segunda-feira, 25 de outubro de 2010

Como funciona a contaminação dos solos

"Uma nação que destrói o seu solo destrói a si mesma." Franklin D. Roosevelt (1937)

O solo é um recurso natural vital para o funcionamento do ecossistema terrestre e dos ciclos naturais. Apresenta inúmeras funções - uma delas é atuar como um filtro, graças a sua capacidade de depurar grande parte das impurezas nele depositadas; ele age também como um “tampão ambiental”, diminuindo e degradando compostos químicos prejudiciais ao meio ambiente.

Essa capacidade de filtração e tamponamento, no entanto, é limitada, podendo ocorrer alteração da qualidade do solo em virtude do efeito acumulativo da deposição de poluentes atmosféricos, da aplicação de defensivos agrícolas e fertilizantes e da disposição de resíduos sólidos industriais, urbanos, materiais tóxicos e radioativos.

Os Estados Unidos foram um dos primeiros países a discutir possíveis efeitos dos defensivos agrícolas sobre o meio ambiente, em meados de 1944, mas somente em 1988, quase 44 anos depois, a partir de pesquisas comprovadas, os cientistas passaram a estar realmente cientes dos problemas de pesticidas no solo.



Antes de discutir a contaminação dos solos é necessário entender algumas denominações:

contaminante - produto encontrado em um determinado meio em uma concentração abaixo dos níveis toleráveis em relação a critérios adotados

poluente - produto encontrado em um determinado meio em concentração acima dos níveis toleráveis em relação a critérios adotados.

A preocupação com os processos de poluição do solo vem crescendo em todo o mundo dado aos graves efeitos que pode ocasionar sobre a humanidade.

No que se refere à legislação, o Brasil tem a lei do Estado da Bahia, nº 3.858/80, Decreto nº 28.687/82, elaborada pelo Sistema Estadual de Administração dos Recursos Ambientais/Seara, criado a partir do Centro de Recursos Ambientais da Bahia, primeiro órgão ambiental brasileiro certificado pela ISO 9001. O artigo 72 da lei diz que "Poluição do solo e do subsolo consiste na deposição, disposição, descarga, infiltração, acumulação, injeção ou enterramento no solo ou no subsolo de substâncias ou produtos poluentes, em estado sólido, líquido ou gasoso.”

Veremos a seguir quais são os principais contaminantes do solo, seus efeitos nos homens, nos animais e no meio ambiente e quais medidas devem são tomadas para prevenir e corrigir a contaminação dos solos.

Valores de Referência para Contaminantes do Solo (Soil Guideline Values - SGV)
No Brasil, realizaram-se alguns levantamentos dos teores de metais pesados e de contaminantes nos solos brasileiros, entretanto, ainda não se definiram seus níveis de referência para uma possível avaliação de contaminação.São Paulo é o primeiro estado brasileiro a dispor de valores de referência de qualidade próprios para a avaliação dos graus de poluição do solo e das águas subterrâneas. A Companhia de Tecnologia e Saneamento Básico (Cetesb) do Estado de São Paulo, por meio de testes laboratoriais e pesquisas de campo, elaborou uma lista com critérios, valores e padrões orientadores para a concentração de determinados metais pesados e substâncias orgânicas no solo e nas águas subterrâneas.

Resumidamente, os valores são divididos em Valor de Referência de Qualidade, Valor de Prevenção e Valor de Intervenção:

Valor de Referência de Qualidade (VRQ): é a concentração de determinada substância no solo ou na água subterrânea, que indica as condições de um solo considerado limpo ou de águas subterrâneas em seu estado natural. São valores de referência usados na prevenção e no controle da contaminação e para o monitoramento de áreas contaminadas.

Valor de Prevenção (VP): indica a qualidade de um solo capaz de sustentar as suas funções primárias, protegendo-se os seres humanos e os animais e a qualidade das águas subterrâneas. Indica uma possível alteração da qualidade natural dos solos. Quando este valor é excedido podem ocorrer alterações prejudiciais à qualidade do solo e das águas subterrâneas e devem ser usadas medidas preventivas de contaminação. Deve-se, também, exigir o monitoramento das águas subterrâneas, identificando-se e controlando-se as fontes de poluição.

Valor de Intervenção (VI): indica o limite de contaminação do solo e das águas subterrâneas acima do qual existem riscos potenciais, diretos ou indiretos, à saúde humana. Quando excedido, requer alguma forma de intervenção na área avaliada. Para o solo, foram estabelecidos três cenários de exposição à contaminação: agrícola (área de proteção máxima), residencial e industrial.

