Atualmente, a contaminação do solo por metais pesados é uma das principais questões ambientais enfrentadas no mundo inteiro. Isso porque metais pesados como chumbo, mercúrio, cádmio, arsênio, dentre outros, têm a capacidade de se acumular no solo. Com isso, provocam danos duradouros ao ecossistema e, potencialmente, podem impactar a saúde humana.
As empresas responsáveis pela geração ou pelo manejo desses resíduos devem cumprir as normas de remediação ambiental para recuperar ou minimizar os danos causados pelos metais pesados no solo.
Por isso, torna-se essencial conhecer as técnicas e métodos que podem ser aplicados, bem como as suas principais características no tratamento de solo contaminado e gerenciamento de áreas contaminadas.
Continue lendo este artigo para conhecer as principais causas desse passivo ambiental e os métodos eficazes para sua remediação, com um foco especial na remediação química.
O que são e para que servem os metais pesados?
De uma maneira simples, os metais pesados são um grupo de elementos químicos que têm uma densidade particularmente alta, muitas vezes cinco vezes maior do que a da água, além de serem tóxicos ou venenosos, mesmo em baixas concentrações.
No entanto, o termo “pesado” é um pouco enganoso, pois não se refere necessariamente à densidade dos metais, mas, normalmente, à sua toxicidade ou periculosidade para a saúde humana e o meio ambiente.
Nesse sentido, alguns exemplos metal pesado e fonte de contaminação ambiental são:
- Chumbo (Pb);
- Mercúrio (Hg);
- Cádmio (Cd);
- Arsênio (As);
- Cromo (Cr);
- Tório (Th);
- Urânio (U).
É interessante comentar que estes elementos ocorrem naturalmente na crosta terrestre, mas a atividade humana tem aumentado a sua concentração no ambiente, sendo que em muitas das vezes para níveis extremamente prejudiciais.
Além disso, nem todos os metais pesados são perigosos, pois metais como o Ferro (Fe), Cobre (Cu), Zinco (Zn) e Níquel (Ni), são essenciais para o funcionamento normal dos organismos vivos em quantidades adequadas.
Contudo, em altas concentrações, esses elementos essenciais podem se tornar tóxicos e provocar a contaminação do solo por metais pesados.
Uso dos metais pesados nas indústrias
Os metais pesados são utilizados em várias indústrias devido às suas propriedades físicas e químicas únicas. Veja alguns exemplos dessas aplicações dos metais pesados:
1.º – Indústria e Manufatura: devido às suas propriedades de condução de eletricidade e resistência ao calor, os metais pesados são frequentemente usados na fabricação de eletrônicos, equipamentos elétricos, baterias e sistemas de aquecimento.
Por exemplo, o chumbo é comumente usado em baterias de carros e cádmio em células solares. Além disso, são usados também em uma variedade de outras aplicações, incluindo tintas, pigmentos, pesticidas, semicondutores, medicamentos e cosméticos.
2.º – Setor de Construção: metais como o chumbo e o cobre são utilizados na construção de edifícios devido à sua durabilidade e resistência à corrosão. Por exemplo, o chumbo, em particular, tem sido usado em tubulações e como revestimento para cabos.
3.º – Medicina: alguns metais pesados têm aplicações na área da saúde. Por exemplo, o mercúrio é usado em termômetros e em algumas vacinas como conservante.
4.º – Agricultura: metais como zinco, cobre e molibdênio são utilizados como micronutrientes em fertilizantes para promover o crescimento das plantas.
5.º – Setor Automotivo: metais como o platina, paládio e ródio são utilizados em conversores catalíticos para ajudar a reduzir as emissões de gases poluentes dos veículos.
É importante observar que, apesar de sua utilidade, o manejo inadequado de metais pesados pode levar à sua liberação no ambiente, causando contaminação do solo por metais pesados, assim como da água e do ar, e levando a problemas de saúde e danos ecológicos.
Portanto, é vital o uso responsável e a gestão ambiental adequada destes materiais. Assim, a remediação de solos contaminados por metais pesados é um passo crucial para a proteção da saúde humana e do meio ambiente.
Principais causas da contaminação do solo por metais pesados
Existem várias fontes potenciais de contaminação do solo por metais pesados, mas as mais comuns incluem atividades industriais, práticas agrícolas, urbanização e deposição atmosférica. Veja uma explicação detalhada de cada uma a seguir:
Atividades Industriais
A atividade industrial é a principal fonte de contaminação do solo por metais pesados, principalmente, pelas indústrias de mineração, metalurgia, manufatura e produção de energia.
De fato, a contaminação ocorre por atividades industriais específicas, como:
- Galvanoplastia;
- Fundição;
- Metalurgia;
- Gerenciadoras de resíduos, como aterros e empresas que realizam tratamento de efluentes líquidos industriais.
