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A Cia. Mercantil Ingá, na região da Costa Verde no Rio de Janeiro, decretou falência, após 30 anos de produção de zinco, deixando na área seus estoques de efluentes e resíduos.

A área está dividida em prédios administrativos, planta industrial, áreas de estocagem de insumos, pilha de rejeito e bacia de acumulação de efluentes.

Na região onde ficam os prédios administrativos, o refeitório e o campo de futebol, não havia atividades que representassem risco potencial de contaminação, uma vez que os insumos e produtos não eram armazenados, nem transportados por ali. Além disso, considerando o fluxo de águas subterrâneas, está localizada a montante da área de produção e de disposição de resíduos e efluentes. No entanto, quando o dique atingiu níveis muito elevados, os efluentes também alagaram estas áreas, justificando a necessidade de caracterização da contaminação destes locais.

Devido as atividades executadas nas áreas de produção e estocagem de insumos e produtos, essas podem apresentar contaminação, apontando a necessidade de coleta de amostras para caracterização. Caso seja constatada contaminação, considerando o sentido do fluxo da água subterrânea, esta pode ser transportada até o mangue.

As demais áreas eram destinadas a acumulação de água, efluentes e resíduos. Quando houve a primeira intervenção ambiental emergencial, após a falência da indústria, as áreas destinadas a acumulação de água industrial, foram utilizadas para tratamento dos efluentes. Apesar de alguns destes locais serem construídos em concreto, representando uma barreira de proteção, a principal área de acúmulo de resíduos (pilha) e efluentes (dique), não possuem nenhum tipo de sistema de impermeabilização, tornando-se assim, fonte de contaminação para todo o restante da área localizado a jusante, em especial o mangue e o saco do engenho.

Visando a adequada caracterização da contaminação presente na área, foram coletadas amostras de resíduos (insumos), água e solo superficiais e água e solo subterrâneos. PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

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Administração Planta Industrial Pilha de Rejeitos Mangue Saco do Engenho Bacia Pulmão Tanque de Detenção Bacia de Efluentes Canal Sul Bacia de Água Industrial Bacia de Acumulação de Resíduos

Figura 4.1: Vista aérea da área da Cia. Mercantil e Industrial Ingá (imagem de satélite 2007).

PUC-Rio

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A caracterização superficial da área da Cia Mercantil e Industrial Ingá, realizada pela PUC-Rio em 2007/2008, consistiu no levantamento de dados de caracterização de resíduos, contaminação de solo e águas superficiais, além de informações de precipitação, temperatura e evapotranspiração, para a avaliação do balanço hídrico.

Para tanto, foram coletadas amostras de solo e água superficial, resíduos e restos de insumos do processo produtivo remanescentes na área de forma indevida, para análise química, possibilitando a caracterização do local.

Devido ao tamanho da área da Cia Mercantil e Industrial Ingá e as diferentes atividades nela desenvolvidas, esta foi divida em setores que possibilitassem a sua caracterização. Tratam-se, portanto, de treze setores: Depósito de Minério; Galpão da Planta de Produção; Galpão de Utilidades; Bacia de Água Industrial; Bacia de Acumulação de Resíduos (C-150), Bacia de Detenção; Bacia Pulmão; Pilha de Rejeitos; Bacia de Rejeitos do C-130; Área do Mangue; Área do Canal Sul; Área do Canal Norte; e Lagoa das Marrecas.

4.1. Levantamento Topográfico

Visando analisar a variação do relevo, bem como possibilitar a cubagem do rejeito depositado na área, visando reunir informações necessárias a caracterização da área em 2004/2005 a PUC-Rio desenvolveu uma campanha de levantamentos topográficos, que possibilitaram a elaboração de planta apresentada na Figura 4.2.

a b

Figura 4.2: a - Levantamento topográfico da Cia. Mercantil e Industrial Ingá.; b – Imagem de satélite da área de estudo.

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Figura 4.3: Localização das estações pluviométricas

A Tabela 4.1 apresenta as médias mensais das séries históricas de precipitação das estações pluvioméricas, enquanto a Figura 4.35 apresenta o gráfico da comparação das médias mensais de cada estação.

Tabela 4.1: Precipitações médias mensais das estações próximas a área de estudo.

Precipitações Médias Mensais

JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Itaguaí 303,00 272,00 258,70 176,20 111,30 94,70 82,80 101,10 138,90 221,30 265,30 311,40 Coroa Grande 209,90 217,80 226,70 145,10 132,60 89,60 96,60 63,60 187,00 188,90 260,40 218,50 Ponte Guandu 204,00 172,30 161,00 95,70 28,00 45,10 34,60 44,70 39,10 79,30 131,60 158,30 MÉDIA 238,97 220,70 215,47 139,00 90,63 76,47 71,33 69,80 121,67 163,17 219,10 229,40

Como apresentado na Tabela 4.1, a máxima precipitação média mensal na região é registrada durante o mês de janeiro, e a mínima no mês de agosto.

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Dados de chuva

0,0 50,0 100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 350,0

jan fev mar abr mai jun jul ago set out nov dez

Meses do ano P luv ios ida de [ m m ] Itaguaí Ponte Guandu Coroa Grande

Figura 4.4: Comparação dos dados das estações pluviométricas

Através da análise do gráfico da Figura 4.4 é possível observar que há uma distinção entre as épocas de chuvas entre os meses de setembro a maio e de seca entre os meses de junho a agosto.

4.3. Corpos Hídricos

A área da Cia Mercantil e Industrial Ingá está inserida na bacia do rio Guandu, que possui uma área de drenagem de 1.921 km2, como pode ser observado na Figura 4.5, onde estão representadas as Regiões Hidrográficas do Estado do Rio de Janeiro.

Esta bacia hidrográfica engloba, parcialmente ou integralmente, o território de 12 municípios fluminenses, dentre eles Itaguaí. Como pode ser observado na aproximação, a área de estudo, encontra-se na sub-bacia do rio Mazomba, próxima a sua foz, na baía de Sepetiba.

Como apresentado no Projeto Planagua SEMADS/GTZ, o rio Mazomba nasce há 1.080 m, na Serra da Mazomba, e se desenvolve por 26 km, dentro de uma bacia com cerca de 96 km2. O alto curso do rio Mazomba é caracterizado por leito rochoso com diversos matacões e areia. As margens são taludes íngremes, com poucas árvores, estando em sua maior parte desprotegidas. Muitas residências também se estabeleceram às suas margens. A água é clara, com presença de lixo, mas fica turva após as chuvas. PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

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Figura 4.5: Mapa das Regiões Hidrográficas do Rio de Janeiro (Fonte: Comitê da Bacia Hidrográfica do Guandu) Cia Mercantil e Industrial Ingá PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

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O leito do rio Mazomba na parte inicial do baixo curso é largo e extremamente raso, com grande quantidade de sedimentos na calha. Pouco depois, o rio Mazomba passa a ter um leito mais aprofundado e com largura menor. Com esta configuração, atravessa a porção oeste da área urbana de Itaguaí, apresentando margens planas com capim, bananas, residências e deposição de lixo. O rio passa a receber, neste trecho, maior contribuição de esgoto.

O rio segue seu curso atravessando uma área de pasto e logo adiante verte suas águas em dois canais. O primeiro é denominado de rio Cação e o segundo de canal Arapucaia. O fluxo do rio segue pelo rio Cação até desaguar em um manguezal situado próximo da ilha da Madeira.

