22º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental 14 a 19 de Setembro 2003 - Joinville - Santa Catarina
III- 001 – ESTUDO DO COMPORTAMENTO DE ÍONS METÁLICOS POLUENTES ASSOCIADOS A UM ATERRO INDUSTRIAL NO MUNICÍPIO DE CUBATÃO – SÃO PAULO
Silvia Cremonez Nascimento(1)
Bióloga pela Universidade Estadual Paulista. Mestre em Hidrogeologia pela Universidade de São Paulo (IGc/USP). Doutoranda em Hidrogeologia na Universidade de São Paulo IGc/USP. Consultora do Ministério Público do Estado de São Paulo, Curadoria do Meio Ambiente.
Raphael Hypolito(2)
Prof. Dr. Titular do Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo, Centro de Pesquisas de Águas Subterrâneas (Cepas), Departamento de Geologia Sedimentar e Ambiental (GSA). Consultor do Ministério Público do Estado de São Paulo, Curadoria do Meio Ambiente.
André Afonso Ribeiro(3)
Aluno de graduação do curso de Geologia no Instituto de Geociências da Universidade de São Paulo (IGc/USP).
Sibele Ezaki(4)
Geóloga e Geógrafa pela Universidade de São Paulo. Mestranda em Hidrogeologia na Universidade de São Paulo IGc/USP.
Janaína Ferreira Marques(5)
Engenheira Química pela Universidade de Mogi das Cruzes. Mestranda em Hidrogeologia na Universidade de São Paulo IGc/USP.
Elio Lopes Santos(6)
Engenheiro Químico, professor da Universidade Santa Cecília, Santos- São Paulo. Assistente Técnico do Ministério Público de São Paulo. Mestrando da Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo.
Endereço(1,2): Rua do Lago, 562 – Cidade Universitária – São Paulo - SP - CEP: 05508-080 - Brasil - Tel: (11) 30914145 -
e-mail: scremo@usp.br, raphael.hypolito@br2001.com.br Apoio: CNPq/ 141391/2003-0
RESUMO
O gerenciamento de resíduos sólidos industriais é um dos grandes problemas vivenciados por empresas quando se trata de áreas relacionadas ao meio ambiente.
Dentre as atividades industriais geradoras de resíduos destacam-se as indústrias siderúrgicas, de especial interesse neste trabalho, que produzem resíduos de várias naturezas.
A fabricação do aço, geram materiais sólidos que poluem solos, águas (superficiais e subterrâneas) e o ar. Os efluentes originados dos depósitos de resíduos, têm ação direta no processo poluente especialmente quando descartadas diretamente nos solos, corpos d’água etc.
Além da poluição ambiental produzida por estes resíduos soma-se o problema de espaço adequado para depósito e contínua necessidade de Aterros que ocupam grandes áreas para armazenamentos.
Vários são os trabalhos relacionados ao reaproveitamento dos resíduos industriais siderúrgicos, entretanto seu uso indiscriminado, baseado apenas no empirismo, pode resultar em conseqüências desastrosas ao meio ambiente.
Torna-se evidente a grande importância e a necessidade de se conhecer, com profundidade, o comportamento dos constituintes desses rejeitos em relação ao impacto ambiental. Este fato motivou o interesse de estudos que levem à compreensão segura dos mecanismos hidrogeoquímico associados às transformações conseqüentes da disposição desses resíduos
em solos e mananciais adjacentes, bem como o desenvolvimento de ensaios para eventual reutilização dos resíduos.
Para o estudo do comportamento de íons metálicos poluentes, associados a industrias siderúrgicas, selecionou-se uma das áreas de descarte , do atual Aterro Industrial, que se localiza na Ilha dos Amores, Cubatão, São Paulo, que se encontra em atividade a
aproximadamente 20 anos.
PALAVRAS-CHAVE: águas subterrâneas, solos/sedimentos, contaminação, resíduos sólidos, metais pesados.
INTRODUÇÃO
Dentre as preocupações advindas da geração de resíduos industriais, pode-se destacar o problema referente à sua destinação, devido aos danos que estes podem causar ao meio ambiente.
Princípios de engenharia são utilizados para confinar os resíduos industriais, tanto perigosos (Classe I) quanto não inertes (Classe II), à menor área possível e reduzi-los ao menor volume permissível, cobrindo-os com uma camada de terra na conclusão de cada jornada de trabalho. Geralmente esses aterros são implantados obedecendo instruções dos orgãos ambientais da Administração Pública e por eles fiscalizados.
Um aspecto fundamental para a implantação de um Aterro são os cuidados em relação ao local e seus arredores, uma vez que os poluentes ou contaminantes podem ser
transportados, propagando-se por diferentes vias, como por exemplo, o próprio solo, águas superficiais e subterrâneas.
Uma das atividades industriais geradoras de resíduos, pode-se destacar as indústrias siderúrgicas, que liberam para o meio ambiente grande quantidades de substâncias nocivas ao homem e ao meio ambiente. Além dos poluentes convencionais, como particulados, óleos e graxas e não convencionais como por exemplo, amônia e compostos fenólicos, há ainda a liberação de constituintes de elevada toxicidade, dentre os quais incluem-se os metais pesados.
