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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA APLICADA
DANIELE NASCIMENTO
ESTUDO QUÍMICO DO SOLO E LIXIVIADO DO ATERRO
CONTROLADO DO BOTUQUARA
PONTA GROSSA
2008
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DANIELE NASCIMENTO
ESTUDO QUÍMICO DO SOLO E LIXIVIADO DO ATERRO
CONTROLADO DO BOTUQUARA
Dissertação apresentada para a obtenção do grau em
Mestre em Química Aplicada, Programa de Pós-
Graduação em Química Aplicada, Universidade Estadual
de Ponta Grossa.
Orientador:
Prof. Dr. Wilson Costa
PONTA GROSSA
2008
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Dedico à meus pais, Lourdes e José Nascimento, pelo amor, carinho e incentivo em todos os
momentos da minha vida, não me permitindo fraquejar durante os obstáculos,
em especial durante a elaboração desse trabalho.
A minha amada avó Joanir Branco de Oliveira, in memorian.
AGRADECIMENTOS
À Deus, por sempre estar olhando por mim, protegendo e abençoando meu caminho.
À minha família, ao meu avô Victor, meus irmãos Leivas e José Vitor e cunhadas Mariléia e
Odette por todas as orações, incentivo e amor durante os passos tortuosos da minha caminhada.
Em especial aos meus pais, pelo apoio e confiança.
Aos meus sobrinhos Vitor Augusto e Érica, verdadeiras bênçãos de Deus.
Ao Carlos Matias Júnior pelo amor, carinho, incentivo, e presença em todos os momentos.
Ao Prof. Dr. Wilson Costa pela confiança, oportunidade, orientação e paciência durante a
realização do trabalho.
À Profª. Drª. Mariza Boscacci Marques pela ajuda durante a elaboração do trabalho, e pela sua
amizade, levarei seus conselhos por toda a vida.
Aos amigos pelo amor, companhia, papos e festas. Em especial ao Rodrigo Sayka, pelo apoio em
todos os momentos e pelas caronas, à Daniele Perufo, Enelise Staron, Kelly Iaroz e Thiago
Sequinel pelo apoio e ajuda durante a realização do trabalho, e Lillian Angelo pelos “mates”,
companhia e momentos de descontração no RU. Nunca esqueçam que estarão para sempre em
meu coração, porque amigos de verdade não se separam, apenas seguem caminhos diferentes.
Aos funcionários dos Laboratórios de Tecnologia da Fermentação, Laboratório de Fertilidade de
Solos, e Laboratório de Química Analítica da Universidade Estadual de Ponta Grossa, e ao
Laboratório de Análises de Águas da Universidade Estadual do Centro-Oeste. Em especial ao
José Luiz Ferrari, pela ajuda, risos e companhia durante as análises.
Aos funcionários do CIPP pela amizade.
Á Fundação Araucária pelo apoio financeiro.
Á todos aqueles que direta ou indiretamente contribuíram para a realização deste SONHO!!
“É triste pensar que a natureza fala e que o gênero humano não a ouve.”
(Victor Hugo)
RESUMO
Atualmente, a produção e armazenamento de resíduos sólidos têm gerado uma gama de
discussões acerca de aspectos ligados à veiculação de doenças e danos ambientais, devido
principalmente à formação de lixiviado e sua infiltração, podendo causar contaminação do solo,
cursos de água e lençóis freáticos. O local de disposição final do lixo na cidade de Ponta Grossa –
PR teve início em 1969, na forma de lixão na região do Botuquara, em 2001 passou a aterro
controlado. Este estudo tem por objetivo avaliar as características de alguns pontos do solo e do
lixiviado do aterro controlado do Botuquara, verificando possíveis tendências a contaminação da
área. Foram realizadas análises de pH, MO, carbono orgânico, nitrogênio total, relação C:N,
CTC, saturação de bases, K
+
, fosfato e teores de areia, argila e silte para o solo e pH, OC, OD,
fosfato, K
+
e nitrogênio para o lixiviado. Também foram verificadas as concentrações de Ag, Cr,
Cd, Cu Fe, Mn, Ni, Pb e Zn no lixiviado e metais biodisponíveis e pseudo-totais para o solo. Os
resultados mostram que o lixiviado possui teores elevados de Mn, Fe, Cr, Cd, Pb, Cu, e Zn, baixa
concentração de OD e elevada carga de nutrientes. O solo apresentou alta concentração de Cr, Pb,
Cd e Ag biodisponíveis e Pb, Cu, Cd e Ag pseudo-totais. A saturação dos colóides do solo indica
que o aterro atingiu sua capacidade máxima de retenção. Como a degradação é lenta e há
liberação contínua de componentes ao meio, esses podem atingir camadas mais profundas se
incorporando ao lixiviado. Se a mistura resultante alcançar corpos de água subterrâneas e/ou
superficiais, poderá alterar suas características e comprometer seu uso, caracterizando um
processo de contaminação.
Palavras- chave: resíduos sólidos, espécies metálicas, solo, lixiviado.
ABSTRACT
Currently, the production and storage of solid residues have generated a discuss range about
linked aspects to the disease propagation and environment damage, mainly due to the formation
of leach and its infiltration, could cause earth contamination, flow and ground water. The final
disposition place of trash at Ponta Grossa city started out in 1969, in an appearance of garbage in
a Botuquara’s region, became controlled garbage earthwork in 2001. The aim in this paper is
evaluate the characteristics of same earth points and the leach of Botuquara’s controlled garbage
earthwork, checking in this area possible trends of contamination. It were accomplishing analyses
of pH, OM, organic carbon, total nitrogen, C:N relation, CEC, bases saturation, K
+
, phosphates
and sand contents, clay and silt to the earth and pH, CO, DO, phosphates, K
+
and nitrogen to
lixiviate. It also was checking the concentration of Ag, Cr, Cd, Cu and Fe, Mn, Ni, Pb and Zn on
lixiviate and biodegradable metals and pseudo-total to earth. In the result show that the leach has
risen contents of Mn, Ni, Fe, Cr, Cd, Pb, Cu, and Zn, low concentration of OD and high burden
of nutrients. Earth show high concentration of Cr, Pb, Cd and Ag biodegradable and Pb, Cu, Cd,
and Ag pseudo-total. The colloids saturation of soil means that the garbage earthwork reached
retention capacity maximum. Like the degradation is slow and there is a continuous liberation of
components to the environment, its can reached deeper layers is incorporate on lixiviate. If the
resultant mix reaches ground water, it’s able to change the characteristics and pledge its use,
characterizing a contamination process.
Key words: solid residues, species metallic, earth, lixiviate.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
FIGURA 1 - Estruturas de exemplos de carboidratos solúveis: (a) sacarose, (b)
frutose.............................................................................................................
29
FIGURA 2 - Estrutura da lignina….....................................................................................
30
FIGURA 3 - Fluxograma :
decomposição dos resíduos sólidos..........................................
36
FIGURA 4 - Representação da atração e repulsão de íons em um torrão de
solo
.
.................................................................................................................
41
FIGURA 5 - Estrutura proposta para os ácidos fúlvicos……………………………….....
41
FIGURA 6 - Estrutura proposta para os ácidos húmicos
…………………………………….......
42
FIGURA 7 - Exemplo de formação de cargas negativas por substituição do Al
3+
por
Mg
2+
no octaedro de uma argila montmorilonita ...........................................
42
FIGURA 8 - Formação de cargas negativas pela elevação do pH, nos radicais
carboxílicos e fenólicos da matéria orgânica,nos sesquióxidos e em
complexos orgânicos .....................................................................................
43
FIGURA 9 - Formação de cargas positivas pela protonação das hidroxilas (OH) com a
diminuição do pH ..........................................................................................
43
FIGURA 10 - Mapa- Bacias hdrográficas presentes próximas ao local do aterro e pontos
da realização das coletas.................................................................................
68
FIGURA 11 - Foto Lixão Botuquara: chorume acumulado no solo do local........................
69
FIGURA 12 - Foto Lixão Botuquara: vista do morro de lixo e chorume acumulado
escoando pela área do aterro...........................................................................