Próximo à foz do rio Cação encontra-se instalada a Ingá Mercantil. O baixo curso do rio Mazomba-Cação tem problemas de estrangulamento de fluxo, o que vem provocando enchentes. A influência da maré no rio Cação se faz sentir até 1 km à jusante do cruzamento com a BR 101, localizada a cerca de 8 km à montante da baía.

Os recursos hídricos da bacia são utilizados para abastecimento público e industrial, recreação, geração de energia e diluição de efluentes.

O transporte de sedimentos que é um fenômeno natural determinado pelos condicionantes físicos da bacia, vem crescendo nos últimos anos, em decorrência de diversas atividades antrópicas, como a transposição de águas Paraíba / Guandu, extração de areia no leito e na calha fluvial, urbanização, desflorestamento, remoção de solos e detritos das vertentes e à disposição de resíduos sólidos, resultando no assoreamento das calhas dos rios e finalmente na Baía de Sepetiba.

Dentre os levantamentos de dados para a caracterização superficial, foram identificados os corpos hídricos que influenciam, ou são influenciados pela área de estudo, possibilitando uma análise preliminar sobre a direção do fluxo.

Para a definição do sentido do fluxo, ainda é necessária a comparação destes com os dados subterrâneos, entretanto esta primeira análise já indica algumas possibilidades.

Na Figura 4.6, estão demarcadas a lagoa das Marrecas, as bacias de Rejeitos, Água Industrial e Pulmão (sem fundo impermeabilizado), as canaletas de águas pluviais e de eventuais vazamentos, os canais Norte e Sul, o Saco do Engenho e finalmente o mar na baía de Sepetiba.

Analisando a Figura 4.6, é possível identificar que o fluxo principal segue em direção ao mar, através do Saco do Engenho, que recebe contribuições dos canais Norte e Sul. PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

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Figura 4.6: Identificação dos corpos hídricos

Finalmente, conclui-se que o fluxo superficial principal da área da Cia Mercantil e Industrial Ingá, se dirige aos canais Norte e Sul.

4.4. Contaminação Superficial

Na etapa de caracterização da contaminação superficial, foram utilizados os métodos de análise química por absorção atômica e a fluorescência. Inicialmente, pretendia-se analisar todas as amostras por absorção atômica, para obtenção de uma melhor precisão das concentrações dos elementos. Porém com a necessidade de determinar qualitativamente os elementos presentes no material analisado, de forma mais rápida, levou ao uso da fluorescência para a maioria das análises (Anselmo, 2007).

Os resultados das análises químicas foram comparados aos valores orientadores da Resolução CONAMA nº 420 de 2009, apresentados na Tabela 4.2.

Tabela 4.2:Valores orientadores* CONAMA nº 420 de 2009 Elemento Investigação Industrial Água Subterrânea

mg/kg µg/l Ba 750 700 Cd 20 5 Fe - 2450 Mn - 400 Ni 130 20 Pb 900 10 Zn 2000 1050

* O valor orientador de Intervenção Industrial é a concentração de determinada substância no solo ou na água subterrânea acima da qual existem riscos potenciais, diretos ou indiretos, à saúde humana, considerado um cenário de exposição genérico, sendo o cenário aplicável a área o industrial. PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

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Depósito de Minério

O processo industrial da Cia Mercantil e Industrial Ingá, como apresentado no item 3.3, utilizava dois tipos de minério estocados na área:

Flotado ou enriquecido, possui 45% de Zinco contido, pois passou por um processo de retirada física do ferro na mineração;

Wilemita britada, mas sem moagem, que possui 18% de Zinco. Ambos não possuem capacidade de mobilização para o meio

Figura 4.7: Área da Ingá com foco na área de estocagem de minério

a b

Figura 4.8: Fotos do galpão de estocagem de minério. a e b - Vista do antigo depósito de minério

Galpão da Planta de Produção

O galpão da planta de produção está localizado na parte sul da área da Cia Mercantil e Industrial Ingá, como pode ser observado na Figura 4.9. Também é possível observar os itens que compõem esta área, dentre eles os locais de moagem, lixiviação, purificação, estocagem de solução neutra, galpão da eletrólise e galpão da fundição. PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

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Figura 4.9: Área da Ingá com foco na área de produção

Moagem

Todo equipamento utilizado na moagem já foi retirado do local, e neste processo físico de redução do tamanho dos grãos, se utilizava somente bolas de ferro, não existindo ainda nenhum processo químico.

Lixiviação

Esta etapa era composta por 2 conjuntos de 6 dornas cada um. O primeiro composto por dornas maiores e o segundo por dornas menores, como pode ser observado na Figura 4.10. Durante a etapa de caracterização, foram coletadas amostras dos materiais sólidos depositados nas dornas.

O processo de lixiviação utilizava dois conjuntos de dornas, um com seis dornas maiores e outro com seis dornas menores, como pode ser observado na Figura 4.6. Nos dois conjuntos, foram coletadas seis amostras, sendo duas no conjunto maior – SD-05 e SD-06 – e quatro no menor – SD-07 a SD-10. Este material foi caracterizado

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através de análises de fluorescência, que apresentaram os resultados apresentados na Tabela 4.3.

Figura 4.10: Galpão da planta de produção com foco na área de lixiviação

As demais dornas que compunham estes conjuntos não continham resíduos, ou estavam sendo utilizadas no processo de remediação emergencial, para o tratamento do efluente do C-130.

Tabela 4.3: Resultados das análises de fluorescência, comparados com os valores orientadores indicados pelo CONAMA 420/2009

Dorna Pontos de Coleta Pb Zn mg/kg mg/kg 5 SD-05 10110 62840 6 SD-06 10180 45890 1 SD-08 12240 8390 2 SD-07 ND 9700 4 SD-10 8420 188700 5 SD-09 3510 338360 PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

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Dorna 5 (conjunto de dornas maiores), onde foi coletada a amostra SD-05.

Dorna 6 (conjunto de dornas maiores), onde foi coletada a amostra SD-06.

Dorna 1 onde foi coletada a amostra SD-08. As dornas onde foram coletadas as amostras SD-07 e SD-10, são semelhantes a esta, apresentam material sólido, entulho e plantas.

Dorna 5 onde foi coletada a amostra SD-09. As dornas onde foram coletadas as amostras SD-07 e SD-10, são semelhantes a esta, apresentam material sólido, entulho e plantas.

Figura 4.11: Fotos da coleta nas dornas de lixiviação

Purificação

Nesta etapa eram utilizados 3 conjuntos com 6 dornas cada um. O primeiro conjunto, tratamento C-130, durante a fase de coleta das amostras para caracterização estava sendo utilizado no preparo da barrilha e na estocagem de água para o processo de tratamento do efluente do C-130, sendo que a dorna 5 ainda apresentava em seu interior material sólido que foi coletado e analisado por fluorescência.

Todas as dornas do segundo conjunto, tratamento C-140, apresentam em seu interior material sólido, que foi coletado e analisado por fluorescência. No local as dornas estão numeradas de 1 a 6, e esta foi utilizada na referência das amostras coletadas.

O terceiro conjunto de dornas, tratamento C-150, também apresenta a numeração de 1 a 6, sendo que a dorna de número 1 estava vazia. Foram coletadas e analisadas por fluorescência, amostras dos sólidos das demais dornas.

