Os contaminantes no solo

As preocupações relacionadas ao potencial de contaminação de solos e águas por vazamento/derramamento de combustíveis vêm crescendo, sendo diversas as origens: acidentes envolvendo o transporte de combustíveis por navios, caminhões ou dutos e principalmente devido a vazamentos provenientes de tanques de armazenamento subterrâneos, os quais estão sujeitos a fortes processos corrosivos (SPILBORGHS, 1997).

Os problemas gerados pela contaminação do solo e da água subterrânea por hidrocarbonetos são vários tais como a existência de riscos à segurança das pessoas e das propriedades, riscos à saúde pública e dos ecossistemas e restrições ao desenvolvimento urbano e imobiliário. A ocorrência de vazamentos de hidrocarbonetos confere perigo constante de incêndio ou explosão nos locais atingidos. Vapores de derivados de petróleo podem explodir sem ignição prévia ao atingirem concentrações da ordem de 14.000 ppm no ar, quando a mistura de combustível mais comburente é suficiente para que haja combustão espontânea. Além disso, alguns VOC (Compostos Orgânicos Voláteis) presentes na composição da gasolina e do óleo diesel são cientificamente comprovados como carcinogênicos. Dentre os hidrocarbonetos aromáticos Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xilenos, coletivamente conhecidos como BTEX o benzeno é considerado o mais tóxico, podendo em exposições crônicas causar danos à medula óssea, leucemia e câncer de fígado. O valor estimado da dosagem mínima letal (LDL) para humanos é de 194 mg Kg-1 (MARIANO, 2006).

O solo é o meio no qual os hidrocarbonetos aromáticos, em caso de vazamento de combustíveis, podem ficar retidos/sorvidos ou através do qual os compostos percolam no subsolo. Três propriedades definem a migração dos hidrocarbonetos aromáticos na subsuperfície: a capacidade de retenção do solo, a viscosidade do fluido e o volume vazado do combustível. De modo geral, quando ocorre um vazamento, os contaminantes tendem a descer pela influência da gravidade e das forças capilares. Se o volume vazado na subsuperfície for pequeno em relação à capacidade de retenção do solo e a pluma de contaminação não tiver

atingido o nível d’água, a massa de contaminantes tenderá a ficar retido. Se o volume do vazamento superar a capacidade de retenção do solo, a contaminação avançará até atingir o nível d’água. Dependendo da densidade do material vazado, os contaminantes poderão se acumula sobre o nível d’água (fase livre) ou descer até encontrar um estrato menos permeável, onde então ficará acumulada (USEPA, 1996).

Portanto, observa-se que os solos possuem, naturalmente, diversos microorganismos com atividades metabólicas variadas e que são capazes de degradar eficientemente diferentes contaminantes, como o petróleo e seus derivados. Contudo, em alguns casos, a contaminação de solos por estas substâncias tem se tornado uma problemática, principalmente, devido à dificuldade de reabilitar a área contaminada. Estes problemas têm ocorrido, pois uma das principais dificuldades envolvendo a descontaminação dessas matrizes está relacionada, entre outros fatores, à presença dos argilominerais. Estes argilominerais, quando presentes em quantidades elevadas no solo contaminado, podem reduzir consideravelmente a eficiência do processo de biorremediação (ANDRADE, 2010).

Sabe-se que os solos argilosos, de modo geral, apresentam baixa permeabilidade, o que pode comprometer significativamente tanto a difusão de oxigênio, que é o elemento fundamental ao processo aeróbico de degradação, bem como a incorporação de nutrientes.

De modo geral, deve-se salientar que cada técnica de tratamento é dependente de vários fatores, a saber: 1) condições físicas, químicas e biológicas do local contaminado; 2) concentração do contaminante e; 3) tempo requerido para a degradação ou a remoção do composto alvo, conforme a técnica empregada (ANDRADE, 2010).