Essa lista é utilizada como referência para a identificação de áreas consideradas já contaminadas ou com suspeitas de contaminação, as quais venham a oferecer risco à saúde pública. A área será classificada como área contaminada sob investigação quando houver constatação da presença de contaminantes no solo ou na água subterrânea em concentrações acima dos valores de intervenção, indicando a necessidade de ações para proteger as pessoas, os animais e o meio ambiente e o seguimento dos procedimentos de gerenciamento de áreas contaminadas.

O “Relatório de Estabelecimento de Valores Orientadores para Solos e Águas Subterrâneas no Estado de São Paulo” está disponível, na sua versão integral, no site da CETESB:

Contaminantes do solo em herbicidas
A contaminação ambiental causada pelo uso crescente e indiscriminado de agroquímicos, em especial os herbicidas, tem gerado preocupações quanto ao lançamento inadequado desses compostos no ambiente. Sendo os agroquímicos tóxicos ao homem e organismos vivos, devem ser tomadas precauções quanto a sua aplicação e, principalmente, quanto aos resíduos provenientes das mais diversas fontes e à disposição final adequada, sem comprometimento do meio ambiente como um todo e dos solos em particular.
Os herbicidas são os pesticidas mais persistentes no ambiente, ou seja, são degradados mais lentamente que os outros agrotóxicos atuais. O 2-4D e vários outros POPs (poluentes orgânicos persistentes) em geral são exemplos de pesticidas bastante estáveis, e por isso, são encontrados até hoje no ambiente natural.
No Brasil, houve um aumento notável no consumo de agrotóxicos, principalmente dos herbicidas, em razão da expansão da fronteira agrícola e do aumento de terras onde é praticado o plantio direto. Para se ter uma idéia desse aumento, no gráfico 1, está apresentado a evolução vertiginosa do uso de herbicidas na década de 90.

O comportamento do herbicida depende das propriedades físico-químicas e biológicas do solo, bem como de fatores climáticos. Os três processos básicos que podem ocorrer com os pesticidas no solo são retenção, transformação e transporte.

O processo de retenção tende a “segurar” a molécula de herbicida, impedindo-a de se mover. Pode ser reversível ou irreversível e afetar os processos de transformação e transporte do herbicida no ambiente. A transformação refere-se a mudanças na estrutura química das moléculas do herbicida e determina se e por quanto tempo tais moléculas podem permanecer intactas no ambiente . O processo de transporte, determinado pelo movimento das moléculas do herbicida no solo, é fortemente influenciado pela umidade, temperatura, densidade, características físico-químicas do solo e do herbicida. No caso de pesticidas, às vezes, apenas uma pequena porcentagem da quantidade aplicada atinge o objetivo desejado. Grande parte é transportada por ventos, chuvas e é aportada em outros reservatórios, como atmosfera e recursos hídricos.

Para um melhor entendimento da dinâmica do herbicida no ambiente, deve-se também conhecer o mecanismo de ação dos herbicidas na planta. Há diversos grupos com o mecanismo de ação diferentes, sendo que o principal objetivo é interromper ou inibir o metabolismo da planta, o que faz com que a planta diminua seu crescimento e conseqüentemente morra. A seguir estão listados alguns dos principais herbicidas utilizados na agricultura, seus respectivos mecanismos de ação na planta e alternativas menos poluentes para o ambiente.

Glifosato – cuja marca comercial é roundup WG, atua diretamente sobre uma enzima na planta chamada de EPSP (enol-piruvil-chiquimato-fosfato) que está ligada a biossíntese de produtos secundários da planta os quais possibilitam a planta armazenar energia. Em relação ao solo, é muito pouco lixiviável (capacidade de se infiltrar nos lençóis freáticos), isto é, apresenta pouca descida no perfil do solo, tendo alta persistência no solo (30 a 90 dias). O tempo para degradar metade da quantidade de herbicida utilizado gira em torno de quase um mês. É um tipo de herbicida que atua no controle total de vegetação sem seletividade de plantas.

2,4D – esse composto tem alta persistência no solo e apresenta grande mobilidade no solo, em outras palavras, quanto mais persistente no solo, mais essa molécula tende a se acumular e não lixiviar, diminuindo assim a contaminação. Esse composto atua diretamente no metabolismo da planta, em específico nos hormônio chamado auxina. Sua marca comercial é Capri.

Atrazina – sua marca comercial é Primoleo. Tem elevado persistência nos solos chegando a demorar cerca de sete meses para degradar. É de alta toxicidade, e pode estar presente em alta quantidade no solo. Estes herbicidas atuam em uma etapa do processo fotossintético da planta matando-a por falta de produtos da fotossíntese.

Fomesafen - atua na inibição de uma enzima chamada Protox que impede a síntese de clorofila, pigmento responsável pela fotossíntese. Sua marca comercial é Flex.