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Figura 4.12: Galpão da planta de produção com foco na área de purificação

Dorna Pontos de Coleta Cd Pb Zn mg/kg mg/kg mg/kg 130.5 SD-16 ND ND 88130 140.1 SD-17 1400 2480 193110 140.2 SD-19 ND ND 38800 140.3 SD-21 ND ND 63800 140.4 SD-18 240 ND 188570 140.5 SD-20 900 ND 151380 140.6 SD-22 ND 1560 135740 150.2 SD-24 330 ND 131390 150.3 SD-23 ND ND 160080 150.4 SD-25 ND ND 134360 150.5 SD-26 ND ND 155240 150.6 SD-27 ND ND 177590 PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

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Conjunto de dornas da primeira etapa da purificação (130).

Dorna 5, onde foi coletada a amostra SD-16.

Conjunto de dornas da segunda etapa da purificação (140).

Dorna 1, onde foi coletada a amostra SD-17.

Conjunto de dornas da terceira etapa da purificação (150).

Dorna 1, onde não foi coletada amostra. Figura 4.13: Fotos da coleta nas dornas de purificação

Eletrólise do Cádmio

O processo de retirada do cádmio do, realizado no segundo tratamento, através da adição de pó de zinco, foi posteriormente substituído por um processo de eletrólise.

Nesta área foi coletada uma amostra de água, de dentro das cubas. O piso do galpão era todo concretado impedindo a infiltração de eventuais derrames acidentais.

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Figura 4.14: Galpão da eletrólise na área de produção

Tabela 4.5: Resultados das análises de absorção atômica, comparados com os valores orientadores indicados pelo CONAMA 420/2009

Pontos de Coleta

Cd Fe Mn Ni Zn

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

WB-01 6000 238 195 42 13000

Estocagem de Solução Neutra

Nesta área era estocada, em dornas, a solução de Sulfato de Zinco puro que ia para a eletrólise. Era um pulmão que mantinha sempre os níveis de Zinco circulantes no processo de separação.

Dorna 3, onde foi coletada a amostra SD-30 (160).

Dorna 4, onde foi coletada a amostra SD-33 (160). PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

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Dorna 5 e 4, onde foram coletadas as amostras SD-32 e SD-33 (160).

Dorna 6, onde foi coletada a amostra SD-31 (160).

Figura 4.15: Foto da coleta na área de estocagem da solução neutra

Figura 4.16: Galpão da planta de produção com foco na área de estocagem da solução neutra

Estas dornas se encontravam em bom estado e não apresentavam vazamentos ou tinham a presença de material sólido. O material sólido presente no interior das dornas foi coletado e analisado por fluorescência.

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Dorna Pontos de Coleta Zn mg/kg 160.1 SD-28 139250 160.2 SD-29 217180 160.3 SD-30 282940 160.4 SD-33 184200 160.5 SD-32 473730 160.6 SD-31 339770 Galpão da Eletrólise

A primeira parte da área da eletrólise tinha as suas cubas apoiadas no solo, apresentando vazamentos e mesmo perda de energia para terra. A segunda, construída em 1993, possuía uma proteção contra vazamentos e suas cubas eram de fibra de vidro, mais flexíveis e resistentes a impactos.

Em função destes fatos, sabe-se que há contaminação no local, tendo sido coletada amostra para análise.

As cubas onde era realizada a eletrólise do zinco se encontram num galpão a céu aberto, cheias de líquido (do processo e água da chuva). Este foi coletado e analisado por absorção atômica, apresentando as concentrações da Tabela 4.7.

Ainda dentro do galpão da eletrólise do zinco foi recolhido material sólido presente na calha que era usada para escoar o produto para dentro das cubas. A calha, no dia da coleta, estava seca, apesar de o galpão ser a céu aberto. O material coletado foi analisado através da fluorescência, porém seus resultados não apresentaram nenhuma substância acima dos valores orientadores indicados pela CETESB, como apresentado na Tabela 4.8.

Figura 4.17: Foto da coleta na eletrólise do zinco Cubas cheias de material líquido e calha (na parte de cima da foto) onde foi coletado material sólido.

Vista do galpão onde sem encontram as cubas da eletrólise do Zinco.

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SA-09 ND

Galpão da Fundição

No galpão de fundição chegava somente zinco metálico com 99,99% de pureza. Este não se solubilizava, não podendo se mobilizar para o meio.

A área de fundição era toda concretada, como pode ser observado na Figura 4.18, representando um tipo de impermeabilização para o meio. Não foi coletada amostra de solo no local. No entanto, havia água acumulada nos fornos, que foi coletada e devidamente analisada por fluorescência.

Forno do galpão de fundição, onde foi coletada a amostra de água WD-01.

Figura 4.18: Foto da coleta nos fornos de fundição

Pontos de Coleta Cd Fe Mn Zn mg/l mg/l mg/l mg/l WD-01 0,13 0,11 0,85 5 Galpão de Utilidades

O galpão de utilidades contava com piso concretado, que era capaz de conter algum possível vazamento que tenha ocorrido durante o período de operação, evitando que este atingisse o solo, portanto não foram coletadas amostras neste local.

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Bacia de Água Industrial

Esta bacia possuía peixes e não apresentava contaminação até 2003. Nas chuvas ocorrentes em 2004 ela foi esvaziada e cheia com o efluente da Bacia do C-130, que acarretou a contaminação do solo utilizado para recobrimento e proteção da manta de PVC.

Nesta bacia foram coletadas amostras de solo e água, para análise química por fluorescência e absorção atômica respectivamente, com o objetivo de identificar os elementos presentes na área.

Bacia de água industrial, onde foram coletadas as amostras de solo SA-11 e água WB-03.

Coleta da amostra de água WB-03, na bacia de água industrial, para análise química por absorção atômica.

Figura 4.19: Foto da coleta na bacia de água industrial

Cd Fe Mn Zn

mg/l mg/l mg/l mg/l

WB-03 0,82 0,21 2,6 89

Pontos de Coleta Pb Zn mg/kg mg/kg SA-11 5310 75120 PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

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Figura 4.20: Localização das bacias de água industrial e de acumulação de resíduos

Bacia de Acumulação de Resíduos (C-150)

Esta bacia estocava os metais precipitados sob forma metálica no processo de purificação. Na bacia foram coletadas amostras do material sólido e água, para análise química por absorção atômica.

Bacia do C-150, onde foram coletadas as amostras de solo SA-12 e água WB-04.

Coleta da amostra de água WB-04, na bacia do C-150, para análise química por absorção atômica.

Figura 4.21: Foto da coleta na bacia de detenção de resíduos (C-150)

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Zn

mg/l

WB-04 0,05

Os resultados da análise de água apresentaram todas as concentrações abaixo dos valores orientadores indicados pelo CONAMA 357 – Lançamento de Efluentes (Classe 2).

Tabela 4.13: Resultados das análises de fluorescência, comparados com os valores orientadores indicados pelo CONAMA 420/2009.

Zn

mg/kg SA-12 150000

O resíduo apresenta uma alta concentração de zinco, não tendo sido determinada presença dos outros parâmetros considerados pela CETESB, dentre eles o cádmio e chumbo.

Bacia de Detenção

Esta bacia servia para reter a drenagem da área quando esta apresentasse contaminação.

Figura 4.22: Localização da bacia de detenção

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Bacia de água industrial, onde foram coletadas as amostras de borra de carbureto SA-14 e água WB-06.

Coleta da amostra SA-14, na bacia de detenção, para análise química por absorção atômica.