Diversas doenças têm suas origens ligadas ao acúmulo de alguns desses metais no organismo, justificando estudos detalhados de seus comportamentos no meio ambiente - solo, águas subterrâneas e superficiais e até como estão se disponibilizando ao consumo pelos seres vivos.
Este fato motivou o interesse de estudos que levem à compreensão segura dos mecanísmos hidrogeoquímicos associados às transformações conseqüentes da disposição desses resíduos em solos e mananciais adjacentes. Os resultados, certamente, subsidiarão medidas de mitigação da área impactada e reaproveitamento dos resíduos descartados no local.
Selecionou-se uma das áreas de descarte, de um Aterro Industrial, em atividade já a cerca de 20 anos, que se localiza na Ilha dos Amores, no município de Cubatão São Paulo.
MATERIAIS E MÉTODOS
O estudo dos mecanismos dos íons metálicos poluentes associados a solo/sedimentos, águas superficiais e subterrâneas será desenvolvido através de trabalhos de campo e laboratoriais.
Serão efetuadas visitas à área de estudos para caracterização do meio físico e detecção dos locais impactados .
Para compreensão dos mecanismos de fixação e mobilidade de íons poluentes, serão
efetuados estudos do comportamento de íons de metais pesados e de compostos de enxofre. Uma etapa do projeto, refere-se aos testes que serão realizados em laboratórios para estudos do reaproveitamento dos resíduos dispostos no Aterro Industrial.
Na área encontram-se já instalados, alguns poços de monitoramento e piezômetros, que permitirão a caracterização inicial dos fluxos subterrâneos e dos parâmetros hidráulicos do aqüífero.
Coletaram-se, em um primeiro trabalho de campo, amostras de solos, resíduos e efluente no Aterro Industrial e em um local de depósito de resíduos próximo ao Aterro.
No depósito, para os primeiros testes, foram coletadas amostras de solo (1A) e da pilha de resíduos: topo (1B), meio (1C) e base (1D).
No Aterro foram amostrados resíduos na porção central de cor cinza escura (2A) e na lateral amostras de coloração avermelhada (2B); coletou-se ainda solo de base do Aterro (2 C) e amostra de percolado do depósito (AL).
No efluente, foram medidos, temperatura (T), pH, Eh, condutividade elétrica (CE), oxigênio dissolvido (OD), e alcalinidade.
Nos Laboratórios do Centro de Pesquisa de Águas Subterrâneas do IGc/USP (CEPAS) foram realizados teste de solubilização dos resíduos (NBR 10.006:1998), análises de cátions e ânions do efluente respectivamente por Espectofotometria de absorção atômica e Cromatografia líquida. Os materiais sólidos foram analisados por Fluorescência de Raios X (DMG/USP).
Nas tabelas de número 1 a 4 encontram-se os resultados dos parâmetros medidos em campo e análises químicas das amostras sólidas e líquidas.
Tabela 1:Parâmetros medidos em campo da amostra de efluente lixiviado do Aterro Industrial no depósito. Amostra pH Eh(mV) T (0C) OD (mg.dm-3) CE (m S.cm-1) Alcalinidade (meq.L-1 CaCO3) AL 9,37 + 74,00 28,90 2,93 206,00 0,24
A medida de Eh exibiu valor positivo indicando um ambiente oxidante, e o pH apresentou caráter básico segundo a Resolução CONAMA, 1986 (Art. 21), os efluentes devem apresentar valores entre 5 e 9.
O valor mínimo permitido de OD para águas classe 8, segundo CONAMA,1986 é de 3,00 mg.dm-3 e o valor de 2,93 mg.dm-3 encontra-se próximo a este valor.
Com o valor de CE pode-se determinar o total de sólidos dissolvidos (TSD) que é de 152,44 mg.dm-3, que é um valor bastante baixo.
A medida de alcalinidade, indica a predominância do CO32-, lembrando que associados a este ânion a maioria dos metais são pouco solúveis, neste caso provavelmente depositado no fundo do reservatório.