69
FIGURA 13 - Foto Lixão Botuquara: presença de fogo no local de disposição de
resíduos...........................................................................................................
70
FIGURA 14 - Foto Lixão Botuquara: catadores fazendo a seleção de material
reciclável ........................................................................................................
70
FIGURA 15 - Foto Lixão Botuquara: resíduos industriais lançados a céu aberto sem
impermeabilização do solo.............................................................................
71
FIGURA 16 - Foto lixão Botuquara: queima de tambores contendo resíduos
industriais.......................................................................................................
71
FIGURA 17 - Foto Lixão Botuquara: resíduo hospitalar disposto inadequadamente...........
72
FIGURA 18 - Foto Lixão Botuquara: disposição inadequada de embalagens de
pesticidas........................................................................................................
73
FIGURA 19 - Foto Lixão Botuquara: lagoas de tratamento do lixiviado............................
74
FIGURA 20 - Foto Lixão Botuquara: chorume escorrendo da base do aterro. Ao fundo as
lagoas de tratamento do lixiviado ..................................................................
74
FIGURA 21 - Foto Aterro controlado do Botuquara: vista do morro de depósitos de
resíduos...........................................................................................................
75
FIGURA 22 - Foto Aterro Controlado do Botuquara: vista de depósitos de resíduos pela
PR513.............................................................................................................
75
FIGURA 23 - Foto Aterro controlado do Botuquara: sistema de drenagem de emissões
gasosas............................................................................................................
76
FIGURA 24 - Foto Aterro Controlado do Botuquara: poços de monitoramento
construídos no local .......................................................................................
76
FIGURA 25 - Foto Aterro controlado do Botuquara: portão para controle da entrada de
pessoas ...........................................................................................................
77
FIGURA 26 - Foto Aterro controlado do Botuquara: lagoas de tratamento do
lixiviado .........................................................................................................
78
FIGURA 27 - Foto da base em relação ao morro do aterro controlado do
Botuquara ......................................................................................................
79
FIGURA 28 - Coleta do solo do aterro..................................................................................
80
FIGURA 29 - Amostra de solo antes da catação e secagem................................................. 81
FIGURA 30 - Amostra de solo sendo secas na capela..........................................................
81
FIGURA 31 - Amostra de solo triturada e peneirada em malha de 0,297 mm..................... 82
FIGURA 32 -
Poço de monitoramento presente no aterro controlado..................................
83
FIGURA 33 -
Visão interna de um dos poços de monitoramento. Ao fundo percebe-se o
líquido lixiviado na calha do poço..................................................................
84
FIGURA 34 - Amostras do lixiviado coletado no aterro.......................................................
84
FIGURA 35 - Gráfico: Relação entre pH, MO e CTC..........................................................
103
FIGURA 36 - Gráfico: Relação entre os valores de CTC, argila e MO...............................
104
FIGURA 37 - Gráfico: Relação do teor de areia e silte entre relação a CTC........................
105
FIGURA 38 - Gráfico: Relação entre os teores de C, N, MO e C:N.....................................
106
FIGURA 39 - Gráfico: Relação entre a CTC e a soma dos metais biodisponíveis...............
114
FIGURA 40 - Gráfico: Relação entre a CTC e a soma dos metais peseudo-totais...............
115
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 - Produtos intermediários do processo de degradação dos resíduos sólidos
urbanos...........................................................................................................
31
TABELA 2 - Produtos finais do processo de degradação aeróbia dos resíduos sólidos
urbanos...........................................................................................................
32
TABELA 3 - Produtos finais do processo de degradação anaeróbia dos resíduos sólidos
urbanos...........................................................................................................
34
TABELA 4 - Valores orientadores para solo no estado de São Paulo de acordo com a
CETESB.........................................................................................................
97
TABELA 5 - Determinação dos teores de nitrogênio total, carbono orgânico, C:N, M.O,
pH, CTC, saturação de bases, potássio, fósforo, argila, areia e silte dos
pontos analisados do solo...............................................................................
101
TABELA 6 - Valores dos metais biodisponíveis encontrados nas amostras de
solo.................................................................................................................
111
TABELA 7 - Valores dos metais pseudo-totais encontrados nas amostras de
solo.................................................................................................................
111
TABELA 8 - Valores encontrados nas análises de pH, DQO, OD, fosfato, potássio
nitrogênio total das amostras de lixiviado......................................................
117
TABELA 9 - Valores obtidos para metais nas amostras do lixiviado..................................
121
LISTA DE ABREVIAÇÕES E SIGLAS.
ABNT
Associação Brasileira de Normas Técnicas.
CETESB
Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental do Estado de São
Paulo.
CONAMA
Conselho Nacional do Meio Ambiente.
CTC
Capacidade de Troca Catiônica.
DBO
Demanda Bioquímica de Oxigênio.
DNOCS
Departamento Nacional de Obras contra a Seca.
DNOS
Departamento Nacional de Obras de Saneamento.
EIA
Estudo dos Impactos Ambientais.
GPS
Sistema de Posicionamento Global.
IAP
Instituto Ambiental do Paraná.
IBAMA
Instituto Nacional do Meio Ambiente.
IBDF
Instituto Brasileiro de Desenvolvimento Florestal.
ITCF
Instituto de Terras Cartografia e Florestas.
MMA
Ministério do Meio Ambiente.
MO
Matéria Orgânica.
NBR
Norma Brasileira.
OC
Oxigênio Consumido.
OD
Oxigênio Dissolvido.
PGA
Ponta Grossa Ambiental.
RIMA
Relatório dos Impactos Ambientais.
SEMA
Secretaria do Estado do Meio Ambiente.
SESP
Secretaria Especial de Saúde Pública.
SISNAMA
Sistema Nacional do Meio Ambiente.
SUDEPE
Superintendência da Pesca.
SUDHEVEA
Superintendência da Borracha.
SUREHMA
Superintendência dos Recursos Hídricos e Meio Ambiente.
SUMÁRIO
1
INTRODUÇÃO .....................................................................................................
18
1.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA.................................................................................
21
1.1.1 Legislação ambiental................................................................................................
21
1.1.2 Classificação dos resíduos sólidos .........................................................................
25
1.1.3 Disposição final dos resíduos sólidos ......................................................................
27
1.1.4 Fases de degradação ................................................................................................
29
1.1.5 Formação de poluentes ............................................................................................
37
1.1.6 Contaminação do solo .............................................................................................
40
1.1.7 Contaminação da água ............................................................................................ 45
1.1.8 Espécies metálicas ...................................................................................................
46
1.1.9 Fosfato .....................................................................................................................
54
1.1.10 Nitrogênio ................................................................................................................
57
1.1.11 Potássio ................................................................................................................... 59
1.1.12 Eutrofização ............................................................................................................ 60
1.1.13 Capacidade de troca catiônica (CTC) ......................................................................
61
1.1.14 Porcentagem de saturação de bases (V)...................................................................
62
1.1.15 Oxigênio consumido (OC).......................................................................................
63
1.1.16 Oxigênio dissolvido (OD) ......................................................................................
63
1.1.17 Matéria orgânica (MO).............................................................................................
64
1.1.18 Relação carbono: nitrogênio (C:N) .........................................................................
65
1.1.19 pH ............................................................................................................................
66
1.1.20 Análise textural ou granulométrica .........................................................................
67
2
DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO ..............................................................
68
3
MATERIAIS E MÉTODOS ................................................................................ 79
3.1 COLETA E PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS .................................................. 79
3.1.1 Coleta e preparo das amostras de solo .................................................................... 79
3.1.2 Coleta e preparo das amostras do lixiviado .............................................................
83
3.2 ANÁLISE DO SOLO ..............................................................................................
85
3.2.1 pH ............................................................................................................................
85
3.2.2 Carbono orgânico ....................................................................................................
85
3.2.3 MO .......................................................................................................................... 86
3.2.4 Nitrogênio total ....................................................................................................... 87
3.2.5 Relação C:N ............................................................................................................
88
3.2.6 CTC .........................................................................................................................
88
3.2.7 Porcentagem de saturação de bases (V) ..................................................................
90
3.2.8 Fosfato .....................................................................................................................