Figura 4.23: Foto da coleta na bacia de detenção

Tabela 4.14: Resultados das análises de absorção atômica, comparados com os valores orientadores indicados pelo CONAMA 420/2009.

Cd Mn Zn

mg/l mg/l mg/l

WB-06 0,08 0,07 0,36

Tabela 4.15: Resultados das análises de fluorescência, comparados com os valores orientadores indicados pelo CONAMA 420/2009.

Pontos de Coleta Cd Pb Zn mg/kg mg/kg mg/kg SD-01 ND 640 178000 SD-02 500 1200 244320 SD-03 320 3310 121710 Bacia Pulmão

A bacia pulmão começou suas operações em 1991, com um volume de 30.000 m3, recebendo águas de um sistema de drenagem em canaletas abertas abrangendo toda a planta e uma Estação de Tratamento de Descartes Industriais (ETDI).

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Figura 4.24: Localização da bacia pulmão

A Bacia Pulmão apresentava um pH 3, com 3.000 mg/l de Zinco. Esta na etapa de caracterização se encontrava vazia, acumulando apenas águas pluviais.

Foram coletadas amostras de solo e água para análise química por fluorescência e absorção atômica respectivamente.

Bacia pulmão, onde foram coletadas as amostras de solo SA-13, SB-01 e água WB-05.

Porção de solo onde foi coletada a amostra SB-01, para análise química por fluorescência. Figura 4.25: Foto da coleta na bacia pulmão

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Pontos de

Coleta mg/kg mg/kg mg/kg

SA-13 ND 420 4250

SB-01 770 530 27100

Pilha de Rejeitos

A pilha de rejeitos é formada pela acumulação do material sólido proveniente do minério de zinco, que era espalhado pela área da indústria.

Figura 4.26: Localização da pilha de rejeitos

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Vista da pilha de rejeitos Vista da pilha de rejeitos, local onde foi coletada a amostra SB-03

Amostragem SE-01, na pilha de rejeitos Vista do local onde foram coletadas as amostras SE-01 e SE-02

Figura 4.27: Foto da coleta na pilha de rejeitos

Pontos de Coleta Cd Pb Zn mg/kg mg/kg mg/kg SB-03 ND 7440 94740 SE-01 ND ND 40220 SE-02 ND ND 40410 SF-01 480 1800 132720 SF-02 ND 5240 14420 Bacia de Rejeitos do C-130

Os efluentes líquidos gerados no processo produtivo do zinco, eram destinados a bacia de rejeitos do C-130. Com a construção do dique, esta acumulava não o material proveniente da produção, mas também as águas pluviais, que caíam sobre a pilha de rejeitos e na própria bacia.

Portanto, a bacia de rejeitos do C-130, acumulava os efluentes do processo industrial, e o material que era lixiviado e solubilizado pela chuva, da pilha de rejeitos.

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Figura 4.28: Localização da bacia de rejeitos do C-130

Vista da bacia do C-130, onde foram coletadas as amostras WC-05 e 06

Vista da bacia do C-130, onde foram coletadas as amostras SB-02, SC-09 e 10.

Figura 4.29: Foto da bacia do C-130

Dentro da bacia de rejeitos foram feitas coletas de água e sedimentos, variando a localização e a profundidade das coletas.

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As amostras de água foram coletadas em dois pontos distintos, WC-05 e WC-06, variando a profundidade de 0,5 em 0,5 m, com a proposta de elaborar um perfil de contaminação da água, em dois pontos distintos dentro da bacia.

Pontos de Coleta Cd Fe Mn Ni Zn mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l WC-05.1 2,9 0,18 44 0,27 816 WC-05.2 2,9 0,12 44 0,26 821 WC-06.1 2,9 0,12 40 0,25 828 WC-06.2 2,9 0,13 41 0,26 797 WC-06.3 2,9 0,13 42 0,26 861

Pontos de Coleta Ba Cd Pb Zn mg/kg mg/kg mg/kg mg/kg SB-02 ND ND 3240 72410 SC-09 10400 300 ND 8300 SC-10 ND 400 8400 17300 Área do Mangue

Esta área fica localizada a leste da pilha e do dique de rejeitos, entre a planta industrial e o saco do engenho, que faz acesso à baia de Sepetiba, e recebeu drenagem superficial decorrente de vazamentos do dique, além do fluxo subterrâneo que percolou pelo dique.

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Figura 4.30: Localização do mangue, em relação a planta industrial

Foram coletadas amostras de solo e água superficial na faixa entre o dique e o mangue com o objetivo de determinar os compostos presentes na área.

Pontos de Coleta Cd Fe Mn Ni Zn mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l WC-01 0,74 115 109 0,52 1700 WC-02 0,7 0,7 18 0,1 279 WC-03 0,3 226 99 0,65 1800 WC-04 0,1 120 126 1 2700 WB-08 0,69 53 94 0,48 2000 PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

(29)

Observa-se a direita o mangue, ao lado do dique da bacia de rejeitos do C-130

Área entre o dique e o mangue, onde foi coletada a amostra WB-08.

Vista da área entre o mangue e o dique, onde foi coletada a amostra SC-01

Coleta da amostra SC-03

Vista do mangue no local onde foi coletada a amostra SC-03

Ponde de coleta das amostras WC-01 e SC-02

Figura 4.31: Fotos da coleta na pilha de rejeitos

(30)

SC-07 2080

SC-08 2230

Área do Canal Norte

Esta área recebe a drenagem subterrânea do dique e segue em direção ao saco do engenho.

Figura 4.32: Imagem com representação do canal norte (11/04/2009)

(31)

Vista da área do canal norte Ponto de coleta da amostra WB-09 Figura 4.33: Foto da coleta do canal norte

Cd Fe Mn Ni Zn

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

WB-09 1,3 42 296 0,89 2000

Área do Canal Sul

Da mesma maneira do que o Canal Norte, esta área recebe a drenagem subterrânea do dique e segue em direção ao saco do engenho.

Figura 4.34: Imagem com representação do canal sul

Lagoa das Marrecas

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Figura 4.35: Localização da Lagoa das Marrecas

Local da Lagoa das Marrecas onde foi coletada a amostra WB-10

Figura 4.36: Foto da coleta na Lagoa das Marrecas

Amostras de água foram coletadas do interior da lagoa. Estas foram analisadas através de absorção atômica.

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Cd Fe Mn Zn

mg/l mg/l mg/l mg/l

WB-10 0,02 0,1 1,1 87

Com base nas informações apresentadas ao longo do item 4.4Contaminação Superficial, pode-se notar que ao longo de toda a extensão do terreno da Cia Mercantil e Industrial Ingá, pode ser identificada a presença de diferentes níveis de contaminação principalmente por Zinco e Cádmio, mas havendo ainda a presença de Bário, Chumbo, Ferro, Níquel e Manganês.

Também pode ser observado, que em locais onde ocorria a entrada de insumos, e os pontos de descarte de efluentes e resíduos, representam as maiores contaminações.

4.5. Geologia

No Estudo de Remediação Ambiental da Companhia Industrial Ingá – Itaguaí – RJ, desenvolvido pela PUC-Rio, em 2004, visando analisar as características geológicas foram levantados dados locais e regionais, e executadas sondagens na área de estudo, as quais possibilitaram a elaboração de um modelo estratigráfico, além da coleta de amostras de solo e água subterrânea para a caracterização da contaminação.