Metsulfuron-methyl – A degradação desse grupo é dependente de temperatura e pH do solo. Em temperaturas mais altas, a degradação é mais rápida. Têm alta persistência grande no solo, chegando até 180 dias. Sua marca comercial é Ally.
Chlorimuron-ethyl – cuja marca comercial é Classic é um herbicida seletivo do grupo das sulfoniluréias. Apresenta a propriedade de inibir a enzima denominada de acetolactatosintase (ALS) que se encontra nos cloroplastos das plantas e é fundamental para a fotossíntese. Este composto possui concentração média nos solos devido ao pH, fator que influencia na sorção das partículas do solo. No Brasil, a maioria dos solos tem o pH mais ácido o que facilita e contribui para a contaminação dos solos pelo composto.

Para que ocorra uma diminuição da contaminação dos solos por herbicidas deve-se aplicar o produto corretamente levando-se em conta a dose, a freqüência e a época a ser aplicado. Além disso, o conhecimento sobre as características do herbicida, como também com os métodos naturais de degradação destes no solo são de fundamental importância para a redução considerável da contaminação nos solos. A biorremediação pode ser uma alternativa para diminuir a contaminação provocada pelos herbicidas no solo pois é um método natural e de bastante eficiência que está sendo vastamente estudado.

Contaminantes do solo em pesticidas

Os pesticidas, também conhecidos como agrotóxicos, são defensivos agrícolas de ação tóxica que têm como ingredientes ativos compostos químicos formulados para controlar ou erradicar vetores de doenças animais, vegetais ou humanas, pragas (insetos, fungos, bactérias, ácaros) e ervas daninhas que competem com a cultura a ser comercializada. O seu uso se deve às necessidades de controle de pragas e doenças que atacam culturas de interesse agronômico onde o controle biológico ainda não é comercialmente viável. Este uso deveria ocorrer em condições controladas, isto é, que possibilitassem a produção agrícola e, ao mesmo tempo, mantivessem o ambiente preservado. Na maioria das vezes não é isso que ocorre e após aplicações diretas ou, indiretas (nas culturas), o solo pode ser contaminado não-intencionalmente provocando graves desequilíbrios ambientais e problemas para todos os seres vivos.

A contaminação do ambiente, animais e pessoas por agrotóxicos começou a ser detectada a partir da década de 40 quando o uso de pesticidas tornou-se intensivo. Sabe-se que os pesticidas têm efeitos primários, quando atuam contaminando diretamente a espécie levando muitos indivíduos à morte imediata, e efeitos secundários, quando quebram a cadeia alimentar impossibilitando a manutenção de populações de determinada espécie em uma região.A figura a seguir ilustra o crescimento do uso de defensivos agrícolas no país, analisado a partir das vendas do ano de 1988 até o ano de 1998. Em dez anos, o consumo mais que dobrou.

Os principais pesticidas são os chamados Poluentes Orgânicos Persistentes (POPs), que estão numa lista de 12 substâncias altamente persistentes e tóxicas ao meio.

Entre estas substâncias, estão presentes sete pesticidas, além do DDT: o Aldrin, Chlorordane, Dieldrin, Endrin, Heptaclhor, Mirex, Toxaphene. Outros dois são produtos químicos industriais: o Hexachlorobenzene (HCB) - também utilizado como fungicida – e o Polychlorinated Biphenyls (PCBs) – utilizado como óleo isolante em transformadores elétricos.

Dois subprodutos que são formados da decomposição química de alguns compostos clorados ou então da fabricação de alguns herbicidas. São as Dioxinas e os Furanos, compostos altamente cancerígenos. Logo abaixo estão listados os principais 12 pesticidas e suas características no meio ambiente.

Devido a sua utilização generalizada no passado e a sua persistência no meio ambiente, os inseticidas organoclorados, inclusive Clordano, Aldrin, Dieldrin, Heptacloro e o DDT e seus metabólitos, são alguns dos contaminantes mais freqüentes do solo nas áreas urbanas. Outros possíveis contaminantes do meio ambiente incluem o arsênico, o mercúrio, o chumbo, o cádmio e os PCBs.

Os pesticidas de arsênico foram comumente utilizados na produção de frutas e hortaliças até que foram substituídos pelos organoclorados a partir da Segunda Guerra Mundial. Ainda podem ser encontrados altos índices de poluição por arsênico nos terrenos de alguns jardins e hortas. Também o mercúrio foi utilizado em pesticidas, porém é mais encontrado como contaminante do solo em áreas que foram utilizadas para armazenamento ou disposição final de certos tipos debaterias, pinturas, lâmpadas a vapor e interruptores elétricos. O arseniato de chumbo foi bastante utilizado como pesticida antes da Segunda Guerra e contribuiu para os altos níveis de chumbo verificados nos solos de antigas hortas.

