Questões ambientais ligadas ao descarte dos efluentes

Os impactos ambientais decorrentes do descarte de efluentes gerados nas atividades de produção de petróleo e gás natural são formal e previamente apresentados em estudos ambientais, tais como EIA/RIMA, quando do processo de licenciamento ambiental de cada atividade (ELLIS et al., 2017; MARTINS et al.,2015; MMA, 2011; TEXEIRA, 2008).

Considerando os grandes volumes de efluentes gerados e descartados, notadamente a água produzida, e a composição química destes efluentes, em E&P FORUM e UNEP (1997) é destacado que de forma geral, os impactos destes descartes podem ser de longa duração, de efeitos crônicos na biota bentônica e pelágica, além de possuir potencial para alterar a qualidade da água e do sedimento. Os impactos ambientais relacionados a descarte de efluentes no mar pelas atividades de produção de petróleo e gás natural dependem da qualidade e da quantidade de cada efluente, bem como das condições ambientais do corpo receptor. Como as características dos efluentes industriais são variados, os impactos destas atividades devem ser estudados e estimados, de forma a dar condições à mitigação e ao gerenciamento que sejam eficientes (HOLDWAY, 2002; IOGP,2005; MARTINS et al., 2015; NEFF; LEE; DEBLOIS, 2011).

Tomando-se como base os principais componentes da água produzida, e das águas oleosas, tem-se que consideráveis quantidades hidrocarbonetos de petróleo; compostos orgânicos; metais; radioisótopos; sais e aditivos químicos podem ser lançados no ambiente a partir da atividade de produção de petróleo (BAKKE; KLUNGSØYR; SANNI, 2013; DÓREA; et al., 2007; IOGP, 2005; NEFF; LEE; DEBLOIS, 2011). Devido a esta composição a água de produção é um efluente com potencial de impactar negativamente o ambiente marinho (EKINS; VANNER; FIREBRACE, 2007; HOLDWAY, 2002).

Bakke, Klungsøyr e Sanni (2013) e Holdway (2002) em seus estudos de revisão apontam que a água de produção gera efeitos agudos em organismos marinhos que se encontram notadamente entre zonas próximas às plataformas. Em termos de efeitos crônicos, foram verificadas alterações negativas em termos de comportamento, alimentação, fisiologia, crescimento e reprodução dos organismos marinhos expostos à água de produção, mesmo em baixos níveis de concentração deste efluente. Neste sentido a concentração mais baixa, sumarizada em Holdway

(2002), que gerou efeitos crônicos foi de 0,0001%. Diferentemente do apontado para efeitos agudos da exposição à água de produção, estudos de efeitos crônicos podem ser observados em zonas distantes das plataformas, até 1000m ou 2000m de distância dos pontos de descarte da água de produção. Bakke, Klungsøyr e Sanni (2013) salientam que como os estudos dos efeitos em comunidades e ecossistemas são menos abundantes que estudos em indivíduos, não se pode descartar possíveis efeitos cumulativos e em ecossistemas devido à exposição dos organismos à água de produção.

A seguir serão apresentadas questões ambientais relacionadas aos compostos mais comumente encontrados na água de produção, que podem contribuir para as características tóxicas deste efluente.

1.4.1 Hidrocarbonetos de Petróleo

Os hidrocarbonetos de petróleo são os compostos de importante presença na água produzida e nos efluentes oleosos devido à origem destes efluentes. Neff, Lee e Deblois (2011) destacam na água de produção os hidrocarbonetos podem estar tanto em fase dispersa quanto em fase dissolvida do óleo, sendo que os de menores pesos moleculares são os mais solúveis na água.