90
3.2.9 Potássio.................................................................................................................... 92
3.2.10 Análise textural ....................................................................................................... 93
3.2.11 Espécies metálicas....................................................................................................
96
3.3 ANÁLISE DO LIXIVIADO ...................................................................................
98
3.3.1 pH.............................................................................................................................
98
3.3.2 OC ...........................................................................................................................
98
3.3.3 OD ...........................................................................................................................
98
3.3.4 Fosfato .....................................................................................................................
99
3.3.5 Potássio ................................................................................................................... 99
3.3.6 Nitrogênio total ....................................................................................................... 100
3.3.7 Espécies Metálicas...................................................................................................
100
4
RESULTADOS E DISCUSSÃO ..........................................................................
101
4.1 ANÁLISE DE SOLO ..............................................................................................
101
4.1.1 Análises químicas e textural do solo .......................................................................
101
4.1.2 Determinação de espécies metálicas no solo ...........................................................
110
4.2 ANÁLISE DO LIXIVIADO ...................................................................................
117
4.2.1 Determinação de pH, fosfato, potássio, OC, OD, nitrogênio total .........................
117
4.2.2 Determinação de espécies metálicas no lixiviado ...................................................
121
5 CONCLUSÕES
125
6
CONSIDERAÇÕES FINAIS ...............................................................................
127
REFERÊNCIAS .................................................................................................................... 128
1 INTRODUÇÃO
Uma das maiores preocupações ambientais atuais é a produção de resíduos sólidos. O
homem vem produzindo uma quantidade cada vez maior, muitas vezes, sem uma política clara e
eficiente para seu descarte a fim de minimizar os danos à natureza.
Os resíduos produzidos inicialmente eram praticamente de origem natural e não
causavam grande impacto, porém, o início da atividade agrícola e de produção, o grande
crescimento populacional e vários outros fatores resultantes de uma sociedade consumista
ocasionou um crescimento no volume de descartes, criando a necessidade de técnicas adequadas
à disposição dos resíduos
1
.
O nome popular dados aos resíduos sólidos foi o de lixo, o qual do latim lix significa
cinzas ou lixívia e, esses podem ser de diferentes procedências, biodegradáveis ou não,
recalcitrantes ou xenobióticos que determinam implicações na qualidade de vida do homem
1
. As
características do lixo também podem variar em função de aspectos sociais, econômicos,
culturais, geográficos e climáticos, ou seja, os mesmos fatores que diferenciam os aglomerados
humanos
2,3
.
No Brasil, o serviço sistemático de limpeza urbana foi iniciado oficialmente em 25 de
novembro de 1880, na cidade de São Sebastião do Rio de Janeiro, então capital do Império.
Nesse dia, o imperador D. Pedro II assinou o Decreto nº 3024, aprovando o contrato de "limpeza
e irrigação" da cidade, que foi executado por Aleixo Gary e, mais tarde por Luciano Francisco
Gary, de cujo sobrenome resultou a palavra gari, que hoje denomina os trabalhadores da limpeza
urbana em muitas cidades brasileiras
2
. Porém, a gestão dos resíduos sólidos tanto nos tempos
imperiais como nos atuais se apresenta de formas diversas, oscilando entre bons e maus
momentos.
Diante de um orçamento restrito, como ocorre em grande número dos municípios
brasileiros, o sistema de limpeza urbana não hesitará em relegar a disposição final a um segundo
plano, dando prioridade à coleta e à limpeza pública
2
.
Na cidade de Ponta Grossa, no estado do Paraná, a coleta dos resíduos sólidos urbanos
teve início em 1969, época que não havia grandes preocupações com o meio ambiente e sua
degradação e, muitas das principais leis e normas ainda não existiam ou não eram válidas. A
coleta era realizada pela prefeitura municipal e os resíduos eram armazenados em um lixão na
região do Botuquara, sem os cuidados necessários e a seleção adequada, havendo inclusive a
presença de resíduos industriais
4
, o que agrava a possibilidade de contaminação do solo e lençol
freático. Em 2001, o lixão foi transformado em aterro, na tentativa de minimizar o número de
vetores e poluição visual, mas não a contaminação já citada
5,6
.
Esse trabalho tem por objetivo avaliar as características do solo do Aterro Controlado do
Botuquara e a contaminação do mesmo por produtos oriundos da decomposição e degradação dos
resíduos sólidos ali dispostos, assim como suas influências na contaminação ambiental da área,
através de análises físico-químicas do material de amostragem do solo e poços de monitoramento
dispostos no aterro.
Foram realizadas análises de pH, MO, CTC, saturação de bases, nitrogênio total,
carbono orgânico, relação C:N, potássio, fosfato, teor de argila, areia e silte do solo das
proximidades, da base do aterro a uma profundidade de aproximadamente 30 cm; e análises de
pH, OC, OD, fosfato, potássio e nitrogênio total do lixiviado encontrado nos poços de
monitoramento do aterro, assim como determinadas as concentrações de Cd, Cu, Cr, Fe, Mn, Ni,
Ag, Pb e Zn nas amostras de solo e lixiviado. Os dados obtidos foram comparados com
referências de qualidade.
O tema da limpeza urbana está assumindo papel de destaque entre as crescentes
demandas da sociedade brasileira e das comunidades locais, seja pelos aspectos ligados à
veiculação de doenças e, portanto à saúde pública; seja pela poluição de cursos de água e lençóis
freáticos na abordagem ambiental; ou ainda, pelas questões sociais ligadas aos catadores – em
especial às crianças que vivem nos lixões – finalizando com pressões advindas das atividades
turísticas. É fato que vários setores governamentais e da sociedade civil começam a se mobilizar
para enfrentar o problema, por muito tempo relegado a um segundo plano, mas ainda há muito
por fazer no combate aos problemas ambientais, principalmente no que diz respeito às questões
de preservação
2
.
1.1 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
1.1.1 Legislação ambiental
No Brasil há uma numerosa coleção de leis, decretos, resoluções e normas que
evidenciam a preocupação com o meio ambiente e, especificamente com a limpeza urbana; há
ainda iniciativas do Legislativo Municipal nas leis orgânicas e demais instrumentos legais.
Até a década de 50, as normas existentes tratavam do saneamento, da conservação e da
preservação do patrimônio natural, histórico e artístico, bem como dos problemas provocados por
secas e enchentes. No período compreendido entre 1930 e 1950, o país foi dotado de
instrumentos legais e órgãos públicos que refletiam as áreas de interesse da época e, que de
alguma forma estavam relacionados à área do meio ambiente, tais como: o Código de Águas -
Decreto nº 24643, de 10 de julho de 1934; o Departamento Nacional de Obras de Saneamento
(DNOS); o Departamento Nacional de Obras contra a Seca (DNOCS); a Patrulha Costeira e o
Serviço Especial de Saúde Pública (SESP)
7,8
.
Nos anos 60, através de participações em convenções e reuniões internacionais, o estado
brasileiro se comprometeu com a preservação e conservação ambiental. Como membro das
Nações Unidas também assinou acordos, pactos e termos de responsabilidade entre países no
âmbito da Declaração de Soberania dos Recursos Naturais. Porém, somente após a participação
na Conferência das Nações Unidas para o Ambiente Humano, realizada em 1972, em Estocolmo,
Suécia, é que medidas efetivas foram tomadas
7
.
Em 30 de outubro de 1973 o Decreto n° 73.030 instituiu a Secretaria Especial do Meio
Ambiente (SEMA)
9
e, a partir dela foram editadas leis, decretos, portarias e resoluções, no
entanto a SEMA não contava com nenhum poder policial para atuar
7,10
.
