátio fabril. Os metais pesados, Cu, Pb, As, Cd, associados a esses resíduos, representam perigo permanente para os ecossistemas da região.\nO Centro Industrial de Aratu – CIA, abrange áreas dos municípios de Candeias e Simões Filho. Foi criado nos anos 60 e é um importante pólo de desenvolvimento industrial do norte e nordeste do país. Segundo dados oficiais (Relatório do Sudic : CIA – Empresas na área do CIA e Simões Filho – 1 996) estão instaladas 235 empresas. Atualmente, muitas estão paralisadas ou mesmo foram abandonadas. Essas empresas atuam nos setores da química, metal-mecânica, madeira, borracha, alimentos, metalurgia e medicamentos.\nO CIA é dividido em duas grandes áreas: o CIA-NORTE onde atua a indústria pesada, e o CIA- SUL, para a indústria leve. Essas duas áreas são subdivididas em setores e zonas assim discriminado: CIA – NORTE - Zona Portuária Norte, Setor Industrial de São Felipe, Setor Industrial de Matoim, Setor Industrial de Jacarecanga, Setor de Boneçu, Setor de Serviços e facilidades Industriais, Zona florestal de Gamboa, Zona Urbana de Candeias. No CIA-SUL, encontram-se a Zona Portuária Sul, Setor Industrial de São João, Setor de Cotegipi, Setor de Ipitanga, Zona Urbana de Simões Filho, Zona de Transição Urbano Industrial, Zona Florestal de Ipitanga e de Macaco e a Zona florestal Central.\nA tabela 6.3 apresenta os principais produtos gerados no CIA, por setor, bem como os tipos de resíduos gerados e seus quantitativos mensais, além dos principais poluentes potenciais para a contaminação dos solos e água subterrânea.\n6. CARACTERÍSTICAS GERAIS SOBRE OS PÓLOS INDUSTRIAIS E APLICABILIDADE DAS\nDo ponto de vista geológico, esses pólos estão inseridos no Domínio da Bacia Sedimentar do Recôncavo. Essa bacia foi preenchida por depósitos sedimentares com espessura média de 5 000 metros, e foi afetada por vários ciclos de tectonismo que acarretaram num intenso e complexo sistema de falhas, dando origem a um sistema hidrogeológico também complexo. A espessa seção de sedimentos acumulados nessa depressão apresenta grande variação faciológica, definida da base para o topo, as formações Aliança e Sergi (Grupo Brotas), formações Itaparica e Candeias (Grupo Santo Amaro), Formação São Salvador, formações Marfim, Taquípe, Pojuca (Grupo Ilhas) e formações São Sebastião e Marizal. Em algumas áreas, sobrepondo esse pacote, ocorrem sedimentos do Grupo Barreiras e depósitos quaternários. As figuras 6.2 (a) e 6.2(b) ilustram a litoestratigrafia e o mapa geológico parcial da Bacia do Recôncavo.\nFigura 6.2 - (a) Mapa geológico e (b) Litoestratigrafia da Bacia do Recôncavo.\nNesse trabalho, serão abordados comportamentos hidrogeológicos apenas dos pacotes sedimentares subjacentes aos pólos industriais.(Grupo Barreiras/ Formação Marizal, Formação São Sebastião e Grupo Santo Amaro).\nO Grupo Barreiras é constituído por arenitos semiconsolidados e conglomeráticos, interestratificados com argilas. Possui permeabilidade intersticial média a alta, e sua espessura varia de 10 a 30 metros.\nA Formação Marizal é composta de arenitos brancos, róseos ou amarelados, maciços, granulação grossa\ncom estratificação cruzada permeabilidade intersticial média a alta e], sua espessura não é maior que 30m [18Lim]. Por causa de suas disposições topográficas e por suas pequenas espessuras, esses dois pacotes sedimentares não constituem aqüíferos importantes nessas áreas, porém do ponto de vista de contaminação (transporte de massa) eles são de extrema importância. Por estarem topograficamente mais elevados, funcionam como área de recarga do aqüífero São Sebastião, principalmente na área do Pólo Petroquímico e também servem de proteção, em alguns casos , nos processos de migração/ retardamento de contaminantes.\nA Formação São Sebastião constitui-se no melhor aqüífero da região dos Pólos de Camaçari e parte do CIA\ne é formada por intercalações de espessos bancos de arenitos de granulação variada e de camadas e lentes de folhelhos e siltitos, com uma espessura média de 3 000m e apresenta-se saturada com água doce até a profundidade em torno de 1 000m.