A caracterização geológica da área de estudo deu-se em duas etapas, a primeira regional e a segunda referente a geologia local, analisada com base em estudos e dados de sondagens realizadas em diferentes etapas de levantamentos desenvolvidos na área, compreendidos entre antes de 1984 e 2004.

Geologia Regional

A geologia regional da Ilha da Madeira é constituída por rochas que podem ser agrupadas em três conjuntos de acordo com a idade de sua gênese. As mais antigas são as pré-cambrianas de origem ígnea e metamórfica, o segundo conjunto, de idade mesozólico-terciário, é formado por rochas básicas intrusivas, dispostas na forma de diques e finalmente, constituindo as baixadas costeiras, tem-se os sedimentos quaternários, dispostos sob forma de planícies aluvionares e mangues.

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Figura 4.37: Mapa geológico do Estado do Rio de Janeiro 1:500.000 – CPRM

ILHA DA MADEIRA

PUC-Rio

-

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Rochas Pré-Cambrianas

As unidades geológicas pré-cambrianas na região são dividas em: Unidade Rio Negro Batólito Serra dos Órgãos e Complexo Ilha da Madeira.

A Unidade Rio Negro ocupa quase toda a área continental, e aflora no extremo noroeste, na Serra do Mar, e na parte oriental da Ilha da Madeira. Entre estas zonas de afloramento está sotoposto aos sedimentos quaternários.

Composta por rochas migmatíticas com predominância de estruturas estromáticas, cujo paleosoma se caracteriza com biotita gnaisse, biotita-anfibólio-gnaisse ou biotita porfiroblástico, e o neosoma com um granitóide de granulometria fina, que toma um aspecto em parte pegmatóide, transicionando para biotita granito, um pouco foliado com aspecto porfiroblástico com minerais de microclina rosada centimétricos, nos quais se intercalam massas importantes de gnaisse granítico.

O gnaisse granítico é uma rocha de feldspato branco ou levemente rosado com foliação impersistente. Sofreu cataclase mais ou menos acentuada, sendo recortado por finos veios de aplito, leucogranito e pegmatito.

A Batólito Serra dos Órgãos é um corpo instrutivo que aflora na parte central da Ilha da Madeira, e cuja rocha ora é classificada como granito gnassóide ora como gnaisse granítico. A litologia dominante é a rocha granitóide com tipos desde leucogranito a granito ou granodiorito, com proporção variável de máficos, biotita e anfibólio, de granulação média a grosseira, discretamente foliada, esporadicamente laminada cataclasticamente.

No leucogranito, a presença de máficos é bastante reduzida não chegando a 5% do volume, dominando a biotitas, que ocorre em pequenos agregados dispersos, preferencialmente orientados, dando uma leve foliação à rocha. Pelo aumento do teor de biotita passa-se a uma biotita granito, discretamente foliada, onde os félsicos constituem agregados sublenticulares com alguns centímetros de comprimento, parcialmente envolvidos pelos máficos, preferencialmente orientados no plano de foliação. A presença do mineral microclina é marcante, seja de cor branca ou rosada, podendo formar profiroblastos com alguns centímetros de eixo maior.

A presença de anfibório associado com a biotita torna a rocha acinzentada, onde os máficos constituem 10% de volume, em agregados achatados paralelamente, orientados com os agregados félsicos sublenticulares. A microclina rósea torna-se rara e a rocha se caracteriza como granodiorito.

O Complexo Ilha da Madeira é um granito que aflora no Batólico Serra dos Órgãos e na Unidade Rio Negro, pois apresenta xenólitos de granitos, gnaisses e

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Esta rocha tem contato transicional rápido à rocha de composição semelhante, mas cujo feldspato é caracteristicamente verde acaramelado, em cristais tubulares, orientados linearmente, sugerindo uma estrutura fluidal. Este tipo às vezes sugere afinidade charnockitica, porém é muito pobre de máficos e sem piroxênio.

Quanto à estrutura, todas as rochas pré-cambrianas, a exceção das massas graníticas e pegmatíticas, apresentam foliação metamórfica em grau mais ou menos acentuado, em grande parte acompanhada de bandeamento formado pela migmatização, ao passo que a estratificação é duvidosa, confundindo-se com aquelas estruturas cuja direção dominante fica entre NE e ENE. A lineação mineralógica de origem metamórfica também é freqüente.

O metamorfismo ocorreu em vários ciclos de formação como: dobramento e soerguimento de unidades já metamorfizadas em profundidade, intrusão subsequente de rochas charnokiticas e graníticas na cobertura supra-crustal, metamorfismo regional, migmatização, falhamento longitudinal e transversal e cataclase generalizada.

Rochas Básicas

Aparecem na geologia local sob a forma de dois diques de diabásio situados na Ilha da Madeira, com direções que acompanham os alinhamentos correspondentes às estruturas regionais. Ocorrem preenchendo fraturas, segundo os falhamentos. Quando decompostos, apresentam blocos arredondados, extremamente resistentes, produzidos pela esfoliação esferoidal.

Os diques desta rocha são pouco espessos, inexpressivos e quase desprezíveis, quando se considera a escala do mapeamento.

A rocha básica apresenta uma granulação variando de fina a muito fina, com predominância de coloração escura, constituída dos minerais plagocásio e augita.

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Sedimentos Quaternários

Os sedimentos do tipo fluvial formam depósitos continentais de várzea, relacionados à planície de inundação pretérita ou atual, constituídos de areia, argila e mais raramente cascalho, em parte retrabalhados na faixa litorânea. Depósitos menores ocorrem em dois locais da Ilha da Madeira.

Geologia Local

Sondagens Geotécnicas contratadas antes de 1984 pela Cia Mercantil e Industrial Ingá e pelas Docas da Guanabara mostraram que o sedimento predominante é a argila siltosa, as vezes orgânica ou com areia fina, possuindo lentes de areia fina e média, siltosa. A espessura do sedimento de caráter fluvial é variável desde 2m até 14m, enquanto as camadas de areia possuem poucos metros.

A disposição nesta faixa litorânea parece ter como regra sedimentos de ambiente continental na base, passando para sedimentos de ambiente misto na parte superior, compondo uma seqüência sedimentar transgressiva. O solo residual é areno silte argiloso, com areia fina a média, e apresenta uma superfície irregular para a disposição sedimentar.

A faixa litorânea plana, mais próxima da Baia de Sepetiba, foi mapeada como mangue, quando constituída de depósitos sedimentares argilosos orgânicos sob afogamento por oscilação da maré e com vegetação característica de raízes aéreas. Entre a Ilha da Madeira e o Continente, grandes áreas de mangue foram aterradas, permitindo acesso rodoviário à ilha e a construção do Porto de Sepetiba.

A Geologia da área sedimentar de implantação do projeto desenvolvido pela Natron em 1986, notadamente na zona de mangue entre a pedreira e o Saco do Engenho, foi reconhecida a partir dos resultados de 40 sondagens a percussão e mistas executadas na ocasião pela Tecnosolo.

Em superfície, os rejeitos industriais, e o espelho de água existente na Bacia de Rejeitos, aterros e a área de mangue não permitiram um mapeamento capaz de diferenciar ou delimitar os diversos sedimentos. As profundidades alcançadas foram bastante variadas devido a irregularidades do embasamento cristalino e da espessura dos solos residuais. Assim, os furos possuem comprimentos variando entre 4,40 m e 40,60 m com uma profundidade média de 22 m.