Tabela 2:Análise química de cátions (a) e ânions (b) de efluente do Aterro Industrial. (a) Amostra Fetotal Mn2+ Co2+ Sr2+ Ni2+ Pb2+ Cu2+ Zn2+ Ag2+ Cd2+ Crtotal AL 0,11 nd nd 0,50 nd nd
nd nd nd nd nd Valores Referência (CONAMA) 15,0 1,0 - - 2,0 0,5 1,0 5,0 0,1 0,2 0,5 nd: não detectável
CONAMA: Resolução n0 20 de 18 de junho de 1986, Artigo 21 (b)
Amostra F- Cl-
NO2- Br- NO3- HPO4- SO4- C2O4 AL 0,27 29,71 nd 0,21 3,31 0,32 17,44 0,02 Valores Referência (CONAMA) 10,0 - - - - -
- -
nd: não detectável
CONAMA: Resolução n0 20 de 18 de junho de 1986, Artigo 21
Tabela 3: Análises químicas (% e ppm), por Fluorescência de Raios X de amostras de solos (1A e 2C) e resíduos (1B, 1C, 1D, 2A e 2B) dispostos no Aterro Industrial e Depósito. Amostras Fe (%) Mn (%) Co2+ Sr2+ Ni2+ Pb2+ Cu2+ Zn2+ SO3 Ba2+ Crtotal 1A 58,61 1,20 17,00 75,00
73,00 224,00 59,00 640,00 1157,50 166,00 134,00 1B 61,34 1,10 18,00 31,00 66,00 353,00 52,00 821,00 500,00 93,00 114,00 1C 61,30 1,11 22,00 37,00
66,00 342,00 55,00 847,00 630,00 126,00 124,00 1D 62,28 1,23 14,00 56,00 72,00 276,00 58,00 800,00 672,50 145,00 125,00 2A 56,72 0,26 nd
51,00 51,00 351,00 26,00 1589,00 4545,00 197,00 60,00 2B 41,16 2,43 10,00 381,00 85,00 3746,00 98,00 12223,00 10867,50 173,00 166,00 2C 42,24 0,56 10,00
152,00 51,00 1895,00 41,00 2138,00 7297,50 172,00 117 VMP 1 - - 25 - 30 100 60 300 - 75 75 VPM2 -
100 - 300 1200 700 1500 - 700 1000 VMP 3 - - 16000 - 4000 2000 5000 10000 20.000 1000
VMP1: Valores de Alerta para solos e águas subterrâneas (CETESB, 2002) VMP2: Valores de Intervenção para áreas industriais (CETESB, 2002) VMP3: Valores máximos NBR 10004:1998
Os teores dos íons analisados apresentaram-se bastante elevados, chegando, a apresentar valores acima do limite de Intervenção para áreas industriais preconizados pela CETESB, 2002.
Tabela 4: Análise química dos íons (ppm) da solução resultante do teste de solubilização de resíduos coletados no Aterro Industrial da Ilha dos Amores no município de Cubatão –SP. cátions Amostras Fetotal Mn2+ Co2+ Sr2+ Ni2+ Pb2+ Cu2+ Zn2+ Ag2+ Cd2+ Crtotal 1AS nd 0,08 nd 0,08 0,03 nd
nd nd nd nd nd 1BS nd 0,02 nd nd 0,03 nd nd nd nd nd nd 1CS nd nd nd nd 0,02
nd nd nd nd nd nd 1DS nd 0,01 nd nd 0,03 nd nd nd nd nd nd 2AS nd 0,14 0,03 0,78 0,10
0,05 nd 0,06 nd 0,01 nd 2BS 0,06 0,06 0,19 19,30 0,28 41,92 0,02 1,88 0,03 0,03 0,03 2CS 0,29 0,03 nd 0,04
0,05 0,52 0,02 nd nd 0,01 nd VMP 3 0,3 0,1 - - - 0,05 1,0 5,0 0,05 0,005 0,05
nd: não detectável VMP3: Valores máximos NBR 10004:1998 ânions
Amostras F-
NO2- Br- NO3- HPO4- SO4- C2O4 1AS 1,42 5,97 nd 0,12 0,24 0,05 7,89 0,34 1BS 3,10 9,23 nd 0,05 0,19 0,03 32,57
0,14 1CS 4,09 26,77 nd 0,09 0,05 0,07 83,92 0,02 1DS 2,09 30,96 nd 0,04 0,04 nd 29,34 0,02 2AS 3,07 775,18 nd 2,33
0,16 0,07 302,01 0,05 2BS 5,89 1189,00 nd 3,05 5,94 0,05 778,64 0,04 2CS 6,38 624,98 nd 1,75 0,90 0,03 355,96 0,02 VMP3
1,5 250,0 - - - - 400,0
nd: não detectável VMP3: Valores máximos NBR 10004:1998
De acordo com os valores obtidos nas tabelas 4a e 4b acima, os resíduos apresentaram seus constituintes solubilizados em concentrações superiores aos padrões definidos,
classificando-os com resíduos Classe II – Não Inertes.
CONCLUSÕES
Este estudo esta sendo desenvolvido como tese de doutoramento no Instituto de
Geociências da Universidade de São Paulo e os dados obtidos até o momento, mostraram que os baixos teores dos cátions e ânions detectados na amostra de efluente (chorume) indicam retenção acentuada destes elementos nos solos/sedimentos. Trata-se, portanto, de uma constatação que necessita de estudos sobre mecanismos de fixação dos íons e
eventuais processos de remediação e/ou mitigação.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CETESB- COMPANHIA DE TECNOLOGIA DE SANEAMENTO AMBIENTAL. Valores Orientadores para solos e para águas subterrâneas no Estado de São Paulo. São Paulo, 2002.
ABNT- ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. Solubilização de Resíduos – NBR 10004:1998.
CONAMA- CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. Resolução N0 20-Art. 21. 1986.