\nEm virtude das heterogeneidades litológicas naturais, esse aqüífero apresenta potencialidades diferentes nas diversas áreas de sua ocorrência. O Pólo Petroquímico de Camaçari está totalmente situado nos domínios dos sistemas aqüífero São Sebastião/ Marizal, e a produtividade dos poços de produção está condicionada aos seus projetos construtivos, porém pode-se considerar alta. Em sua maioria , apresentam vazões acima de 30m 3 /h com água de excelente qualidade físico-química, com teores de sais inferiores a 200 mg/l, [42San]. No CIA, na região de Cova de Defunto, área onde está instalada a bateria de poços da EMBASA para o abastecimento de algumas indústrias daquele pólo, a vazão média dos poços está em torno de 50m3/h e também está condicionada aos seus projetos construtivos. Já na região de Simões Filho e mesmo em alguns áreas do CIA, graças a ocorrência restrita desse aqüífero, os poços apresentam vazões baixas.\nOs valores médios de transmissividade (T) e armazenamento (S) calculados, tanto na área do CIA – Cova de Defunto e Pólo Petroquímico são: T=5,0 x10 -4 m2/s e S= 4x10 -4 respectivamente [6Cer]. Esse aqüífero tem um comportamento de confinado, semiconfinado e também de aqüífero livre em diversas áreas dos pólos de Camaçari e do CIA.\nNa maior parte do Pólo de Camaçari, o aqüífero freático está associado aos sedimentos da formação Marizal e São Sebastião. As cotas de nível d’água (NE) variam de 40m até 0,5m e em alguns pontos aflora. A condutividade hidráulica desse aqüífero mostra valores médios de 10 -5 cm/s a 10 -3 cm/s.\nNo CIA, o aqüífero freático geralmente está associado aos sedimentos do Grupo Barreiras e da Fm. São Sebastião ou aos sedimentos da formações e grupos sotopostos a esses.\nA COBRAC está situada sobre sedimentos do Grupo Santo Amaro. Esse grupo é composto, da base para o\ntopo, pelas formações Itaparica, Água Grande e Candeias. A Formação Itaparica é constituída de folhelhos, siltitos e arenitos. Predominam folhelhos e siltitos de cores cinza-oliva e cinza - esverdeado, fossilíferos. A Formação Água Grande é representada por um arenito cinza-esbranquiçado a cinza – esverdeado, quartzoso, às vezes feldspático, fino a médio, raramente grosso a conglomerático e também com estratificações cruzadas. A Formação Candeias é composta por folhelhos e siltitos e contém intercalações finas de calcários, dolomitos e espessos corpos de arenitos maciços. São de idade cretácea inferior. Esse\ngrupo não constitui um aqüífero. A sua potencialidade hídrica está restrita às áreas de ocorrência dos arenitos, porém é considerada baixa, tendo em vista a baixa permeabilidade intersticial desses arenitos.\nNa figura 6.3, é apresentado o arcabouço estrutural da Bacia do Recôncavo e nele pode-se observar as feições estruturais das áreas onde estão situados os pólos. São sistemas de falhamento sin e pós deposicionais, que seccionaram o pacote sedimentar, em conjunto de blocos, com um alinhamento estrutural de direção NNE.\nDo ponto de vista hidrográfico, esses pólos estão na bacia do Recôncavo Norte, e ela engloba as sub-bacias do rio Jacuípe, onde os pólos Petroquímico e parte do CIA estão inseridos; Joanes, que incorpora também parte do Pólo de Camaçari, e a do rio Subaé, onde está situada a COBRAC.\nNos capítulos anteriores, foram listadas as principais fontes potenciais de contaminação para o solo e para as águas subterrâneas desses pólos, os tipos e quantitativos de resíduos gerados e seus principais poluentes, o comportamento de grupos de contaminantes nos meios porosos Descreveu-se também um quadro sucinto sobre as condições hidrogeológicas dos pólos, além das considerações sobre algumas tecnologias de remediação de solo e água subterrânea, utilizadas nos Estados Unidos, Canadá e também exemplos aqui do Brasil.\nConsolidando todas essas informações, estão ilustradas nas tabelas 6.4, 6.5 e 6.6 matrizes que correlacionam as características geo-ambientais dos pólos, as tecnologias descritas e as suas possíveis aplicações, tanto no solo como nas águas subterrâneas dessas áreas industriais.\nRessalta-se aqui que as características descritas de cada pólo estão em uma macro escala, portanto não- adequadas para tomadas de decisões efetivas quanto a solução de possíveis remediações de áreas contaminadas. Para uma tomada de decisão acertiva, seria necessário maior detalhamento por meio de investigações que possibilitem refinar o modelo conceitual dessas áreas. Após a consolidação de todas as informações, a escolha da melhor tecnologia ou conjunto de tecnologias ou somente a implementação de procedimentos que possam eliminar as fontes de contaminação e controlar a propagação de seus efeitos, certamente será a melhor decisão de remediação e/ou gerenciamento dos efeitos da contaminação.