O que acontece é que estas indústrias produzem resíduos que contêm quantidades significativas de metais pesados, que podem contaminar o solo em função de derramamentos ou descartes inadequados dos resíduos industriais, tais como:
1.º – Derramamento de efluentes ou soluções de processos industriais contaminados por metais. Isto é, a partir de infiltrações de áreas permeáveis, estas soluções transportam os contaminantes dissolvidos para o solo e água subterrânea;
2.º – Derramamento de efluentes ou soluções de processos industriais não contaminados por metais. Isto é, estas soluções reagem quimicamente com o solo e lixiviam metais específicos naturalmente existentes na composição do solo.
Por exemplo, a indústria de mineração frequentemente utiliza processos como a lixiviação ácida para extrair minerais do minério. Por certo, trata-se de um processo que pode liberar metais pesados no ambiente, que se infiltram no solo e podem eventualmente atingir os corpos d’água, contaminando ainda mais o ecossistema.
3.º – Armazenamento de resíduos de maneira inadequada, que também quando em contato com o solo contaminam o solo e a água subterrânea.
Práticas Agrícolas
Certamente, as práticas agrícolas são outra fonte significativa de contaminação do solo por metais pesados. Isso porque muitos fertilizantes e pesticidas contêm metais pesados, que podem se acumular no solo ao longo do tempo.
Além disso, a irrigação com água contaminada pode introduzir metais pesados no solo. Por exemplo, a indústria de tabaco usa fertilizantes à base de fosfato que contêm cádmio, que é facilmente absorvido pelas plantas e acaba chegando no solo e se acumulando.
Urbanização
A urbanização também contribui significativamente para a contaminação do solo por metais pesados. Visto que os resíduos sólidos urbanos, muitas vezes, contêm metais pesados que podem infiltrar-se no solo quando descartados em aterros sanitários.
Assim como o lodo de esgoto frequentemente contêm metais pesados, que quando descartados em aterros sanitários ou usados como fertilizantes, podem contribuir para a contaminação do solo.
Deposição Atmosférica
Sem dúvida, a deposição atmosférica é uma causa importante de contaminação do solo por metais pesados. Isso porque as indústrias que emitem metais pesados para a atmosfera, como a queima de combustíveis fósseis e a produção de metais, podem levar à deposição.
De fato, a deposição desses contaminantes em áreas distantes ocorre através da precipitação, gerando a contaminação do solo. Por exemplo, a contaminação por mercúrio, que é emitido na atmosfera pela queima de carvão para a produção de energia.
Assim, estando na atmosfera, o mercúrio pode ser transportado por longas distâncias antes de se depositar no solo, aumentando os riscos de contaminação de áreas mais extensas.
Técnicas de remediação para a contaminação do solo por metais pesados
Saiba que a contaminação do solo por metais pesados tem amplos impactos no ecossistema. Uma vez que os metais pesados podem ser absorvidos pelas plantas, prejudicando a vegetação e entrando na cadeia alimentar.
Além disso, a contaminação do solo pode levar à contaminação da água subterrânea, ampliando o impacto ambiental. Por isso, é necessário conhecer as técnicas de remediação mais indicadas para a descontaminação do solo. Veja a seguir:
Remediação Química
A remediação química é uma técnica eficaz para tratar o solo contaminado por metais pesados. De fato, especificamente, os processos de redução química e complexação, que promovem a imobilização, estabilização e inertização dos contaminantes na área afetada.
Como funciona a redução química?
A redução química consiste em um processo que envolve a adição de reagentes químicos que doam elétrons para os contaminantes presentes, de modo a reduzir a sua carga. Por certo, a escolha do redutor apropriado depende da natureza do contaminante presente e das condições específicas do local.
A redução química é um processo mais indicado para tratar contaminantes específicos, como metais pesados, como o cromo (Cr), que frequentemente estão presentes no ambiente na forma de Cr(VI), uma forma altamente móvel e tóxica.
Ao ser submetido a um processo de redução química, o Cr(VI) pode ser transformado em Cr(III), uma forma muito menos tóxica e menos móvel. Desse modo, é possível reduzir a sua disponibilidade para a absorção pelas plantas ou a lixiviação para a água subterrânea.
Além disso, uma série de diferentes compostos químicos redutores pode ser utilizada, incluindo o ferro zero-valente (ZVI), hidróxido de sódio, ácido ascórbico, e ditionito de sódio, dentre outros.
Como funciona a complexação?
A complexação é uma técnica de remediação química para tratar a contaminação do solo por metais pesados, que envolve a adição de agentes quelantes ao solo. De fato, esses agentes formam complexos solúveis estáveis com os metais pesados, facilitando a sua remoção do solo.