Os limites atingidos pelas sondagens quando impenetráveis a percussão, foram considerados como o início da rocha sã, devido ao fato que os furos prosseguidos à

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e siltes, cinzas ou escuros, com lentes de areia associados a canais rasos provocados pela maré.

No estuário dos Rios Cação e da Guarda a acumulação de clásticos mais grosseiros foi impedida pela ausência da ação de lavagem de correntes marinhas, ondas, ou ainda a existência de forte fluxo fluvial, devido a presença das ilhas como a da Madeira. Esse fácies de sedimentação, com predominância de finos é comum à região leste da Baia de Sepetiba.

Na zona do projeto, trazido pelos rios já sob o fluxo residual, de baixa energia, chegou um volume de material com uma percentagem em volume mais alta em finos, que se locomovia em suspensão, pois os fragmento maiores que são conduzidos por tração ficaram retidos em sua maioria na faixa do manguezal.

A existência das lentes de areia entre as argilas, inclusive de granulação média, acompanhada de finos leitos de pedregulhos e conchas mostra que às vezes predomina alguma corrente de maré que modificou a simples deposição por decantação, e sob condições de maior energia removeu as argilas e siltes concentrando a areia. A presença de matéria orgânica alcança altos teores, principalmente na camada superior do pacote sedimentar, tendo estes detritos vegetais trazidos pelos cursos d’água já citados, em estado finamente dividido, e muitas vezes coloidal, em mistura com argilas.

A área estudada é constituída por uma sedimentação holocênica de origem fluvial, que vai aumentando sua espessura em direção ao Saco do Engenho, chegando ao máximo de 12m. Esses sedimentos repousam sobre um embasamento de rochas cristalinas, decompostas em sua superfície, e estão em grande parte cobertas por aterros. Os sedimentos, apesar de sua pequena espessura, apresentam grande variação textual, horizontal e verticalmente, não existindo estratificação uniforme se estendendo por toda a área.

O embasamento cristalino com uma superfície bastante irregular, profundo em certos locais e em outros quase aflorando sob a forma de cristais submersos, com desníveis de até 25m. Os vales na rocha sã são provocados por uma erosão diferencial facilitada por fraturamento, pois não são preenchidos com sedimentos e sim

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com solo residual, que é mais espesso nessas depressões. As rochas testemunhadas são da mesma unidade Rio Negro e do Batólito Serra dos Órgãos.

4.6. Caracterização Subterrânea

As campanhas de sondagem realizadas na Cia Mercantil e Industrial Ingá ao longo das últimas décadas forneceram informações essenciais à caracterização subterrânea da área, através do desenvolvimento de ensaios e da instalação de poços de monitoramento, amostragem do solo e água subterrânea, levantamento de dados de fluxo, determinação de cargas hidráulicas e permeabilidades e caracterização da contaminação.

4.6.1. Sondagens

Durante o período de operação da Cia Mercantil e Industrial Ingá, caracterização e remediação emergencial da área, diversas campanhas de sondagens, dentre elas as campanhas da equipe da PUC-Rio, com 25 sondagens e da Natron e a Soloteste Engenharia, que envolveram a execução de 71 sondagens ao longo do dique da bacia de rejeitos e dentro da pilha, deram origem a boletins de sondagem, sendo foi possível identificar camadas estratigráficas.

a b

Figura 4.38: a e b – Execução das sondagens pela Soloteste Engenharia na pilha de rejeitos

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Figura 4.39: Localização das sondagens

Figura 4.40: Representação das sondagens no RockWorks Canal Norte Mangue Canal Sul Planta Industrial Pilha PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

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Figura 4.41: Representação das sondagens no RockWorks, vista de SW-NE

Figura 4.42: Representação das sondagens no RockWorks, vista de NE-SW

Como comentado anteriormente, e confirmado através das Figuras 4.41 e 4.42, os boletins de sondagem fornecem informações sobre as camadas estratigráficas do solo e suas características.

Canal Norte Mangue Canal Sul Planta Industrial Canal Norte Mangue Canal Sul Planta Industrial Pilha Pilha PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

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Figura 4.43: Localização dos poços (georeferenciados) na planta do local

Em cada um dos 20 poços foram coletadas informações de profundidade da sondagem e quanto a presença de zinco no solo, de forma a mapear a contaminação e orientar a execução do serviço. Após a instalação dos poços de monitoramento estes passaram por ensaio de permeabilidade e posteriormente forneceram amostras de água subterrânea para análise química.

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Poço PO-01 PO-02 PO-03 PO-04 PO-05 PO-06 PO-07 PO-08 PO-09 PO-10

Data Perfuração 01/02/08 07/02/08 08/02/08 08/02/08 09/02/08 11/02/08 11/02/08 12/02/08 12/02/08 13/02/08

Profundidade (cm) 231,80 281,00 263,00 285,00 232,50 283,00 372,00 285,00 375,00 236,50

Análise Solo (Campo)

Data Análise 01/02/08 07/08/08 08/02/08 08/02/08 09/02/08 11/02/08 11/02/08 12/02/08 12/02/08 13/02/08

Zn (1m) Presente Presente Presente Presente Presente Presente Presente Presente Presente Presente

Zn (2m) Traços Traços Traços Ausente Traços Presente Presente Presente Presente Presente

Zn (3m) Ausente Ausente Ausente Ausente Ausente S/ Amostragem Presente Presente Presença Mín. Ausente

Zn (4m) - - - Traços - Ausente -

Análise Água (Campo)

Data Análise 29/02/08 28/02/08 29/02/08 07/03/08 07/03/08 05/03/08 05/03/08 06/03/08 03/03/08 03/03/08

Zn (ppm) 460 400 210 80 2.400 3.550 8.601 15.202 1.200 150

pH 4,50 6,55 5,79 7,25 3,38 5,93 3,79 3,79 6,50 6,61

Data Análise Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008

Zn (ppm) 7.001 15 100 40 2.200 2.600 2.400 14.502 1.000 10 pH 3,67 7,00 6,50 7,00 5,00 6,00 5,40 4,00 6,00 8,00 Info GPS Coordenadas UTM 620217,806 E 620205,511 E 620248,344 E 620564,349 E 620560,617 E 620550,323 E 620541,759 E 620556,443 E 620555,392 E 620558,656 E 7465086,709 N 7465112,780 N 7465068,261 N 7465688,206 N 7465725,386 N 7465528,032 N 7465516,281 N 7465510,986 N 7465449,779 N 7465356,823 N Cota (m) 3,569 3,689 3,299 1,434 1,301 2,616 3,439 1,594 1,377 0,620 Resultados

Permeabilidade (cm/s) 3,16E-04 1,09E-04 5,03E-04 2,27E-05 1,52E-03 1,08E-05 8,72E-06 6,92E-05 5,96E-05 4,47E-04

Poço PO-11 PO-12 PO-13 PO-14 PO-15 PO-16 PO-17 PO-18 PO-19 PO-20

Data Perfuração 14/02/08 14/02/08 14/02/08 15/02/08 18/02/08 19/02/08 10/03/08 19/02/08 17/03/08 21/02/08

Profundidade (cm) 285,00 283,00 288,00 358,00 316,00 394,00 446,00 381,00 363,00 285,00

Análise Solo (Campo)

Data Análise 14/02/08 14/02/08 14/02/08 15/02/08 18/02/08 19/02/08 19/02/08 19/02/08 20/02/08 21/02/08

Zn (1m) Traços Presente Presente Presente Presente Presente Presente Presente Presente Presente

Zn (2m) Ausente Presença Mín. Presença Mín. Presente Presente Presente Presente Presente Presença Mín. Presença Mín. Zn (3m) S/ Amostragem Ausente Ausente Presente Presente Presença Mín. Presença Mín. Traços Presença Mín. Presença Mín.