Hidrocarbonetos Totais de Petróleo (HTP)

O grupo dos hidrocarbonetos totais de petróleo, como o nome sugere, é composto por todos os hidrocarboneto provenientes do petróleo. Os hidrocarbonetos de petróleo são agrupados em hidrocarbonetos alifáticos (saturados e insaturados) e dos hidrocarbonetos aromáticos (IOGP, 2005; NEFF; LEE; DEBLOIS, 2011). Considerando hidrocarbonetos de mesmo peso molecular, os aromáticos são mais solúveis em água se comparados aos alifáticos. Partindo-se da característica principal dos equipamentos de tratamento da água de produção, que é a separação entre água e óleo e da maior solubilidade dos hidrocarbonetos aromáticos, tem-se que os hidrocarbonetos aromáticos são os de grande preocupação ambiental ligada ao descarte de água de produção. Entretanto, ambos os tipos de hidrocarbonetos são igualmente encontrados na água de produção (NEFF; LEE; DEBLOIS, 2011). Assim, os impactos ambientais dos hidrocarbonetos de petróleo dependem das concentrações e toxicidade de cada um dos grupos/espécies de hidrocarbonetos

presentes no efluente. Em Fingas (2001) são apresentados efeitos agudos e crônicos da exposição da biota aquática aos hidrocarbonetos. Os efeitos crônicos estão mais relacionados em alterações de metabolismo, crescimento, reprodução e capacidade de sobrevivência dos organismos.

Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPA)

Dentre os hidrocarbonetos de petróleo se encontram os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, HPA, que são compostos orgânicos semi-voláteis que possuem em suas estruturas apenas carbono e hidrogênio e no mínimo dois anéis

benzênicos (ABDEL-SHAFY; MANSOUR, 2015; CCME, 1999; CETESB, 2016). O

grupo HPA abrange uma grande diversidade de compostos individuais que possuem potenciais de toxicidade distintos. A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) indica um grupo de dezesseis HPAs que apresentam maior potencial tóxico, os 16 HPAs prioritários. De forma generalizada, os HPA e podem causar aos organismos aquáticos impactos crônicos devido às suas altas ou moderadas toxicidades, podendo afetar por exemplo o desenvolvimento e a reprodução destes

organismos, além de poder causar câncer e mutações (ABDEL-SHAFY; MANSOUR,

2015; CETESB, 2016). Em termos de impactos de HPAs em organismos marinhos, o

Guia Canadense de Qualidade de Água, publicado por CCME (1999), com base

estudos ecotoxicológicos, indica o limite de concentração de naftaleno em 1,4µg/L para a proteção da vida marinha. Este Guia não indica concentrações de referência

de outros HPAs para a proteção da vida dos organismos marinhos. A legislação

ambiental brasileira não indica limites de HPAs para a manutenção da qualidade de água, tampouco o descarte de água de produção (CONAMA, 2005, 2007).

Na água de produção os HPAs mais comuns são aqueles de menores pesos moleculares, com dois ou três anéis, uma vez que possuem maiores solubilidade em água e portanto são mais dificilmente removidos da água de produção nos tratamentos de separção física entre água e óleo. Dentre estes destacam-se naftaleno e fenantreno (IOGP, 2005; NEFF; LEE; DEBLOIS, 2011).

Dados sumarizados por Neff, Lee e Deblois (2011) mostram, com base em água de produção de diferentes origens, que as concentrações de HPA na água de produção variam tipicamente entre 0,040 e 3 mg/L. Em Gabardo (2007) a água de produção brasileria apresentou a concetração mediana de HTP de 0,53 mg/L.

Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xileno (BTEX)

Os BTEX são hidrocarbonetos aromáticos de apenas um anel aromático. De acordo com IOGP (2005), este é o grupo de hidrocarbonetos aromáticos mais abuandante na água de produção. Dentre os BTEX o benzeno e o tolueno são comumente de maiores concentrações na água de produção (IOGP, 2005; NEFF; LEE; DEBLOIS, 2011).

Ensaios de toxicidade agudos e crônicos em diferentes organismos marinhos, tanto vertebrados quanto invertebrados, mostraram que a exposição aos BTEX pode, por exemplo, causar tumores e gerar danos ao crescimento e à reprodução de peixes, ouriços, camarões, carangueijos, mamíferos marinhos, além de impactar

negativamente os ciclos de vida de algas e bactérias marinhas (CCME, 1999;

LEUSCH; BARTKOW, 2010). O Guia Canadense de Qualidade de Água indica que

a concentração máxima para proteção da vida marinha de benzeno é de 110µg/L, de

tolueno é 250µg/L, de etilbenzeno é 25µg/L. Este guia não apresenta concentrações

para xilenos (CCME,1999). No Brasil o padrão de qualidade de Águas Salinas

Classe 1 estipula valores máximos de 700 µg/L para benzeno, já para tolueno e etilbenzeno as concentrações limites são as mesmas adotadas pelo Canadá, ou

seja, 250µg/L e 25µg/L respectivamente (CONAMA, 2005).