Os agentes quelantes são compostos químicos capazes de se ligar e formar complexos com íons metálicos. Por isso, estes compostos possuem múltiplos sítios de ligação que permitem que eles ‘circundem’ o metal, formando uma estrutura chamada de ‘quelato’.
Com isso, é possível tornar os metais pesados mais solúveis em água, o que facilita a sua remoção do solo através de processos de lavagem ou extração. Além disso, existem vários agentes quelantes disponíveis para a remediação de metais pesados no solo, como:
- Ácido etilenodiaminotetracético (EDTA);
- Ácido dietilenotriaminopentaacético (DTPA);
- Nitrilotriacetato (NTA), dentre outros.
Cada um desses agentes tem suas próprias vantagens e desvantagens, e a sua escolha dependerá da investigação detalhada, do tipo de metal pesado que está presente, as características do solo, as regulamentações ambientais e outros fatores.
Vantagens da redução química e da complexação.
Certamente, a redução química e a complexação, como processos da remediação química, são muito eficientes e oferecem inúmeras vantagens, como serem realizadas no local (in-situ) com poucas intervenções, sem precisar interromper as atividades operacionais da empresa.
Além disso, não apresentam custo com transporte e destinação de resíduos, reduzindo os riscos de acidente ambiental. Sendo mais eficientes para garantir a remediação de forma eficaz e sem causar danos colaterais ao ambiente.
É importante salientar que os custos desta técnica de remediação do solo podem ser equilibrados com os potenciais custos de não tomar medidas para limpar o solo contaminado. Ou seja, podem implicar em multas regulatórias, custos legais, perda de uso da terra e danos à reputação da imagem da empresa.
Remediação Biológica (Biorremediação)
Para descontaminar o solo contaminado com metais pesados, a técnica de remediação biológica usa microrganismos (como bactérias e fungos) ou plantas, que são capazes de absorver, acumular ou transformar os metais pesados, reduzindo a contaminação.
Apesar de ser considerada uma técnica de baixo custo, o processo é mais lento e menos eficaz em certos cenários. No fim das contas pode sair mais caro.
Fitorremediação
Esta é uma técnica de remediação que usa as plantas para extrair, estabilizar ou transformar metais pesados. Isso porque as plantas hiperacumuladoras, que podem absorver e acumular altos níveis de metais pesados, são frequentemente utilizadas.
Desse modo, a fitorremediação pode ser uma técnica de baixo custo e ambientalmente amigável, mas pode não ser adequada para todos os locais ou tipos de contaminação.
Estabilização e Solidificação
Esta técnica de remediação envolve a mistura do solo contaminado com um agente de ligação, como cimento, para formar uma matriz sólida que imobiliza os metais pesados.
De fato, isso pode prevenir a migração de metais pesados para a água subterrânea ou outros ecossistemas, mas não remove os metais pesados do local.
Extração de Solo/Vitrificação
Nestes processos, o solo contaminado por metais pesados é fisicamente removido (extração de solo) ou tratado no local para transformar o solo e os metais pesados em uma forma de vidro (vitrificação).
De fato, estes métodos podem ser eficazes para reduzir a contaminação, mas também são técnicas intensivas e potencialmente caras.
Portanto, é importante ter em vista que cada uma dessas técnicas tem suas próprias vantagens e desvantagens, sendo que a melhor escolha dependerá de uma variedade de fatores, tais como:
- Tipo e nível de contaminação;
- Características do local;
- Regulamentos ambientais locais;
- Orçamento disponível.
Assim, é fundamental realizar uma avaliação abrangente e considerar todas as opções antes de selecionar uma técnica de remediação para a sua empresa.
Conclusão
A contaminação do solo por metais pesados representa um sério problema que exige ação imediata. As empresas que enfrentam essa questão precisam estar cientes das causas dessa contaminação e das técnicas disponíveis para remediar o solo contaminado.
Principalmente, porque o não cumprimento dessas regulamentações pode resultar em multas pesadas e danos à reputação. Por exemplo, a Resolução CONAMA 420/2009, estabelece diretrizes para a gestão de áreas contaminadas, com normas para:
- Identificação de áreas contaminadas;
- Gerenciamento de projetos de remediação;
- Monitorização do progresso da remediação.
Embora a remediação química possa apresentar um custo inicial maior que as outras técnicas, a técnica é eficaz e pode permitir que as empresas tratem o solo contaminado, evitando os custos ambientais, de saúde e regulatórios.
Lembre-se, a escolha da técnica errada para remediar a contaminação do solo por metais pesados pode levar a custos significativos e potencialmente à responsabilidade legal.
Além disso, a contaminação do solo pode prejudicar a reputação de uma empresa e impactar seus relacionamentos com a comunidade local e outras partes interessadas.
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