É evidente que a estrutura dos solos também exerce influências significativas sobre as características físico-químicas. Dependendo da estrutura, mesmo que os solos sejam argilosos, eles podem ter permeabilidades elevadas. Os latossolos argilosos, por exemplo, que ocupam extensas áreas no Brasil, apresentam comumente estrutura granular e, desta forma, elevada permeabilidade (ANDRADE, 2010).

Além da presença de argilominerais, muitos compostos orgânicos apresentam como características físico-químicas, baixa solubilidade em água, elevada afinidade

pela matéria orgânica do solo, como os ácidos húmico e fúlvico e, conseqüentemente, baixa taxa de transferência de poluentes da fase sólida para a aquosa. Sendo assim, devido principalmente às características hidrofóbicas, esses contaminantes tendem a se adsorverem nos colóides do solo dificultando a ação de microorganismos e, por conseguinte, inviabilizando a técnica de biorremediação. Portanto, outra limitação da biorremediação surge devido à baixa disponibilidade de contaminantes orgânicos, como os HPA e outros hidrocarbonetos de petróleos (SCHWARZENBACH et al., 1993).

Doran e Parkin (1996 apud STEFANOSKI et al., 2013) classificam os atributos físicos do solo como intermediários e permanentes. Exemplos dos primeiros, alteráveis pelo tipo de manejo do solo, são: densidade do solo, resistência à penetração, permeabilidade, aeração, agregação, porosidade e umidade do solo. Textura do solo, mineralogia, densidade de partículas e cor, podem ser elencadas como atributos físicos permanentes, inerentes às propriedades de cada solo e que servem para classificá-lo pedologicamente. Em geral, os atributos físicos intermediários são os mais utilizados como indicadores da QFS, por estarem sujeitos às maiores alterações, em função dos sistemas de manejo.

Conforme Singer e Ewing (apud STEFANOSKI et al., 2013),os atributos mais utilizados como indicadores de QFS deveriam ser aqueles que consideram a profundidade efetiva de enraizamento, porosidade total, distribuição e tamanho dos poros, distribuição do tamanho das partículas, densidade do solo, resistência do solo à penetração das raízes, intervalo hídrico ótimo, índice de compressão e estabilidade dos agregados.

De acordo com Aguiar (apud STEFANOSKI et al., 2013), a estrutura pode ser avaliada pela densidade do solo, macro e microporosidade, estabilidade de agregados, resistência à penetração e infiltração da água no solo.

Consoante Reinert (apud STEFANOSKI et al., 2013), a estrutura é avaliada pelos atributos que lhe dão forma, isto é, densidade do solo; geometria, tamanho e continuidade de poros; infiltração; retenção de água e aeração.

A granulometria do solo é um importante parâmetro para controlar os processos de degradação. A maioria das reações abióticas inclui a hidrólise, a desidrogenação, a oxidação e a polimerização. Estas reações ocorrem constantemente com as transformações microbianas ao longo do perfil do solo.

do solo podem influenciar na distribuição, disponibilidade e biodegradação de contaminantes orgânicos no solo. A capacidade de sorção (adsorção + absorção) do solo determina a capacidade de disponibilidade dos contaminantes no solo. Na adsorção, a substância adere à superfície da matriz sólida geralmente por atração elétrica entre íons (geralmente cátions) e cargas elétricas desta superfície, e a absorção ou sorção hidrofóbica, a substância se difunde dentro do próprio sólido da matriz porosa através da difusão (SILVA, 2005).

A forte tendência de sorção dos poluentes orgânicos no solo deve-se à baixa solubilidade na fase aquosa. Para compostos apolares manterem-se na fase aquosa do solo é necessária a ação de um cosolvente para solubilizá-los, ou que as moléculas de água rompam as pontes de hidrogênio entre si. Para romper as pontes é necessário um valor energético muito elevado, portanto os poluentes orgânicos são forçados a deslocar-se para região de maior hidrofobicidade do solo (matéria orgânica e a superfície mineral), na ausência de solventes (JACQUES, 2005; SILVA, 2005).