\nCalcados em informações sobre as diversas tecnologias de remediação para solo e água subterrânea, descritas neste trabalho, os autores concluem e recomendam que antes que seja implementada qualquer ação para remediar solo e água subterrânea de qualquer sítio industrial, localizado em um dos pólos, é prudente ter as seguintes respostas:\n1º) Quais são os contaminantes presentes no solo e na água subterrânea?\n2º) Quais são os níveis de concentração desses contaminantes e quais são as suas características ( físicas, químicas e tóxicas)?\n3º) Quanto de solo está contaminado e qual o volume que deverá ser tratado?\n4º) De que forma os contaminantes estão distribuídos no solo e na água?\n5º) Quais são as características hidrogeológicas do sítio?\n6º) Quais as tecnologias mais recomendadas para a solução da remediação existente no sítio industrial?\n7º) Qual o nível de descontaminação (cleanup) estabelecido pelo CRA para essa área e qual o risco que representa essa contaminação? Qual o tempo estabelecido para haver a limpeza?\n8º) Existe alguma legislação que proíbe um desses processos?\n10º) Já foram eliminadas as fontes de contaminação? Que tipos de fontes existem ?\n11º) Existe tempo suficiente para avaliar processos de reciclagem ou mesmo identificar empresas que dominam tecnologias para reaproveitamento ou reuso do volume contaminado? Recomenda-se que esses pólos mantenham sempre atualizado o cadastro de empresas que re-usa e/ou recicla seus resíduos.\n12º) Qual a eficiência das tecnologias escolhidas? Qual o investimento necessário e os custos operacionais com o tratamento?\n13º) Em quanto tempo o sítio estará descontaminado, de acordo com o órgão ambiental - CRA?\nO sistema pump-and -treat como tecnologia para redução de tamanho de pluma ou mesmo para remoção de massa (fase dissolvida) deve, no mínimo, ser utilizada como forma de contenção de plumas dos sítios que estiverem contaminados. Outras alternativas podem ser utilizadas para maior remoção de massa.\nPara remoção de hidrocarbonetos, na fase vapor na zona não saturada, o SEV – sistema de extração de vapor do solo - , é o mais adequado. Entretanto, um conhecimento efetivo da geometria das heterogeneidades litológicas de cada sítio que esteja contaminado é fator preponderante para a eficiência desse sistema. Sabe-se que as zonas não saturadas desses pólos são formadas por sedimentos das formações Marizal e/ ou Grupo Barreiras. Esses pacotes sedimentares apresentam elevado grau de heterogeneidades.\nOs processos apresentados para tratamento e recuperação de solos contaminados, por metais tóxicos e pesados, como também compostos orgânicos leves e pesados, enquadram-se no grupo de tecnologias de remediação ditas inovadoras.\nEssas tecnologias estão sendo testadas experimentalmente ou continuamente aperfeiçoadas para o tratamento de solos contaminados. Pouca informação encontra-se disponível sobre os custos e performance das tecnologias de Solidificação/Estabilização, Soil Flushing e Soil Washing, quando aplicadas a solos com contaminação similar ou característica do encontrado nos pólos industriais estudados.\nPara a melhor aplicação de uma ou outra tecnologia, ou a associação destas, torna-se necessário o levantamento de informações importantes, como as questionadas anteriormente. Além do conhecimento litológico dos sítios a serem remediados, informações quanto ao tipo de contaminação do meio poroso e seus riscos ambientais associados são de extrema importância. Tais informações são ainda de extrema importância à associação e/ou aplicação das tecnologias de bioremediação.\nNesse sentido, as tecnologias aqui abordadas são potencialmente viáveis ao tratamento dos solos contaminados por metais pesados e compostos orgânicos e devem servir de base para a elaboração de um plano de remediação para as áreas estudadas.\nTendo em vista que esses pólos são vetores potenciais de contaminação para essas áreas, faz-se necessário que o Poder Público, por meio do órgão ambiental, condicione a implantação de programas específicos de gerenciamento ambiental para aqueles em que as práticas de gestão dos seus passivos ambientais ainda estejam em nível incipiente . Esses devem contemplar medidas para identificar, controlar e eliminar as fontes de contaminação.\n[1Bar] Bartow, G. and C. Davenport – Pump-and –treat Accomplishments: A review of the Effectiveness of Ground Water Remediation in Santa Clara Valley, California. 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