No Brasil, vários dos pesticidas clorados foram proibidos desde 1985. Eles haviam sido banidos desde 1982 no estado do Rio Grande do Sul, por terem sido encontrados resíduos contaminantes destes produtos nas águas potáveis do Rio Guaíba.O quadro de contaminação por pesticidas, no entanto, pode ser menos negro do que se pintava anteriormente. Em geral, os novos inseticidas tendem a degradar-se com muito mais rapidez. Alguns organofosforados, por exemplo, levam de 3 a 8 dias para alcançarem o tempo de meia-vida, termo usado para o período que a contaminação já não é possível. O grupo mais recente de agrotóxicos presente no mercado é dos piretróides sintéticos.

Para minimizar os impactos ambientais, a aplicação de pesticidas deve sempre ser feita com orientação técnica agronômica, quanto aos cuidados durante a aplicação, dosagem necessária, época e condições climáticas favoráveis (chuvas, temperatura, umidade, evapotranspiração, irradiação solar, velocidade e direção do vento, etc).

Contaminantes do solo, flora e fauna e seus efeitos

Os produtos tóxicos podem permanecer ativos por longos anos, acumulando-se nos solos. As plantas cultivadas nestes terrenos contaminados podem absorver estes produtos tóxicos, inserindo-os na cadeia alimentar.

Essa é uma das formas pela qual estes produtos incorporam-se nos nossos alimentos como os vegetais, o leite e a carne. Assim, a maior concentração dos produtos tóxicos acaba ficando no homem, pois é o organismo que se encontra no final das cadeias alimentares.

Há uma grande quantidade de produtos tóxicos que exercem efeitos indesejáveis sobre os seres vivos. Dentro dos estudos ecotoxicológicos dos pesticidas em geral, determinados pela Lei Federal 7802/89, o Brasil é pioneiro em solicitar informações do impacto desses sobre microorganismos do solo, algas, minhocas, abelhas, microcrustáceos e peixes. (É de grande importância conhecermos os compostos liberados pela agricultura e pelas indústrias e o seu impacto no ambiente natural. Com caráter ilustrativo, serão identificadas algumas dessas substâncias que têm influência direta ou indireta na contaminação do solo, flora e fauna.

Efeitos dos produtos tóxicos nos seres vivos

No ser humano

DDT/BHC: câncer, danos ao fígado e a embriões

Clordano: câncer, doenças do fígado e do sangue, efeitos neurológicos cardiovasculares, respiratórios, gástricos e renais severos, problemas endócrinos e reprodutivos

Toxafeno: exposição a elevadas concentrações está associada a disfunções renais, hepáticas, nervosas, debilidade do sistema imunológico, diminuição da esperança de vida, disfunção hormonal, diminuição da fertilidade e alterações comportamentais

Hexaclorbenzeno: pode prejudicar o fígado, tiróide e rins, sistemas endócrino, imunológico, reprodutivo e nervoso e câncer

Heptacloro: disfunção reprodutiva e endócrina e câncer de bexiga

Bário (Ba): aumento transitório da pressão sangüínea e efeitos tóxicos sobre o coração, vasos e nervos

Cádmio (Cd): pressão alta, problemas renais, aterosclerose, inibição no crescimento, doenças crônicas em idosos e câncer

Cobre (Cu): irritação e corrosão da mucosa, problemas hepáticos e renais e irritação do sistema nervoso central seguido de depressão

Nos microorganismos

Os microorganismos entram em contato com os produtos tóxicos quando o solo em que vivem recebe esta substância direta ou indiretamente. Com isto, novas substâncias químicas se formam neste ambiente e o habitat acaba sofrendo mudanças, mesmo que temporárias, e provocam distúrbios em alguns processos como a nutrição, o metabolismo e a reprodução dos microorganismos. Um exemplo de produto químico é a atrazina, herbicida utilizado em várias culturas, cujo efeito é a diminuição da atividade e das populações de bactérias e algas.

Nos peixes

O despejo de esgoto, dejetos industriais, restos urbanos e industriais, acidentes, o abandono de estruturas e ferro-velho no mar, a produção de petróleo, a mineração, os restos de nutrientes e pesticidas agrícolas e o material radioativo poluem muito mais o ambiente aquático do que os desastres ambientais conhecidos devido ao derrame de petróleo. Estima-se que os recursos terrestres sejam responsáveis por 44% dos poluentes que entram nos mares enquanto que o transporte marítimo é responsável por apenas 12%.