O Governo Federal, por intermédio da SEMA, instituiu em 1981 a Política Nacional do
Meio Ambiente, pela qual foi criado o Sistema Nacional do Meio Ambiente (SISNAMA) e
instituído o Cadastro Técnico Federal de Atividades e Instrumentos de Defesa Ambiental
9,11
. A
Lei n°6.938 de 17/01/1981, é considerada a mais importante lei ambiental
8,12
, além de definir
que o poluidor é obrigado a indenizar os danos ambientais que causar, independentemente de
culpa, também criou os estudos e respectivos Relatórios de Impacto Ambiental (EIA/RIMA)
11
,
regulamentados em 1986 pela Resolução CONAMA 001/86
13
. O EIA/RIMA deve ser feito
previamente à implantação de atividade econômica que afete significativamente o meio ambiente,
como estradas, indústrias ou aterros sanitários, devendo detalhar os impactos positivos e
negativos decorrentes das obras ou após a instalação do empreendimento, mostrando ainda como
evitar impactos negativos.
Também através da lei n° 6.938 foi criado o Conselho Nacional do Meio Ambiente
(CONAMA), o qual tem estabelecido indicadores de qualidade para água, solo, ar, bem como
limites permitidos para diferentes espécies que podem causar desequilíbrio ambiental
11,14
.
A constituição de 1988 foi decisiva para a construção da política ambiental do Brasil,
pela primeira vez na história de uma nação uma constituição dedicou um capítulo inteiro ao meio
ambiente, dividindo entre o governo e a sociedade a responsabilidade pela preservação e
conservação
7,15
.
Em 1989 é criado o Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais
Renováveis (IBAMA) através da lei n° 7.735 de 22 de fevereiro, pela fusão da SEMA,
Superintendência da Borracha (SUDHEVEA), Superintendência da Pesca (SUDEPE) e Instituto
Brasileiro de Desenvolvimento Florestal (IBDF)
16
. O IBAMA possui a finalidade de formular,
coordenar, executar e fazer executar a Política Nacional do Meio Ambiente e da preservação,
conservação e uso racional, fiscalização, controle e fomento dos recursos naturais renováveis
7
.
Em 19 de novembro de 1992, nasce o Ministério do Meio Ambiente – MMA, órgão de hierarquia
superior, através da lei n° 8.490, com o objetivo de estruturar a política ambiental brasileira
7,17
.
No mesmo ano, o Instituto Ambiental do Paraná (IAP) foi instituído pela Lei Estadual
n°10.066 de 27 de julho com a criação da Secretaria do Estado do Meio Ambiente
18,19
. Houve
ainda a fusão da Superintendência dos Recursos Hídricos e Meio Ambiente (SUREHMA) com o
Instituto de Terras, Cartografia e Florestas (ITCF), dando origem ao atual IAP, vinculado à
SEMA.
O IAP tem como missão proteger, preservar, conservar, controlar e recuperar o
patrimônio ambiental, buscando melhor qualidade de vida e o desenvolvimento sustentável com a
participação da sociedade
18,19
.
Lei ambiental exemplar é a Lei n°7.347 de 24/07/1985 de ação civil pública, a qual trata
de responsabilidades por danos causados ao meio ambiente, e ao patrimônio artístico, turístico ou
paisagístico. A ação pode ser requerida pelo Ministério Público, a pedido de qualquer pessoa ou
por uma entidade constituída há pelo menos um ano
20
.
A Lei Estadual n°12.493
de 22 de janeiro de 1999 estabelece princípios, procedimentos,
normas e critérios referentes à geração, acondicionamento, armazenamento, coleta, transporte,
tratamento e destinação final dos resíduos sólidos no Estado do Paraná, visando controle da
poluição, da contaminação e minimização de seus impactos. Ainda, segundo o art. 9º, os resíduos
sólidos urbanos provenientes de residências, estabelecimentos comerciais e prestadores de
serviços, bem como os de limpeza pública urbana, deverão ter acondicionamento, coleta,
transporte, armazenamento, tratamento e destinação final adequados, atendendo às normas
aplicáveis da Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT e às condições estabelecidas
pelo IAP, respeitadas as demais normas legais vigentes; enquanto o art. 10 define normas
específicas de coleta e destinação final dos resíduos sólidos industriais
21
.
A resolução CONAMA 257/99 trata especificamente de descartes de pilhas e baterias, o
art. 1 deixa claro que se esses materiais contiverem Pb, Cd, Hg e seus compostos, após o
esgotamento energético deverão ser entregues pelos usuários aos estabelecimentos que os
comercializam para que sejam adotados os procedimentos de reutilização, reciclagem, tratamento
ou disposição final ambientalmente adequada
22
. Porém, infelizmente, o que acontece na maioria
das vezes é o descarte direto no lixo comum.
Outro exemplo significativo é o inciso VI e IX do art. 23 da Constituição Federal de
1988, o qual define “ser competência comum da União, dos estados, do Distrito Federal e dos
municípios proteger o meio ambiente e combater a poluição em qualquer das suas formas”; já os
incisos I e V do art. 30 estabelecem como atribuição municipal “legislar sobre assuntos de
interesse local, especialmente quanto à organização dos seus serviços públicos” como é o caso da
limpeza urbana
15
.
Há ainda a contribuição do capítulo VI que, no art. 225 reza que “todos têm direito ao
meio ambiente ecologicamente equilibrado, bem de uso comum e essencial à sadia qualidade de
vida, sendo imposto ao Poder Público e à coletividade a defesa e a preservação para as presentes
e futuras gerações”
15
.
1.1.2 Classificação dos resíduos sólidos
De acordo com a NBR n°10.004/2004 da ABNT, os resíduos no estado sólido ou semi-
sólido são aqueles que resultam de atividade da comunidade de origem industrial, doméstica,
hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Ficam incluídos nessa definição os
lodos provenientes de sistemas de tratamento de água, aqueles gerados em equipamentos e
instalações de controle de poluição, bem como determinados líquidos cujas particularidades
tornem inviável o lançamento na rede pública de esgotos ou corpos de água, ou exijam para isso
soluções técnicas e economicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível
23
.
São várias as maneiras de classificar os resíduos sólidos, sendo as mais comuns as que
consideram riscos potenciais de contaminação do meio ambiente, sua natureza ou origem
2,3
.
De acordo com a NBR 10.004:2004 da ABNT
23
, os resíduos sólidos podem ser
classificados segundo seus riscos potenciais em:
Classe I – Resíduos Perigosos: “são aqueles que, em função de suas características intrínsecas
de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade ou patogenicidade, apresentam riscos à
saúde pública através do aumento da mortalidade ou da morbidade, ou ainda, provocam efeitos
adversos ao meio ambiente quando manuseados ou dispostos de forma inadequada”.
Classe II – Não Perigosos: os quais se decompõem em:
a) Resíduos classe II A – Não Inertes: “são os resíduos que podem apresentar
propriedades tais como: combustibilidade, biodegradabilidade ou solubilidade em água,
com possibilidade de acarretar riscos à saúde ou ao meio ambiente, não se
enquadrando nas classificações de resíduos Classe I – Perigosos – ou Classe II B –
Inertes”.
b) Resíduos classe II B – Inertes: “quaisquer resíduos que, quando amostrados de uma
forma representativa, segundo a ABNT NBR 10007 e, submetidos a um contato
dinâmico e estatístico com água destilada ou deionizada, à temperatura ambiente,
conforme ABNT NBR 10006, não tiverem nenhum de seus constituintes solubilizados a
concentrações superiores aos padrões de potabilidade de água, excetuando-se aspecto,
cor, turbidez e sabor”.
Quanto à fonte geradora, podemos classificar os resíduos sólidos em
2
:
Lixo doméstico e residencial: são os resíduos gerados nas atividades diárias em casas,
apartamentos, condomínios e demais edificações residenciais;
Lixo comercial: são os resíduos gerados em estabelecimentos comerciais, cujas características
dependem da atividade ali desenvolvida;
Lixo de limpeza pública: são os resíduos presentes nos logradouros públicos, em geral
resultantes da natureza e também aqueles descartados irregular e indevidamente pela população.
Nas atividades de limpeza urbana, os tipos doméstico e comercial constituem o chamado lixo
domiciliar que, junto com o lixo de limpeza pública, representam a maior parcela dos resíduos
sólidos produzidos nas cidades.