Em Neff, Lee e Deblois (2011) é relatado que a concentração de BTEX na água de produção pode ser superior a 600mg/L. Em Gabardo (2007) a água de produção brasileria apresentou a concetração mediana de BTEX de 4,6 mg/L.

1.4.2 Fenóis

Os fenóis são compostos orgânicos aromáticos que possuem radicais hidroxila ligados ao anel aromático. Este grupo de compostos são tóxicos para organismos aquáticos, causando, além de mortalidade, efeitos crônicos a estes

organismos (CCME, 1999; CETESB, 2016). Dentre os impactos destes compostos,

Neff, Lee e Deblois (2011) destacam que alguns fenóis individuais são fortes desruptores endócrinos.

O Guia Canadense de Qualidade de Água não define concentrações limites

de fenóis para proteção da vida marinha (CCME, 1999). Já no Brasil o padrão de

qualidade de Águas Salinas Classe 1 estabelece a concentração limite para fenóis totais de 60 µg/L (CONAMA, 2005).

Caracterizações de água de produção provenientes de diferentes plataformas indica que a concentração de fenóis totais neste efluente geralmente é inferior a 20mg/L (NEFF, LEE, DEBLOIS; 2011). Para água de produção brasileira o estudo de Gabardo (2007) indica a mediana de 1,3 mg/L para fenóis totais.

1.4.3 Metais

O grupo de compostos classificados como metais é variado na água de produção. Dependendo do metal considerado, este apresenta um potencial específico de toxicidade a organismos marinhos. Neff, Lee e Deblois (2011) indicam que os metais comumente mais abundantes na água de produção incluem bário, ferro, manganês, mercúrio e zinco. Esta composição de metais são reflexo do tipo e idade dos reservatórios, além da composição química de produtos usados na produção de petróleo. Os metais na água de produção também podem ser resultantes de processos de corrosão e de outras interação do petróelo e/ou da água de produção com os equipamentos de produção de petróleo (IOGP, 2005; NEFF, LEE, DEBLOIS; 2011).

Tanto no Brasil quanto em outros países, dependendo do metal considerado, existe um limite de concentração distinto para a manutenção da qualidade da água

(CCME, 1999;CONAMA, 2005).

A classe de metais denominada “metais pesados” inclui uma série de metais que são reconhecidamente tóxicos a diversos organismos e que possuem potencial de bioacumulação (BAIRD, CANN, 2011; GERBA, 2006; WALKER et al., 2006). Em Walker et al. (2006) são elencados como metais pesados de grande potencial tóxico o arsênio, cádmio, cobre, chumbo, cromo e zinco, todos estes apresentam potencial de presença na água de produção conforme ressaltado em IOGP (2005) e Neff, Lee e Deblois (2011).

1.4.4 Radioisótopos

Os materiais radioativos são aqueles cujos núcleos dos átomos se decompõem naturalmente emitindo partículas atômicas. A interação dos organismos vivos com estas partículas emitidas nos decaimentos radioativos, podem gerar danos severos a humanos e animais, causando por exemplo mutações e câncer (BAIRD; CANN, 2011; GERBA, 2006).

Na água de produção os materiais radioativos mais abundantes são os radioisótopos rádio-226 e rádio-228, que são originados respectivamente do decaimento radioativo do urânio-238 e do tório-232, presentes nas rochas reservatório do petróleo (HOSSEINI et al., 2012; IOGP, 2005; LANDA, 2007; NEFF, LEE, DEBLOIS, 2011).