A poluição causada por esgotos e pela agricultura pode resultar no florescimento de algas em regiões costeiras. Estas algas decompõem o oxigênio da água fazendo surgir as “zonas mortas”, quando é impossível ter vida marinha.

Nos animais aquáticos os POPs podem causar problemas imunológicos, hormonais e reprodutivos. Os peixes mais gordos, que apresentam maior quantidade de tecido adiposo tendem a acumular mais POPs nos seus corpos e estes podem ser transmitidos para os consumidores humanos. Os valores mais elevados de DDT, PCBs e de outras substâncias lipossolúveis, são encontradas no salmão, truta e pescada do que em outros habitantes das mesmas águas. O fígado do bacalhau, muito rico em gorduras, pode ter níveis de DDT e PCBs até cem vezes superiores aos da sua carne comestível, que é magra. Em caso de fome, a mobilização das reservas lipídicas onde os contaminantes estão armazenados, para obtenção de energia, pode provocar a sua libertação para a corrente sanguínea, atingindo eventualmente órgãos vitais como o cérebro e, assim, conduzir à morte.

Os vazamentos de petróleo formam uma película de óleo sobre a superfície dos rios, lagos e mares, onde alguns peixes procuram oxigênio, e acabam ingerindo quantidades elevadas de petróleo, intoxicando-se e morrem rapidamente.Os efeitos dos pesticidas sobre os peixes podem variar quanto à sua natureza. Estudos evidenciam que além de causar a morte, seja direta ou indiretamente pela destruição de fontes de alimentação, os peixes também sofrem diminuição da taxa de crescimento, alteração na reprodução e comportamento, e, ainda, pode apresentar danos evidentes aos tecidos. Os piretróides sintéticos são um grupo de herbicidas que possuem características extremamente tóxicas para os peixes.

A endrina e o clordano são inseticidas que apresentam toxicidade muito elevada nos crustáceos, peixes e em outros organismos aquáticos. A exposição aguda ao toxafeno (inseticida) é tipicamente letal para as espécies aquáticas. A exposição ao Mirex (inseticida) em elevadas concentrações é letal para peixes.

Os metais pesados podem acumular-se na carne de peixes e de moluscos e causam a morte do plâncton e dos peixes.Os poluentes orgânicos biodegradáveis, provenientes de efluentes com grandes quantidades de hidrocarbonetos dissolvidos, refino de açúcar, destilarias, cervejarias, processamento de leite e de indústria de papel e celulose, assim como os detergentes, óleos e gorduras, são altamente letais para os peixes.

Nas aves

As aves migratórias carregam poluentes – como defensivos agrícolas persistentes e resíduos industriais – para vários locais. Por meio dessa “carona”, as substâncias contaminam áreas de alimentação de outros animais e contribuem para os altos graus de substâncias químicas registrados entre comunidades da região onde os poluentes são usados.

Concentrações de metais pesados em aves são responsáveis por falhas reprodutivas nestas populações. Contaminação por mercúrio (Hg) pode levar a uma insuficiência na produção e na resistência de ovos, assim como uma menor eficiência na chocagem. Experimentos com chumbo (Pb), realizados em laboratório, mostram complicações comportamentais no desenvolvimento de filhotes de aves marinhas.

As aves são consideradas indicadores ambientais adequados quanto à exposição a agrotóxicos, pois, de modo geral, são mais sensíveis a estes produtos do que outros vertebrados, além de serem mais propensas à contaminação. Os resíduos de pesticidas do grupo clorados e/ou seus subprodutos são facilmente encontrados nos tecidos das aves em quase todos os recantos do planeta. Os principais resíduos são o DDE, um subproduto do DDT, e o Dieldrin, em menores quantidades. Entretanto, todos os outros clorados têm a capacidade de bioacumulação. Essa bioacumulação acontece mais na região do cérebro, podendo ser letal.

Outro pesticida citado como responsável por uma grande mortalidade de aves é o carbofuran, inseticida usado até hoje. A exposição aguda ao toxafeno (inseticida) é tipicamente letal para as aves. A exposição a elevadas concentrações do Mirex, também um inseticida, é letal para as aves. Foram encontrados resíduos do inseticida heptacloro em tecidos e ovos de aves selvagens e é responsável – pelo menos em parte – pelo declínio de várias populações destes animais.

Uma grande preocupação existe em relação às aves que servem como fonte de alimento para as pessoas. Deve-se evitar que estas aves tenham acesso aos solos contaminados para se ter maior segurança alimentar.

Sabe-se muito pouco a respeito da contaminação de aves por produtos tóxicos e seus efeitos. Portanto, mais estudos são necessários nesta área para que medidas de prevenção e tratamento possam ser instituídas.