Lixo da construção civil: são os que compreendem os entulhos de obras;
Lixo industrial: são os resíduos gerados pelas atividades industriais e apresentam características
diversificadas, pois estas dependem do tipo de produto manufaturado. Devem, portanto, ser
estudados caso a caso. É adotada a NBR 10.004/2004 da ABNT para classificação dos resíduos
industriais: Classe I (Perigosos), Classe II (Não-Perigosos, sendo IIA - Não-Inertes e IIB -
Inertes);
Lixo agrícola: formado basicamente por restos de embalagens impregnadas com pesticidas e
fertilizantes químicos, que são perigosos;
Lixo de serviços da saúde: compreendendo todos os resíduos gerados nas instituições
destinadas à preservação da saúde da população.
Os resíduos de origem domiciliar ou aqueles com características similares, como os
comerciais e os resíduos da limpeza pública, são normalmente encaminhados para a disposição
em aterros sob responsabilidade do poder municipal
3
.
1.1.3 Disposição final dos resíduos sólidos
De acordo com a resolução CONAMA n°005/93
24
: “Sistema de Disposição Final de
Resíduos Sólidos é o conjunto de unidades, processos e procedimentos que visam ao lançamento
de resíduos no solo, garantindo a proteção da saúde pública e a qualidade do meio ambiente”.
Porém, não são todas as cidades brasileiras que cumprem tal resolução.
63,6% dos municípios brasileiros, principalmente os de menor porte, possuem Lixões
como sistemas de disposição final dos resíduos
25
, ou seja, locais de descarte direto sobre o solo,
sem qualquer medida de proteção ao meio ambiente ou à saúde pública. Há proliferação de
vetores de doenças como ratos causadores da peste bubônica e leptospirose, moscas que podem
abrigar agentes transmissores de cólera, amebíase e teníase, mosquitos que podem transmitir
virose, dengue, febre amarela e aves como o urubu- veiculadores da toxoplasmose. Também são
produzidos gases com odores nauseabundos e poluição do ar, contaminação tanto do solo como
de águas subterrâneas e superficiais possivelmente pela infiltração do lixiviado - mistura do
chorume formado pela degradação da matéria orgânica com a água da chuva. Somado a todos
estes fatores há o efeito estético indesejável e o sério problema social vivenciado pelos catadores,
indivíduos que fazem da catação do lixo um meio de sobrevivência
1,2,3
.
Outro modo de gerenciamento seria o Aterro Controlado, com menores conseqüências
ambientais do que as causadas pelos lixões. Os resíduos dispostos são recobertos diariamente
com argila, reduzindo assim a proliferação de vetores, o efeito estético indesejável e o mau cheiro
do local, porém, mais e mais resíduos são descartados novamente sobre o solo. Embora seja uma
solução preferível ao lançamento a céu aberto, não substitui o Aterro Sanitário
1,3,26
e apenas
18,4% das cidades brasileiras a utilizam
25
.
Por sua vez, o Aterro Sanitário proporciona um confinamento seguro dos resíduos
através da compactação da argila e impermeabilização do solo antes da recepção do material,
também há cobertura com argila do lixo ao final de cada dia, sistema de drenagem periférica e
superficial para afastamento de águas da chuva, drenagem de fundo para a coleta do lixiviado,
tratamento do lixiviado drenado, drenagem e queima dos gases gerados durante o processo de
bioestabilização de matéria orgânica. O Aterro Sanitário evita a proliferação de vetores,
espalhamento de papéis, plásticos e outros materiais leves, a permanência de catadores e a
poluição de águas superficiais ou subterrâneas pelo lixiviado
1,3,26
, mas somente 13,8% das
localidades possuem esse sistema de disposição final dos resíduos
25
.
É de responsabilidade do poder municipal o destino final do lixo de origem domiciliar,
comercial e de varrição, porém, a administração pode ser executada:
• diretamente pelo Município;
• através de uma empresa pública específica;
• por uma empresa de economia mista criada para desempenhar especificamente esta
função.
Os serviços ainda podem ser objetos de concessão ou terceirizados junto à iniciativa
privada
2
.
1.1.4 Fases de degradação
Os detritos são constituídos de uma mistura de materiais orgânicos e inorgânicos e,
portanto, podem sofrer biodegradação aeróbia - em presença de O
2
e, após o consumo total desse,
uma degradação anaeróbia. Entretanto, deve ser considerada a possibilidade da presença de
organismos anaeróbios facultativos
3
.
Os resíduos sólidos gerados nos municípios brasileiros possuem, na sua maioria, uma
maior fração de materiais orgânicos
3
. Essa composição pode ser de fácil degradação como os
açúcares mais solúveis, mostrado na figura 1, ou de difícil degradação como celulose, lignina
representada na figura 2, hemicelulose e proteínas, sendo esses últimos responsáveis pelo
controle da velocidade de reação
27
.
(
a)
(b)
FIGURA 1. Estruturas de exemplos de carboidratos solúveis: (a) sacarose, (b) frutose.
Fonte: Revista eletrônica do Departamento de Química da UFSC
28
.
FIGURA 2. Estrutura da lignina.
Fonte: Revista de la Facultad de Agronomía de la Universidad del Zulia
29
.
As diferentes fases de decomposição não são totalmente delimitadas, o aterramento
constante de novas camadas de resíduos faz com que haja uma variação da idade das camadas,
assim as fases costumam ocorrer simultaneamente dentro de um aterro
30
.
FASE DE DEGRADAÇÃO AERÓBIA
A degradação aeróbia dos resíduos muitas vezes tem início nas lixeiras, tendo
continuidade nos lixões, aterros controlados ou sanitários
31
. Uma vez armazenados, a
decomposição microbiana dos resíduos continua e devido à aeração do meio, ocorre
primeiramente a fase aeróbia. Esta é de curta duração (geralmente 1 mês), limitada pela alta
concentração de O
2
exigida e pela baixa concentração presente
30
. Em aterros, o O
2
perfaz 20% do
total e o N
2
aproximadamente 80%
27,32
.
Nessa fase, ocorre uma elevação da temperatura do meio devido à exotermicidade da
reação de oxidação do material orgânico
27
, que aumenta a solubilidade de muitos íons havendo
32
Schueler apud IPT/CEMPRE 2000
então a formação de alguns sais contendo metais
3,32
. Também há produção de CO
2
, sais minerais
de N, P, K e outros macro e micro nutrientes solúveis em água e facilmente assimiláveis pelo
sistema radicular das plantas, além de alguns compostos orgânicos de mais lenta
biodegrabilidade, geralmente de natureza fibrosa ou coloidal, bons condicionadores do solo
3,27
.
De forma geral, os microrganismos aeróbios promovem a seguinte reação química
3
:
MAT. ORGÂNICA + O
2
+ NUTRIENTES
→
CO
2
+ NH
3
+ H
2
O + ENERGIA
Parte da energia liberada nesta reação será utilizada para a síntese de novas células
quando da multiplicação de microrganismos presentes. Considerando apenas a oxidação do C,
temos:
MAT. ORGÂNICA + CÉLULAS
→
NOVAS CÉLULAS + CO
2
+ ENERGIA
Essa equação esquematiza uma sucessão de reações que conduzem, a partir de
substratos inicialmente presentes, à liberação de uma série de metabólitos intermediários (tabela
1) no meio, os quais dependem da natureza do substrato inicial
3
.
TABELA 1. Produtos intermediários do processo de degradação dos resíduos sólidos urbanos
Natureza da matéria orgânica Principais classes de intermediários
Proteínas Polipeptídios, ácidos aminados
Graxas Ácidos Graxos
Hidratos de Carbono Polissacarídeos, açúcares, Aldeídos
Hidrocarbonetos Ácidos Graxos, Aldeídos
Fonte: Castilhos Júnior, 2003
3
Os metabólitos intermediários formados causam poluição do lixiviado por meio da
matéria orgânica, ação complexante de certos produtos (ácidos aminados e compostos
aminocarboxílicos) sobre metais e estimulação da atividade biológica (contaminação bacteriana).
Já os metabólitos finais mostrados na tabela 2, influenciam o pH do meio aquoso e sua
capacidade tampão através do CO
2
, dos carbonatos e bicarbonatos, precipitação de íons metálicos
na forma de hidróxidos, fosfatos e carbonatos pouco solúveis e liberação de elementos
eutrofizantes para as águas (nitratos e fosfatos)
3
.