Zn (4m) - - - - S/ Amostragem Presença Mín. Presença Mín. Traços Presença Mín. -

Zn (5m) - - - Presença Mín. - - -

Análise Água (Campo)

Data Análise 04/03/08 04/03/08 06/03/08 07/03/08 08/03/08 10/03/08 10/03/08 11/03/08 17/03/08 17/03/08

Zn (ppm) <= 0,5 1,50 1.700 10 50 1.100 7.300 275 60,01 1.300

pH 7,96 7,57 5,48 6,70 6,25 6,40 5,41 6,71 5,33 4,18

Data Análise Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008 Jun/2008

Zn (ppm) 10 1,00 1.100 5 20 570 7.201 60 5,00 600 pH 8,00 7,00 5,00 7,00 6,50 7,00 6,00 6,00 8,00 7,00 Info GPS Coordenadas UTM 620561,857 E 620532,510 E 620450,427 E 620471,680 E 620402,490 E 620309,213 E 620231,346 E 620140,450 E 620411,462 E 620331,420 E 7465274,915 N 7465213,158 N 7465180,153 N 7465736,764 N 7465706,264 N 7465706,361 N 7465720,124 N 7465741,542 N 7465075,342 N 7465049,089 Cota (m) 0,806 2,286 2,018 2,865 2,505 2,992 1,791 1,959 2,597 2,695 Resultados

Permeabilidade (cm/s) 5,82E-05 3,01E-05 8,31E-05 1,13E-04 1,99E-04 2,56E-05 2,69E-05 2,89E-05 2,89E-04 4,17E-05 Tabela 4.25: Informações sobre o material coletado durante as sondagens e ensaios posteriores

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visando identificar as características do subsolo, através da determinação de algumas propriedades de engenharia “in situ”, com execução de sondagens, instalação de piezômetros, retirada de amostras amolgadas e indeformadas, e desenvolvimento de ensaios “in situ” e em laboratório.

Os estudos hidrogeológicos se basearam nos dados obtidos a partir da prospecção geológica, da implantação de uma rede piezométrica implementada pela empresa em 1985, e ensaios de permeabilidade executados em campo, nos furos de sondagens na ocasião das campanhas de investigação geoambiental.

A permeabilidade das unidades hidrogeológicas foi determinada por ensaios de infiltração “in situ” e de laboratório, e os resultados apresentam as propriedades determinadas para cada ponto de análise.

Com o objetivo de caracterizar o material da pilha de rejeitos, a equipe da COPPETEC, fez duas coletas de amostras, sendo uma no topo da pilha e a outra próximo ao prédio da administração, que foram encaminhadas ao Laboratório de Geotecnia da COPPE-UFRJ, para realização dos ensaios de caracterização e permeabilidade.

Os estudos geológicos permitiram o conhecimento das diferentes camadas inconsolidadas, existentes entre os aterros e o embasamento cristalino, definindo através da descrição de suas texturas e utilizações das seções estratigráficas a melhor localização dos piezômetros e a determinação de suas profundidades. A rede piezométrica foi instalada de forma que as unidades hidrogeológicas, inclusive o aterro, contivessem pelo menos três piezômetros.

A permeabilidade das unidades hidrogeológicas foi determinada por ensaios de infiltração “in situ”. Este método, apropriado para materiais menos permeáveis.

As camadas estratigráficas foram simplificadas em 5 tipos e tiveram suas propriedades levantadas em diferentes campanhas por várias equipes.

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PILHA

Os ensaios de caracterização foram realizados segundo as normas da ABNT NBR-6457 (Teor de umidade natural), NBR-6459 (Limite de Liquidez), NBR-7180 (Limite de Plasticidade), NBR-6508 (Densidade Real dos Grãos) e NBR-7181 (Granulometria), sendo que nos ensaios de granulometria utilizou-se dois tipos de defloculantes, o primeiro hexametafosfato de sódio indicado pela norma NBR-7181, que forneceu uma porcentagem muito pequena de argila, variando entre 1 e 3%, em um material visivelmente fino. O segundo foi uma solução de NaOH (hidróxido de sódio), obtendo-se assim porcentagens um pouco maiores, na faixa entra 7 e 11%.

A classificação das amostras de rejeito com base no triângulo de classificação textural dos solos indica textura franco-siltosa para as duas amostras, porém a amostra 02 de rejeito passa a ser classificada como silte com o uso da solução de NaOH como defloculante. A densidade dos grãos Gs é igual a 3,1, e o índice de plasticidade Ip é igual a 22% nas duas amostras, indicando uma atividade bastante alta.

Os ensaios de permeabilidade foram realizados em duas condições: corpo de prova compactado na umidade ótima e corpo de prova compactado na umidade de 5% acima da umidade ótima, ambos com saturação prévia dos corpos de prova por embebição em água por um período de 96 horas. O procedimento de ensaio seguiu a norma da ABNT NBR-14545 de permeabilidade a carga variável, obtendo-se uma permeabilidade saturada da ordem de 10-6 cm/s tanto na umidade ótima quanto na umidade 5% acima da ótima, estando dentro da faixa obtida pelos ensaios de campo da Natron, em 1985, que variou entre 1,0x10-4 e 5,0x10-6 cm/s.

ATERRO

A camada de aterro foi ensaiada 1985, pela Natron, através de ensaios ”in situ”, onde determinou-se uma permeabilidade variando entre 1,0x10-4 a 5,0x10-6 cm/s. Posteriormente, entre os anos de 2007 e 2008, a equipe da PUC-Rio, executou sondagens, e instalou 25 poços de monitoramento, através dos quais foi possível avaliar a permeabilidade do solo, por infiltração. Alguns destes poços, principalmente os localizados próximo das áreas dos canais norte e sul e da eletrólise de ferro, foram instalados na camada de aterro, onde determinou-se os valores variando 1,31 e 3,02 x 10-4 cm/s. PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

(46)

sondagem), pela empresa Soloteste Engenharia, em janeiro 2008, que posteriormente foram ensaiadas nos Laboratórios de Geotecnia da COPPE-UFRJ, para os parâmetros de caracterização completa, teor de matéria orgânica e adensamento.

Os ensaios de caracterização foram realizados segundo as normas da ABNT NBR-6457 (Teor de umidade natural), NBR-6459 (Limite de Liquidez), NBR-7180 (Limite de Plasticidade), NBR-6508 (Densidade Real dos Grãos) e NBR-7181 (Granulometria), sendo possível observar que a argila orgânica presente no subsolo da área da Ingá em Itaguaí, RJ, apresenta densidade dos grãos média de 2,674. A análise granulométrica mostrou uma composição com predominância das frações argila e silte, caracterizando uma textura média. O índice de plasticidade na faixa de 55 a 79%, resultando em um índice de atividade de Skempton (Ac) um pouco abaixo de 1 (atividade média).

O teor de matéria orgânica foi determinado por oxidação química com dicromato de potássio, seguindo o procedimento descrito no Manual de Métodos de Análise de Solos (1997) da EMBRAPA. As amostras de argilas analisadas apresentaram valores de teor de matéria orgânica variando de 5,0 a 8,3%.