Nos mamíferos

Os mamíferos marinhos são os indicadores da qualidade da água, pois estão no final da cadeia alimentar. Apresentam valores altos de POPs e de outros poluentes devido às grandes quantidades de tecidos gordos do seu corpo e à difícil capacidade de eliminar esses poluentes comparativamente com outras espécies.

Os organoclorados são conhecidos como os principais responsáveis por falhas reprodutivas e quedas populacionais em mamíferos aquáticos. A ocorrência de efeitos dos pesticidas organoclorados em mamíferos é bem menor que nas aves.

O DDT é um desregulador hormonal e está provado que afeta os sistemas reprodutivo e nervoso dos mamíferos. Estudos em ratos, ratazanas, focas e golfinhos sugerem que o DDT prejudica fortemente o sistema imunológico.

A exposição aguda ao toxafeno, inseticida, é tipicamente letal para os mamíferos. Nos mamíferos, o heptacloro é metabolizado em epóxido de heptacloro, composto com uma toxicidade semelhante e que se acumula nos tecidos adiposos.

Metais pesados como o chumbo (Pb) e o cádmio (Cd), provenientes de procedimentos industriais, do tabagismo e de baterias, podem provocar efeitos tóxicos no organismo animal levando a alterações nervosas, renais e endócrinas e favorecem o desenvolvimento de tumores.

Remediação do solo

A técnica de remediação de áreas comprovadamente contaminantes consiste em retirar ou diminuir a concentração do contaminante nos solos ou nas águas subterrâneas. Vários métodos de remediação podem ser utilizados, dentre eles estão: a retirada do solo e tratamento deste fora de seu local de origem, a remoção da água subterrânea do terreno para seu posterior tratamento, a injeção de compostos químicos ou de ar e a biorremediação.

A seleção do método apropriado constitui um processo complexo, envolvendo considerações detalhadas das características do local (fatores geológicos e hidrogeológicos), do poluente, da população microbiana presente no local, e um estudo da viabilidade técnico-econômica de aplicação das várias alternativas para o local específico.

Uma das técnicas mais recomendadas e adequadas atualmente de remediação desses meios contaminados é o tratamento biológico ou a biorremediação. Discutiremos ao longo do texto os principais pontos referentes a esta técnica além de outras técnicas de remediação.

Biorremediação

A biorremediação é uma ciência que estuda, monitora e utiliza um conjunto de tecnologias para remover ou neutralizar poluentes orgânicos presentes nos solos, nas águas ou em outros ambientes utilizando microorganismos, como fungos, bactérias, ou leveduras, ou suas enzimas. Como exemplo podemos citar a adição de microorganismos, como o Pseudomonas sp. ADP (de Atrazine Degrading Pseudomonas), em locais poluídos com o herbicida atrazina para facilitar a sua degradação.Para cada tipo de contaminante são indicadas diferentes espécies de microorganismos para o processo de biorremediação.

Alguns exemplos estão dispostos abaixo.

Anéis aromáticos (combustíveis, resíduos industriais): Pseudomonas, Achromobacter, Bacillus, Arthrobacter, Penicillum, Aspergillus, Fusarium, Phanerocheate

Cádmio (Cd): Staphylococcus, Bacillus, Pseudomonas, Citrobacter, Klebsiella, Rhodococcus, Aspergillus, Saccharomyces cerevisiae

Chumbo (Pb): Bacillus

Cobre (Cu): Escherichia, Pseudomonas, Bacillus

Cromo (Cr): Alcaligenes, Pseudomonas

Enxofre (S): Thiobacillus

Derivados do Petróleo: Pseudomonas, Proteus, Bacillus, Penicillum, Cunninghamella

Zinco (Zn): Rhodococcus, Bacillus

A tecnologia de biorremediação pode ser empregada “in situ” ou “ex situ”.

A biorremediação “in situ” consiste em tratar o material contaminado no próprio local, enquanto a “ex situ” envolve a remoção do material contaminado do seu local original.

A aplicação da biorremediação in situ no tratamento de solos oferece a vantagem de não ser necessária a remoção e o transporte das zonas contaminadas, permite o tratamento de grandes áreas e tem menor custo.

Entretanto, demanda maior tempo de tratamento, apresenta uma menor flexibilidade para o tratamento de grande número de contaminantes e tipos de solo, sendo mais eficaz em solos permeáveis como os arenosos, e é um processo mais difícil de manejar e de avaliar a eficiência. A biorremediação ex situ é indicado nos casos em que há risco de alastramento da contaminação e quando não é possível o tratamento no local, devido, por exemplo, dificuldade de acesso ao local.