TABELA 2. Produtos finais do processo de degradação aeróbia dos resíduos sólidos urbanos
Elementos constituintes da matéria orgânica Produtos finais
H H
2
O
C CO
2
, bicarbonatos e carbonatos
N NO
3
-
P PO
4
3-
S SO
4
2-
Metais seus hidróxidos e carbonatos
Fonte: Adaptado de Castilhos Júnior, 2003
3
O recobrimento do lixo causa a diminuição da disponibilidade de C e variações das
condições do meio, assim a fase aeróbia vai chegando ao seu fim e começa a mudar as
populações dos microrganismos e o desenvolvimento de condições anaeróbias
27, 30
.
FASE DE DEGRADAÇÃO ANAERÓBIA
Com o decréscimo de O
2
no aterro começam a predominar microrganismos anaeróbios
facultativos, ou seja, aqueles que preferencialmente não usam O
2
. O nitrato e o sulfato presentes
participam em reações de conversão biológica como receptores de elétrons sofrendo redução a N
2
(g)
e H
2
S. Nesta fase da decomposição dos resíduos há também a produção de gás inflamável,
causando problemas de poluição ambiental devido a sua composição: CH
4
(40-65%), CO
2
(25-
40%), N
2
(0-10%), O
2
(1-4%), H
2
(0,05%) e H
2
S (0,001-0,002%)
27
.
A decomposição anaeróbia é lenta, gerando subprodutos em estágios intermediários de
degradação como o H
2
S, tóxico
e de odor desagradável
1
. Em geral, apresenta as seguintes fases:
hidrólise, acidogênese, acetogênese e metanogênese
1,27,30,31
. Ao longo do processo materiais
complexos de maior dificuldade de degradação são reduzidos a compostos mais simples e
hidrossolúveis, podendo assim ser eliminados na forma de chorume ou convertidos em CH
4
e
CO
2
.
Hidrólise:
Nesta fase, as bactérias fermentativas transformam os compostos orgânicos complexos
em outros de cadeia mais curta, solúveis, como aminoácidos e peptídeos, os quais podem penetrar
no interior das células bacterianas para serem metabolizados
3,27,31
.
Acidogênese:
A segunda fase se caracteriza por ser um processo bioquímico no qual bactérias obtêm
energia pela transformação da matéria orgânica hidrolisada
3,31
, podendo durar anos e tendo como
produtos finais álcoois, NH
3
, ácidos graxos voláteis, liberação de CO
2
e H
2
, além de novas
células bacterianas
3,27,31
.
Acetogênese:
Aqui, ácidos orgânicos produzidos são transformados em CH
3
COOH, H
2
, CO
2
e
também grandes quantidades de nitrogênio amoniacal. Da mesma forma, podem se misturar ao
chorume pré-existente e reduzir o pH a valores entre 4 e 6. O caráter ácido da mistura ajuda a
solubilização de materiais inorgânicos, principalmente metais pesados, podendo ocorrer o
aparecimento de gases causadores de mau cheiro como o H
2
S e NH
3
. Os lixiviados produzidos
nessa fase contêm grande quantidade de matéria orgânica
3,27
.
Metanogênese:
Na última fase, os microrganismos estritamente anaeróbios (bactérias metanogênicas)
convertem os ácidos orgânicos e o H
2
em CH
4
e CO
2
3,20
(tabela 3).
TABELA 3. Produtos finais do processo de degradação anaeróbia dos resíduos sólidos
Elementos constituintes da matéria orgânica Produto final da biodegradação
H H
2
O, H
2
S, CH
4
C CO
2
,CH
4
N Nitratos
O CO
2
S S
-2
, H
2
S
Metais seus sulfetos
Fonte: Adaptado de Castilhos Júnior,2003
3
Com o consumo dos ácidos voláteis o pH começa a atingir valores próximos de 7 e pode
haver redução nos valores de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO), e da concentração de
matéria orgânica
3
.
Esse aumento do pH reduz a solubilidade de compostos inorgânicos, assim a quantidade
de metais pesados presentes no lixiviado também diminuirá
3,27
.
O lixiviado continua migrando e garantindo a umidade, enquanto que os materiais
biodegradáveis anteriormente indisponíveis e os substratos restantes de difícil degradação são
decompostos.
A degradação anaeróbia é o principal processo que ocorre em um aterro e, portanto na
formação do chorume
33
.
CRESCIMENTO MICROBIANO
Os substratos nutritivos são fontes de alimento para os microorganismos, eles fornecem
energia para seu crescimento e para as atividades enzimáticas. Alguns elementos como Ca, Mg,
K, Na, Zn, Fe, Co, Cu, Mo e Mn são necessários em pequenas doses, sendo em fortes
concentrações inibidores do processo
3
.
São importantes para as atividades enzimáticas o C, N, O, P e S, podendo também
estimular ou inibir o processo de fermentação, dependo de suas concentrações
3
.
Outros fatores importantes são a temperatura e o pH
3, 27
. Alterações bruscas de
temperatura causam desequilibro nas culturas envolvidas, principalmente para as que formam o
CH
4
, em torno de 10°C a atividade é reduzida e acima de 65°C as enzimas são destruídas pelo
calor. Alterações do pH são dependentes da fase de degradação relacionada, porém, melhores
resultados do crescimento de microrganismos são obtidos em pH reduzido ou próximo da
neutraldade
3, 27
. Substâncias as espécies metálicas e amoníaco são inibidoras do processo de
crescimento biológico
27
.
Em resumo, o processo de decomposição está apresentado na figura 3:
RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS
RESÍDUO ORGÂNICO RESÍDUO INORGÂNICO
Fase I
aeróbia
MAT. ORG.
COMPLEXA
MAT ORG.
SIMPLES
MAT. INORGÂNICOS
H
2
O
CO
2
FERMENTAÇÃO
ÁCIDA
Fase II
Anaeróbia
acidogênica
ÁCIDOS VOLÁTEIS
H
2
S
SULFETOS
METÁLICOS
NH
3
Fase III
Anaeróbia
acetogênica
ACETOGÊNICA
OUTROS
SUBSTRATOS
ACETATO
Fase IV
metanogênica
FERMENTAÇÃO
METANOGÊNICA
CH
4
CO
2
ATMOSFERA
queima
Sais de Nitrogênio, Fósforo, Potássio
FIGURA 3: Fluxograma: decomposição dos resíduos sólidos.
Fonte: Adaptado de BIDONE
1
.
1.1.5 Formação de poluentes
Uma vez armazenados os resíduos continuam sofrendo transformações por longos
períodos não sendo, portanto inativos
3
. Formados por uma variedade química, ao longo do tempo
sofrem influências de uma diversidade de agentes naturais (chuva, microrganismos, temperatura,
pressão), levando a complexas evoluções através de mecanismos físicos, químicos e
biológicos
3,33
.
O conjunto destes fenômenos promove a transformação e degradação do material
aterrado, e em conseqüência, além de novos compostos, dão origem aos maiores vetores de
poluição em aterros: o biogás e o lixiviado
3, 31
.
LIXIVIADO
A decomposição do material orgânico por ação de bactérias, microrganismos e
mudanças das condições do meio leva a formação do chorume
3,31,33
. Esse é um líquido altamente
poluidor de composição bastante heterogenia, a qual depende da natureza dos resíduos
armazenados, idade do aterro, estágio de evolução, técnica de armazenamento, entre outros
31,33
.
Em geral, o chorume pode conter quatro tipos de contaminantes essenciais: matéria
orgânica dissolvida, compostos orgânicos antrópicos, elementos principais (como Ca
+2
, Mg
+2
,
Na
+2
, K
+
, NH
+4
, Fe
+2
, Mn
+2
, Cl
-
, SO
4
-2
, HCO
3
-
) e metais pesados
31
.
Quando a quantidade de líquido do aterro excede a capacidade de retenção da umidade
do material presente, esse começa a infiltrar entre camadas do solo
3
.
Nesse sentido, os lixiviados são resultado do processo da infiltração de líquidos através
da cobertura do solo de um aterro (água da chuva) somado ao chorume, a umidade natural dos
resíduos e a água de constituição dos diferentes materiais que sobram durante o processo de
decomposição
1,3,33
.