Foram realizados ensaios de adensamento segundo a norma NBR 12007 da ABNT, através dos quais determinou-se indiretamente a permeabilidade da camada de argila mole, que apresentou, para a condição equivalente à existente “in situ”, valores de k entre 8,3 x 10-7 e 6,0 x 10-8 cm/s.

Os resultados apresentados pela NATRON, dos levantamentos de 1985, apontavam um peso específico 12,2 a 14,4 kN/m3 e permeabilidade de 2,4x10-6 a 6,7x10-7 cm/s.

Parte das sondagens executadas pela PUC-Rio foram locadas na região próxima ao Saco de Engenho, caracterizado pela predominância de argila mole, com uma pequena camada superficial de aterro, possibilitando a avaliação “in situ”, que apresentou uma permeabilidade média de 1,89x10-4 cm/s, bem mais alta em relação as medições de laboratório. PUC-Rio - Certificação Digital Nº 0812382/CA

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SEDIMENTOS FINOS E GROSSOS

As camadas argilo silte arenosa e areno argilo siltosa, referente a deposição de sedimentos finos e grossos respectivamente, possuem características parecidas, tendo sido determinado pela NATRON, o peso específico variando entre 18,2 a 20,1 kN/m3 e a permeabilidade entre 8,9x10-5 e 2,3x10-7 cm/s, com velocidade média de percolação variando entre 1,6 x 10-2 e 10-1 cm/ano.

Assim, com permeabilidades variando entre 10-5 e 10-7 cm/s os sedimentos argilo-silte-arenosos, argilo-siltoso- orgânicos e areno-siltosos, constituem aquitardos. As baixas pemeabilidades encontradas nos sedimentos comprovam a sua estrutura lenticular, pois são similares às dos sedimentos que os envolvem, de textura mais fina. Por constituírem corpos isolados de pequena dimensão e possuírem características hidrodinâmicas ao aquitardo argilo-arenoso, consideram-se as lentes como parte desta unidade hidrogeológica.

SOLO RESIDUAL

A camada de solo residual, corresponde ao final das sondagens e estaria junto ao impenetrável, e teve suas propriedades determinadas na campanha de sondagens desenvolvida pela NATRON, donde obteve-se um peso específico 17,5 a 18,8 kN/m3 e permeabilidade variando entre 2,4x10-6 e 9,3x10-8 cm/s, com velocidade média de percolação 1,4 x 10-1 cm/ano.

De um modo geral, de permeabilidade mais baixas tanto recebem como fornecem água para as unidades sobrepostas e sotapostas, enquanto o aterro e o solo residual fornecem mais do que recebem das camadas vizinhas.

A recarga hídrica do subsolo hoje é feita pelo dique de rejeitos do C-130, e pela infiltração nas outras áreas não impermeabilizadas e drenadas com canaletas, assim sendo, podemos afirmar que o esvaziamento do dique de rejeitos e a impermeabilização da área do dique diminuiria consideravelmente o gradiente hidráulico, restando ainda influência da maré, que hoje atua somente sobre a área do mangue, na faixa mais próxima ao Saco do Engenho.

As propriedades geotécnicas das camadas seguem apresentadas na Tabela 4.26, de forma resumida, possibilitando sua comparação.

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Solo Residual - - 2,4x10 e 9,3x10

Tabela 4.27: Classificação da permeabilidade (Terzaghi e Peck,1967) GRAU DE PERMEABILIDADE COEFICIENTE DE PERMEABILIDADE

(cm/s)

Alta Acima de 10-1

Média 10-1 a 10-3

Baixa 10-3 a 10-5

Muito Baixa 10-5 a 10-7

Praticamente Impermeável Menor do que 10-7

Como pode ser observado, nas Tabelas 4.26 e 4.27, de acordo Terzaghi e Peck, 1967, as permeabilidades das camadas estratigráficas estão classificadas entre baixa e praticamente impenetrável, indicando que os contaminantes tem dificuldade de percolar.

4.7. Águas Subterrâneas

Os levantamentos sobre águas subterrâneas na área da Cia Mercantil e Industrial Ingá consistiram no estudo das cargas piezométricas e no estudo sobre a contaminação no meio.

4.7.1. Cargas Piezométricas

Segundo dados do Relatório de Acompanhamento das Atividades Geotécnicas da COPPE , de dezembro de 2007, a área apresenta 9 piezômetros tipo Casagrande instalados no Dique, onde foram realizadas leituras periódicas de nível d’água entre os meses de setembro e dezembro de 2007.

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Tabela 4.28: Leituras dos piezômetros – h é a profundidade do nível d’água em relação à boca do tubo, em metros.

Ponto 28/SET 16/OUT 18/OUT 30/OUT 21/NOV 12/DEZ

h - NA h - NA h - NA h - NA h - NA h - NA PZ-01 0,97 1,02 0,95 0,89 0,91 PZ-02 2,10 2,25 2,14 2,07 2,10 PZ-03 2,55 2,66 2,48 2,43 2,48 PZ-04 2,20 2,37 2,20 2,14 2,20 PZ-05 2,23 2,34 2,07 1,98 2,10 PZ-06 2,58 2,73 2,37 2,21 2,35 PZ-07 2,30 2,47 2,08 1,94 2,05 PZ-08 1,83 2,04 1,77 1,63 1,74 PZ-09 1,55 1,19 1,09 1,19

Figura 4.44: Localização dos piezômetros (georeferenciados) na planta do local - COPPE

4.7.2. Análises Químicas

Após a execução das sondagens, foram instalados 20 poços de monitoramento, através dos quais foi possível determinar não só a permeabilidade local, como coletar amostras de água subterrânea, que quando submetidas a análise química por absorção atômica, forneceram a concentração de Zinco e Cádmio (Zn, Cd) na área.

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permitem a determinação específica de elementos. A quantidade de radiação absorvida está relacionada com a concentração do elemento de interesse.

Tabela 4.29: Valores orientadores* CONAMA nº 420 de 2009

Elemento Água Subterrânea

µg/l

Cd 5

Zn 1050

Tabela 4.30: Concentração de Zinco e Cádmio na água subterrânea

Data Amostras Cd Zn Amostras Cd Zn

mg/l mg/l mg/l mg/l 28/03/2008 PO-01 0,87 192 PO-11 <0,02 0,31 28/03/2008 PO-02 3,1 177 PO-12 <0,02 <0,02 28/03/2008 PO-03 6,4 84 PO-13 0,02 933 28/03/2008 PO-04 <0,02 <0,02 PO-14 <0,02 <0,02 28/03/2008 PO-05 0,44 2000 PO-15 <0,02 15 28/03/2008 PO-06 0,05 2800 PO-16 1,2 664 28/03/2008 PO-07 5,2 7200 PO-17 3,1 5600 28/03/2008 PO-08 0,22 1100 PO-18 <0,02 12 28/03/2008 PO-09 <0,02 321 PO-19 <0,02 20 28/03/2008 PO-10 <0,02 29 PO-20 0,02 321

Os resultados obtidos foram comparados com os valores orientadores do CONAMA nº 420 de 2009, para zinco e cádmio em águas subterrâneas, estando os valores acima destes padrões demarcados em vermelho.

Como pode ser observado na Tabela 4.30, apenas os PO-04, PO-11, PO-12 e PO-14 estão abaixo do valor de intervenção industrial.