As concentrações de radiosótopos na água de produção são variáveis e dependem notadamente das características geológicas dos reservatórios e do uso de inibidores de incrustações nos equipamentos de produção de petróleo e de tratamento de água de produção (HOSSEINI et al, 2012; IOGP, 2005; LANDA, 2007; NEFF, LEE, DEBLOIS, 2011). A revisão de Hosseini et al. (2012) mostra que apesar de já terem sido desenvolvidos diferentes estudos sobre os impactos ambientais dos radioisótopos, ainda existem lacunas de conhecimento que impedem o estabelecimento de níveis de exposição seguras destas substâncias no ambiente.

A legislação ambiental brasileira não indica limites de radioisótopos para a manutenção da qualidade de água, tampouco o descarte de água de produção (CONAMA, 2005, 2007).

1.4.5 Sais

A salinidade é uma medida que representa uma composição variada de diferentes sais e íons presentes na água. CCME (1999) aponta que a salinidade limita a distribuição dos organismos aquáticos, uma vez que a salinidade pode afetar a sobrevivênica, reprodução e comportamento. A salinidade também é importante por ser um fator que afeta em diferentes propriedades físicas e químicas da água, como por exemplo a interferência na especiação química de metais e a solubilidade

estuários e em águas marinhas o CCME (1999) estabelece que as atividades antrópicas não devem alterar em mais de 10% da salinidade típica do ambiente.

De forma geral, os principais contituintes da água de produção são os sais inorgânicos (IOGP, 2005). Os sais encontrados neste efluente são comumente semelhantes aos presentes na água do mar, embora apresentem concentrações mais elevadas. Assim, a salinidade da água de produção é superior à da água do mar, variando de aproximadamente 3g/L até a saturação (IOGP, 2005; NEFF, LEE, DEBLOIS, 2011).

Farag e Harper (2014) indicam o cloreto de sódio e o bicarbonato de sódio como dois sais de grande importância na água de produção devido às altas concentrações e seus potenciais efeitos tóxicos. Estes autores indicam que estes sais impactam os organismos marinhos notadamente devido à capacidade de alterarem o equilíbrio osmótico das células. Mesmo com este entendimento, os autores destacam que o alcance dos impactos ambientais decorrentes da salinidade da água de produção não é completamente compreendido principalmente devido à alta complexidade das misturas de sais que podem estar presentes no efluente.

É importante destacar que os efluentes dos sistemas de injeção de água também são efluentes de alta salinidade e, portanto, além dos impactos ambientais decorrentes da alta salinidade da água de produção, as regiões do entorno das plataformas de produção de petróleo também podem ser impactados pela salinidade destes efluentes de sistema de injeção de água.

1.4.6 Produtos Químicos

A atividade de produção de petróleo e gás natural demanda o uso de diferentes produtos químicos, seja para a manutenção da integridade dos equipamentos, seja para o tratamento do óleo, do gás e da água. Os produtos comumente usados são: biocidas, inibidores de corrosão, inibidores de incrustações, desemulsificantes, floculantes, dispersantes, coagulantes, entre outros. Dependendo das características de tais produtos eles podem ser solúveis em água e em óleo. Notadamente os solúveis em água são os que mais são encontrados na água de

produção e, portanto, são descartados no mar com este efluente (HUDGINS, 1994; IFC, 2015; IOGP, 2005; NEFF, LEE, DEBLOIS, 2011; SPINELLI et al., 2007).

De acordo com Holdway (2002) os diferentes produtos químicos usados no processamento do petróleo apresentam potenciais de toxicidade distintos, podendo variar em até 4 ordens de grandeza suas toxicidades agudas individuais. Desta forma, as concentrações variadas de produtos químicos presentes na água de produção podem resultar em diferentes contribuições para a toxicidade da água de produção.

É importante destacar que o tratamento da água do mar para a injeção nos reservatórios também inclui o uso de produtos químicos como inibidores de incrustação e biocidas, além de produtos para limpeza dos meios filtrantes (LEGNER, 2013). Assim, além da água de produção, os efluentes dos sistemas de injeção de água nos reservatórios também se constituem fontes de produtos químicos para as áreas do entorno das plataformas de produção de petróleo.