O lixiviado atualmente é de grande preocupação ambiental e de problemas relacionados
à saúde pública uma vez que possui uma composição muito variada, grandes concentrações de
material orgânico e de metais pesados, e pode entrar em contato com o solo.
Em contato com o solo um contaminante ou poluente pode ser adsorvido, arrastado pelo
vento ou infiltrar como o próprio lixiviado para as camadas inferiores atingindo águas
subterrâneas comprometendo seu uso por longo tempo, ou mesmo extravasar e atingir águas
superficiais
33,34,35
.
TRANSPORTE DE POLUENTES
A contaminação tem origem na infiltração do lixiviado nas camadas superiores do solo,
sendo até mesmo o usado na cobertura dos resíduos influente na contaminação, pois dependendo
do tipo desse material a infiltração e percolação de líquidos, especialmente da água da chuva,
serão favorecidos ou não, o que pode aumentara o volume de lixiviado a penetrar em camadas
inferiores
3
.
A interação do solo com contaminantes é muito complexa devido ao envolvimento
simultâneo de fenômenos físicos, químicos e biológicos, sendo, portanto, inúmeros os
responsáveis pelo transporte de poluentes em meios porosos
3
.
Quando a capacidade de retenção de poluentes pelo solo chega ao seu limite esse é dito
saturado e a adição de novos poluentes no solo fará com que sua capacidade seja excedida,
permitindo que o lixiviado e os contaminantes nele presentes infiltrem para camadas de
subsolo
47
.
Essa infiltração do lixiviado é a penetração do líquido para camadas inferiores do solo,
impulsionado pela gravidade através dos espaços vazios até atingir uma região de suporte
formando a água do subsolo
3
.
O contato de contaminantes com águas, sejam elas superficiais ou subterrâneas, leva ao
possível carregamento para outras regiões através de seu curso, podendo tornar-se uma fonte de
poluição para outros solos e cursos de água
35
. O movimento desses não depende apenas do fluxo
do fluido no qual estão dissolvidos, mas também dos mecanismos no qual são submetidos
3
.
Os processos químicos podem influenciar a capacidade de retenção, porém dependem do
solo e da solução contaminada em cada situação. As reações de adsorção/desorção e
precipitação/dissolução podem causar transferência real do poluente da fase líquida para a fase
sólida.
Outros processos tais como óxido/redução, complexação e quelação, podem atuar de
duas formas: afetando a disponibilidade dos poluentes para os processos de transferência ou
alterando a sua forma, aumentando ou diminuindo seus efeitos de contaminação
3
.
Em geral, transferências para a fase sólida são temporárias e alterações no ambiente
químico podem resultar em aumento da mobilidade de poluentes
3
.
1.1.6 Contaminação do solo
O solo, dependendo de suas características, é capaz de reter uma grande quantidade de
poluentes aumentando a quantidade dos mesmos presentes
35
.
Segundo a CETESB
29
: “O solo será dito contaminado quando apresentar concentrações
de determinada espécie química acima do esperado em condições naturais, sendo um solo
poluído o que possui concentrações de um determinado contaminante que possam afetar os
componentes bióticos do ecossistema comprometendo seu funcionamento, portanto, um solo
contaminado não é necessariamente um solo poluído
”
.
As trocas iônicas do solo são processos reversíveis ou temporariamente irreversíveis,
pelos quais as partículas sólidas absorvem os íons da fase aquosa
36
, isso faz com que haja um
retardamento na velocidade de avanço do mesmo
3
.
À medida que os solos são formados alguns minerais e a matéria orgânica são reduzidos
a partículas extremamente pequenas - os colóides (argila ou húmus), estes apresentam, em geral,
um balanço de cargas negativas (-), desenvolvido durante o processo de formação
37
.
Isto significa que eles podem atrair e reter íons com cargas positivas (+), ao passo que
repelem outros íons de carga negativa, como representado na figura 4. Em certos casos, podem,
também, desenvolver cargas positivas (+)
37
.
FIGURA 4. Representação da atração e repulsão de íons em um torrão de solo.
Fonte: adaptado de Boletim Técnico n° 2 - Análise do Solo
37
.
A mistura de vários produtos em estágio de decomposição diferenciada forma a matéria
orgânica.
Essa matéria orgânica é chamada de húmus, ou substâncias húmicas, que por sua vez,
são geralmente formadas por humina, ácidos húmicos e ácidos fúlvicos, ambos apresentam alto
teor de grupos funcionais contendo oxigênio como carboxilas, hidroxilas fenólicas, e carbonilas
de vários tipos
38,39
.
Estruturalmente, as três frações húmicas são similares, mas diferem em massa molar e
conteúdo de grupos funcionais
39
, como mostrado nas figuras 5 e 6.
FIGURA 5. Estrutura proposta para os ácidos fúlvicos.
Fonte: Rosa, 1998
38
.
FIGURA 6. Estrutura proposta para os ácidos húmicos.
Fonte: EMEPA Empresa Estadual de Pesquisa Agropecuária da Paraíba S/A
39
Cargas negativas, as quais podem ser originadas por substituição isomórfica, também
podem ser encontradas, um exemplo é mostrado na figura 7. Cada substituição resulta em uma
valência (carga) negativa livre não atendida. Este tipo de formação de carga é dita permanente
uma vez que não depende do pH do solo para ocorrerem e, portanto estão sempre operantes
37,39
.
FIGURA 7. Exemplo de formação de cargas negativas por substituição do Al
3+
por Mg
2+
no octaedro de uma
argila montmorilonita.
Fonte: Boletim Técnico n° 2- Análise do Solo
37
.
Outro modo seria através da dissociação do grupo hidroxila. A presença do grupo OH
nas bordas de um cristal de argila ou da matéria orgânica pode levar à dissociação de H
+
,
havendo a formação de uma carga elétrica negativa (Fig.8).
FIGURA 8. Formação de cargas negativas pela elevação do pH, nos radicais carboxílicos e fenólicos da matéria
orgânica, nos sesquióxidos e em complexos orgânicos.
Fonte: adaptado de Boletim Técnico n° 2- Análise do Solo
37
.
Já quando há protonação das hidroxilas dos óxidos e hidróxidos de Fe e Al, em
condições de pH extremamente baixo há formação de cargas positivas (Fig. 9). Cargas formadas
desse modo são ditas dependentes do pH do meio
37,39
.
FIGURA 9. Formação de cargas positivas pela protonação das hidroxilas (OH) com a diminuição do pH.
Fonte: Boletim Técnico n° 2- Análise do Solo
37
.
Mesmo em solos que apresentarem um teor considerável de cargas elétricas positivas, a
presença da matéria orgânica, cuja quase totalidade é formada por cargas negativas e dependem
do pH, leva a um balanço final de cargas negativas nas camadas superiores
37
.
Isto não elimina a possibilidade de ocorrer em certos solos uma predominância de cargas
positivas
37
.
Devido ao alto teor de oxigênio encontrado na estrutura das substâncias húmicas elas têm
excepcional capacidade para ligar-se e reter cátions, principalmente metais pesados. Podendo
também, devido aos grupos presentes na sua estrutura ligar-se a alguns ânions
38, 39
. O
mesmo pode ser relacionado às outras cargas formadas no solo, como, por exemplo, as
provenientes dos minerais argilosos presentes que, por sua vez possuem na sua maioria cargas
negativas sendo bons retentores de cátions.
A preocupação com a retenção de espécies metálicas no solo se justifica devido ao fato
de não serem degradáveis em altas concentrações e permanecerem no solo e sedimentos por
longos períodos ou serem recolocados no meio devido a transformações químicas e alterações nas
condições ambientais
40,41,42
, bem como infiltrar para camadas inferiores com sérias conseqüências
ambientais
40
.
Outros elementos que podem atingir concentrações poluidoras no solo e na água são o
N, K e P, pois quando presentes em quantidades maiores do que as plantas podem absorver, ou as
necessárias ao bom funcionamento dos microrganismos acabam por infiltrar, não sendo
considerados necessariamente problemas sérios para o solo, mas sim para mananciais
40
podendo
causar eutrofização
8,40,42,43,44,45,46
.