A bioestimulação e a bioadição são estratégias da biorremediação cuja aplicação isolada ou combinada poderá conduzir a uma rápida e completa degradação de poluentes. Na bioestimulação ocorre um aumento do número de microorganismos degradantes ou a estimulação da atividade destes em uma área contaminada. Isso é obtido através da adição de nutrientes, oxigênio (processo aeróbico), nitratos, sulfatos, dióxido de carbono, entre outros e associa-se o controle do pH, temperatura e umidade.

A bioadição consiste na adição de microrganismos na área contaminada com capacidade para degradar o contaminante. Muito cuidado é necessário com o uso desta técnica devido aos riscos ambientais que a inserção de um microrganismo não nativo ao solo de uma determinada região pode causar.

Nem todos os contaminantes são facilmente degradados pela biorremediação. A assimilação de alguns metais como o mercúrio (Hg) pode agravar o caso de contaminação. A fitorremediação, uma estratégia de biorremediação que utiliza plantas, é útil nestas circunstâncias, pois muitas plantas são capazes de bioacumular estas toxinas em suas partes acima da superfície, que são colhidas então para a remoção.

Como qualquer outra técnica, a biorremediação apresenta vantagens e limitações. Por isso, é necessário um estudo detalhado das condições em que esta técnica será aplicada para não causar prejuízos futuros.

Nos últimos 20 anos, a biorremediação teve um grande crescimento, passando de tecnologia praticamente desconhecida para uma tecnologia considerada aplicável a um largo espectro de contaminações. É uma opção a ser seguramente considerada para tratar locais contaminados e assim, proteger o meio ambiente e as pessoas.

Outros métodos de remediação e recuperação dos solos

Existem inúmeras técnicas disponíveis para a recuperação de solos e de águas subterrâneas contaminadas, além da biorremediação já discutida. A seleção da técnica apropriada constitui um processo complexo, envolvendo considerações detalhadas das características do local e do poluente, e um estudo da viabilidade técnico-econômica de aplicação das várias alternativas para o local específico.

Considerações de ordem institucional, legal e política contribuem para a seleção final da técnica a ser utilizada, de acordo com a Agência Americana de Proteção Ambiental (EPA - USA - www.epa.gov). Em princípio, requer-se uma remediação que seja adequada tanto à proteção da saúde humana quanto à do meio ambiente de um modo geral, que deve-se levar em conta:

  1. incertezas no que se refere à disposição do poluente no terreno;
  2. persistência, toxidez, mobilidade e tendência à bioacumulação das substâncias;
  3. riscos à saúde humana a curto e longo prazo;
  4. custos de manutenção a longo prazo;
  5. possibilidade de custos futuros de limpeza se a remediação não funcionar;
  6. risco potencial à saúde e meio ambiente associado com escavação, transporte, redisposição ou confinamento.

Tecnologias de tratamento

Diante de várias tecnologias para o tratamento de solos contaminados uma parte destes ainda não é ou é problematicamente difícil de tratar. São vários os fatores que prejudicam o tratamento, dentre eles podem se citar as emissões gasosas de alto risco, além de concentrações residuais elevadíssimas além de produção de grandes quantidades de resíduos contaminados.

Além destes aspectos, algumas das técnicas utilizadas envolvem elevados custos de tratamento. Dos diferentes métodos de descontaminação do solo (biológicos ou não biológicos), apenas os biológicos e a incineração permitem a eliminação ambiental dos poluentes orgânicos, através da sua mineralização.

Tratamento Térmico

As necessidades energéticas das técnicas térmicas são, normalmente, bastante elevadas e são possíveis emissões de contaminantes perigosos. Contudo, em determinados casos, podem ser utilizadas temperaturas substancialmente baixas, levando a consumos de energia relativamente diminutos.

O processo é ainda passível de minimizar outros tipos de poluição ambiental, se as emissões gasosas libertadas forem tratadas. As instalações para este método de tratamento podem ser semi-móveis, e os custos dependem, não só do processo em si, como também do teor de umidade, tipo de solo e concentração de poluentes, bem como de medidas de segurança e das regulamentações ambientais em vigor.

Tratamento Físico-Químico

Dos processos físico-químicos, os métodos atualmente mais usados baseiam-se na lavagem do solo. Estes métodos fundamentam-se no princípio tecnológico da transferência de um contaminante do solo para um aceitador de fase líquida ou gasosa.

