Tendo em vista os inúmeros problemas ambientais e o aumento da preocupação com o meio ambiente nos últimos anos, cientistas e engenheiros de várias partes do mundo
Substâncias húmicas Complexação de metais Traçadores ambientais Transporte/ biodisponibilidade de metais Determinação de constantes de equilíbrio Me-SH Interação com pesticidas Labilidade de Metais Fertilizante Natural Aplicações na remediação de ambientes contaminados Caracterização de estruturas parciais
têm tentado desenvolver tecnologias para aprimorar, diminuir custos e superar limitações de processos de remediação de ambientes contaminados. Focando em aspectos técnicos e econômicos, as SH são promissoras ao serem utilizadas juntamente com técnicas de remediação in situ. Essa notável importância dos compostos húmicos vêm das suas características polifuncionais, que permitem que interajam com íons metálicos e compostos orgânicos. Consequentemente, essas substâncias podem afetar a especiação física e química de ecotóxicos2 (ET), alterando sua biodisponibilidade e toxidade (Perminova e Hatfield, 2005). Isso constitui, inclusive, mais um motivo para considerarmos os compostos húmicos ambientalmente importantes.
Grande parte das tecnologias de remediação com aplicação de compostos húmicos é baseada em estratégias de tratamentos químico e biológico in situ. Dentre as técnicas em que as SH podem ser aplicadas estão as barreiras reativas permeáveis (PRB), lavagem de solo, biorremediação e fitorremediação (Figura 2-5).
Figura 2-5 – Exemplos de tecnologias que podem ser potencializadas pelo emprego de substâncias húmicas. Baseado em Perminova e Hatfield (2005).
As barreiras reativas permeáveis são uma tecnologia in situ utilizada para tratar aquíferos rasos a um baixo custo em relação aos métodos tradicionais “pump and treat”. O uso de PRB reduz a exposição de humanos ao contaminante e permite que as terras sobrejacentes ao aquífero possam ser utilizadas efetivamente durante a remediação. Uma vez que uma barreira é instalada, ela pode permanecer no local a ser remediado até que o contaminante seja degradado em componentes menos perigosos (Bronstein, 2005).
2 Dentro da classe dos compostos ecotóxicos estão incluídos os metais pesados, petróleo, pesticidas,
Tecnologias de remediação in situ
SH Baseada em tratamento químico
Biorremediação melhorada
Fitoremediação Lavagem de solo
Barreiras reativas permeáveis (PRB)
Conceitualmente uma barreira reativa permeável é definida como uma estrutura em subsuperfície com um meio reativo, que é designado a interceptar uma pluma contaminante através de um fluxo (gradiente natural da água subterrânea) que passa através do meio reativo, onde os contaminantes são adsorvidos, precipitados ou degradados, transformando-se em substâncias menos nocivas ao meio ambiente (Bronstein, 2005). Um desenho esquemático do processo é mostrado na Figura 2-6.
Figura 2-6 – Exemplo de barreira reativa permeável (Baseado em Bronstein, 2005).
Em PRB, os materiais usados no meio reativo devem demostrar rápida cinética para remover os contaminantes de águas subterrâneas sobre condições de fluxo natural. Além disso, esses materiais reativos devem ser baratos e funcionais durante longo tempo. Finalmente, as reações químicas não podem produzir e liberar produtos tóxicos. Nesse ponto, os compostos húmicos são considerados uma grande promessa ao atuarem como componentes reativos e baratos em PRB. Para avaliar o potencial do uso de SH nesses sistemas, é muito importante entender as propriedades sortivas e redox do húmus, que como está sendo discutido, é capaz de reduzir efeitos tóxicos de metais e outros componentes liberados pelo homem, além de alterar a sua mobilidade no meio (Perminova et al. 2005).
A lavagem de solo (in situ flushing) é definida como a injeção ou infiltração de uma solução aquosa na zona de solo ou água subterrânea contaminada. O fluido injetado tem a
função de aumentar a mobilidade e/ou solubilidade dos contaminantes imobilizados. Essa tecnologia é susceptível a vários problemas decorrentes do agente de lavagem, que pode se aderir na matriz do solo, acelerando o crescimento microbiano, causando precipitação dos seus constituintes nos poros da matriz e consequentemente reduzindo a permeabilidade do sistema. Outros problemas associados a esse processo é o alto custo para tratar e dispor fluidos residuais. Esses problemas não acontecem com soluções de lavagem compostas de substâncias húmicas, primeiramente por causa do baixo custo do material e em seguida devido aos compostos húmicos serem biologicamente recalcitrantes o que minimiza o efeito do crescimento microbiano. Entretanto, mesmo os materiais húmicos ainda são um desafio ao sucesso dessa técnica. Isso é porque em algumas situações os compostos húmicos dissolvidos podem se aderir nos materiais do solo ou aquífero, minando os esforços para interceptar e imobilizar os contaminantes solúveis (Perminova e Hatfield, 2005).
A biorremediação melhorada é uma técnica em que processos microbianos são utilizados para degradar ou transformar contaminantes em formas menos tóxicas ou não tóxicas. Especificamente, essa tecnologia aproveita processos naturais ao promover o crescimento microbiano. Entretanto essa técnica pode ser inibida se houverem altas concentrações de contaminantes ou na presença de outros componentes solúveis tóxicos para os microrganismos. O uso de SH pode ser extremamente útil visto que elas podem atenuar a toxidade do contaminante para os micróbios transformando os poluentes em formas menos tóxicas ou mesmo sequestrando-os em uma fase separada e reduzindo sua biodisponibilidade (Perminova e Hatfield, 2005).
A fitoremediação segue o mesmo princípio da bioremediação, mas com uso de plantas para interceptar, acumular e até mesmo degradar contaminantes do solo ou da água subterrânea. Essa técnica exige que as plantas utilizadas tenham características específicas incluindo tolerância a elevadas concentrações de contaminantes, tendência em produzir grande quantidade de biomassa radicular e a capacidade de imobilizar contaminantes por absorção, precipitação ou redução. A aplicação de compostos húmicos constitui uma grande vantagem se empregados na fitorremediação, pois eles são capazes de reduzir a toxidade de contaminantes e consequentemente aumentar a tolerância de plantas ao estresse químico. Além disso, as SH estimulam o crescimento de raízes que poderão absorver os contaminantes (Perminova e Hatfield, 2005).