Os principais produtos a obter são o solo tratado e os contaminantes concentrados. O processo específico de tratamento depende do tipo(s) de contaminante(s), nomeadamente no que se refere ao tipo de ligação que estabelece com as partículas do solo. Geralmente as argilas têm uma elevada afinidade para a maior parte das substâncias contaminantes (por mecanismos físicos e químicos). Assim, para separar os contaminantes do solo, há que remover as ligações entre estes e as partículas do solo, ou extrair as partículas do solo contaminadas. A fase seguinte consiste na separação do fluido, enriquecido em contaminantes das partículas de solo limpas. Adicionalmente pode ser necessário considerar um circuito de exaustão e tratamento do ar, se for provável a libertação de compostos voláteis.

A aplicação desta técnica pode não ser viável (técnica e economicamente), especialmente quando a fração argila do solo é superior a 30%, devido à quantidade de resíduo contaminado gerada.

Tratamento Biológico

Os métodos biológicos baseiam-se no fato de que os microorganismos têm possibilidades praticamente ilimitadas para metabolizar compostos químicos. Tanto o solo como as águas subterrâneas contêm elevado número de microorganismos que, gradualmente, se vão adaptando às fontes de energia e carbono disponíveis, quer sejam açúcares facilmente metabolizáveis, quer sejam compostos orgânicos complexos. No tratamento biológico, os microorganismos naturais, presentes na matriz, são estimulados para uma degradação controlada dos contaminantes (dando às bactérias um ambiente propício, oxigênio, nutrientes, temperatura, pH, umidade, mistura, etc.). Em determinadas situações (presença de poluentes muito persistentes), pode ser necessário recorrer a microorganismos específicos ou a microorganismos geneticamente modificados, de modo a conseguir uma otimização da biodegradação.

Atualmente as principais técnicas biológicas de tratamento incluem:

  1. "Landfarming - ( sistema de tratamento de resíduos através de um processo biotecnológico, que utiliza a população microbiana do solo para a degradação destes).
  2. Compostagem- Decomposição aeróbia, isto é, sob presença de oxigênio, em resíduos orgânicos por populações microbianas in situ, sob condições total ou parcialmente controladas, que produzem um material parcialmente estabilizado.
  3. Reatores biológicos - Unidades onde ocorre a remoção da matéria orgânica pela ação de microorganismos aeróbios submetidos à aeração, presença constante de ar.
  4. Descontaminação no local.
  5. Outras técnicas inovadoras (cometabolismo, desnitrificação, etc).

Estas técnicas, à exceção do "landfarming", estão ainda numa fase de desenvolvimento.

Recentemente, tem sido dada particular relevância aos métodos biológicos de descontaminação de solos, tecnologia promissora que pode vir a ter um papel de importância crescente na recuperação de áreas contaminadas pelas atividades industriais e urbanas. O tratamento biológico do solo diminui os riscos para a saúde pública, bem como para o ecossistema e, ao contrário da incineração ou dos métodos químicos, não interfere nas propriedades naturais do solo.

Fitorremediação - esta técnica biológica procura entender os mecanismos de defesa e tolerância das plantas, seja por exclusão do metal, para evitar ou diminuir sua entrada no vegetal, seja pela produção de proteínas – denominadas fitoquelatinas – que eliminam os metais, seja pela transformação do resíduo tóxico em vertentes menos intoxicantes. Pesquisadores do Laboratório Nacional de Pesquisa em Fitorremediação, da Coréia, transferiram um gene da levedura Saccharomyces cerevisiae para o DNA da Arabidopsis thaliana, planta modelo em pesquisas genéticas. O gene deu a essa espécie vegetal a capacidade de tolerar metais pesados, como o chumbo e o cádmio. O resultado é uma planta transgênica capaz de absorver esses poluentes da terra e de prevenir a contaminação de humanos, principalmente em regiões industriais.

Tendências

A grande quantidade de tecnologias de remediação existentes no mundo é de conhecimento e domínio, pelo menos teórico, das empresas nacionais do segmento. Mas isso não significa que, na prática, elas tenham sido empregadas no Brasil. Tanto é assim que para se ter uma idéia, das 1.336 áreas contaminadas na cidade de São Paulo-SP, apenas 36% delas estão com remediação em andamento e somente 1% conta com projeto concluído.

Além do mais, as implantadas em sua maioria são em postos de gasolina e utilizam as tecnologias mais básicas, de bombeamento e tratamento (pump and treat) também chamada, de extração de vapores e multifásica (que extrai por vácuo água e vapores), algumas poucas de biorremediação e outras de barreira hidráulica.

Não por menos, a própria técnica de zonas reativas anaeróbicas da Arcadis Hidroambiente, apesar de já ter sido empregada em 200 lugares pelo mundo, ainda não foi utilizada no Brasil. Mas esse gap tecnológico tende a diminuir cada vez mais e em alguns anos serão vários os casos de remediações com tecnologias complexas.

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