Segundo Roberto Novais
40
: “Além dos impactos no funcionamento e biodiversidade do
ecossistema, a contaminação do solo é uma ameaça direta ou indireta à saúde pública,
necessitando de ações remediadoras. Geralmente, em ambientes contaminados não ocorre
revegetação espontânea, necessitando de ações que vão desde ações de recomposição do solo até
recomposição da flora do local, procurando uma melhoria estética e estabilização da área
degradada
”
.
1.1.7 Contaminação da água
Um curso de água é considerado contaminado quando alguma substância está presente
em concentrações acima das naturais, e poluído quando há alteração de alguma qualidade
ambiental para a qual a comunidade exposta é incapaz de neutralizar os efeitos negativos, sendo
algum tipo de risco identifcado
8
.
Quando presentes no meio ambiente as substâncias estão sujeitas a vários processos os
quais podem influenciar no seu destino e comportamento. Para avaliar a persistência de um
contaminante é necessário verificar as transformações que esse pode sofrer
44
.
Além desse fato, há a questão da diversidade de substâncias presentes nos resíduos. Isto
faz com que haja uma grande quantidade de compostos químicos e materiais orgânicos presentes
no meio, e que podem infiltrar no solo caso esse não possua sistema impermeabilizante, o que os
torna um contaminante em potencial de cursos de águas superficiais e subterrâneas uma vez em
contato com as mesmas
11,3,44,47
.
Segundo André Luciano
47
: “Apesar do poluente sofrer uma diluição em contato com
águas superficiais ou subterrâneas, o que leve a uma diluição uma vez que estará misturado a uma
maior quantidade de água, a quantidade total de poluente no sistema de água não diminuirá. Se
algum tempo depois for detectado que o poluente é prejudicial para a qualidade da água a sua
dispersão sobre uma grande área pode tornar impraticável a recuperação dessa água por ação
remediadora”.
1.1.8 Espécies metálicas.
Atualmente a definição de metais pesados está relacionada à saúde pública, na qual
metais pesados são aqueles que possuem efeitos adversos à saúde humana
33
, como efeito
acumulativo no organismo, toxidade, poluentes do ar, água, solo, plantas e alimentos
40,41
.
Alguns metais são essenciais ao organismo em pequenas quantidades, porém, em altas
concentrações podem tornar-se perigosos ou mesmo tóxicos aos organismos vivos
33,48
.
A sua presença no meio aquático em concentrações elevadas causa a mortalidade de
peixes e seres fotossintetizantes
38
, no solo podem causar toxidez para as plantas e organismos
presentes, reduzir sua fertilidade e o desenvolvimento das plantas
38,40
.
A intoxicação nos seres humanos seria a manifestação (clínica e/ou laboratorial) de
efeitos adversos que resultam em um estado patológico ocasionado pela interação de um
“toxicante”, isto é, de um agente químico com o organismo. Os agentes tóxicos seriam, portanto,
substâncias químicas que rompem o equilíbrio orgânico
41
, assim algumas substâncias metálicas
uma vez em contato com organismo humano pode causar inúmeras doenças, deficiências e até
mesmo a morte
38,40,49
.
As espécies metálicas podem atingir o solo por meio de diversas rotas. A maioria do
material a ser decomposto, como restos de alimentos, é relativamente ausente desse material,
porém, sua contaminação ocorre através da mistura (durante a estocagem, transporte e
compostagem propriamente dita) com outros resíduos ricos nesses metais.
São dois os mecanismos principais de contaminação da matéria orgânica: a
contaminação direta, por adesão de partículas de pequeno diâmetro de óxidos metálicos, cinzas e
limalhas à matéria orgânica úmida e a contaminação por lixiviação de íons metálicos da fração
inorgânica para a orgânica
27,50
.
Assim a presença de espécies metálicas nos detritos é devido a sua utilização em
produtos de uso doméstico como: pilhas, baterias, jornais, tintas, tecidos, têxtil, enlatados, entre
outros.
Porém, a grande quantidade está presente nos resíduos industriais. Rejeitos com altas
concentrações de diversos metais são gerados nas indústrias, especialmente na metalúrgica, na
indústria de tintas, pigmentos, de artefatos galvanizados e outras. Esses materiais podem ser
dispostos em lixões ou aterros e, uma vez sofrendo transformações químicas, podem ser
biodisponibilizados no meio
40
.
Uma vez que isso ocorre, as espécies metálicas podem interagir com os materiais
presentes no solo e sedimentos como argilas e substâncias húmicas, sendo por eles retidos
37
.
A interação do íon metálico com o solo pode ocorrer de algumas formas, entre elas
adsorção e ligações químicas. A presença de cargas elétricas na estrutura das substâncias húmicas
lhe permite formar ligações de hidrogênio com as águas de hidratação do cátion metálico, bem
como interações eletrostáticas mais fracas como forças de Van der Waals
33
.
A capacidade de complexação pelos ácidos húmicos está ligada ao teor de oxigênio
encontrado na sua estrutura
33,51
. Em relação aos argilominerais a formação das cargas negativas e
consequentemente, a interação com o íon metálico, ocorre por substituição isomórfica dos seus
óxidos de ferro e alumínio ou pela dissociação do grupo hidroxila existe na superfície dos
mesmos
37,51
.
Portanto, a absorção de espécies metálicas irá depender da quantidade e disponibilidade
das substâncias húmicas e argilominerais presentes no solo, bem como da saturação das cargas
negativas presentes
51
.
Outro fator importante para a sua retenção é a capacidade de troca catiônica (CTC) do
mesmo. A CTC está relacionada as concentrações dos íons trocáveis presentes na solução do solo
e aos sítios de troca nas interfaces coloidais do sistema
42,51,52
.
A fixação das espécies metálicas com o solo e sedimentos não é, contudo, permanente
podendo esses ser recolocados novamente no meio, devido a alterações nas condições
ambientais
36
, sendo então infiltrados no solo como material solúvel do lixiviado.
A concentração e a forma presentes no lixiviado também variam de acordo com a fase
de decomposição do lixo
27,33
. Durante hidrólise e acidogênese, há uma tendência de
solubilização, no instante que eles são liberados da fração sólida e incorporados ao lixiviado.
Ao longo da acetogênese há uma tendência de aumento da concentração de metais no
meio, em função da lixiviação microbiana e da acidez. Neste período, essas substâncias conferem
maior periculosidade, se forem liberadas para o meio ambiente.
Na fase metanogênica há um declínio brusco da concentração de metais em função da
precipitação química decorrente da capacidade de tamponamento do meio. Neste momento
inicia-se a formação de hidróxidos, fazendo com que os metais sejam menos solúveis e, portanto,
menos perigosos
27
.
As espécies metálicas determinadas neste trabalho são: Ag, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e
Zn.
Cada espécie metálica possui suas particularidades tanto no que diz respeito a seus
limites de periculosidade, como ação tóxica ao organismo e necessidades biológicas.
Cádmio (Cd): O cádmio se encontra nos seres vivos, animais e vegetais, nos alimentos e na
atmosfera de centros industrializados. A sua concentração na água, solo, ar e alimentos varia
consideravelmente, dependendo dos depósitos naturais e poluição ambiental
52
. O cádmio tem
mais mobilidade em ambientes aquáticos do que a maioria dos outros metais. É bioacumulativo e
persistente no meio ambiente (10-30 anos). Quando presente em uma forma biodisponível, sabe-
se que tanto organismos aquáticos quanto terrestres bioacumulam o cádmio
42
. Não apresenta
função biológica essencial, sendo altamente tóxico para plantas e animais
42
.
Existem muitas aplicações para o cádmio na tecnologia moderna, sendo usado para: fa-
bricação de pigmentos
40,49
; galvanoplastia
33,40,42,53,54
; ligas para cobertura de extintores
automáticos
40,55
; baterias de níquel e cádmio
2,40,42,49,54,55
, em células fotovoltaicas
49
; lâmpadas a
vapor de cádmio
33,49,55
; proteção de ferro contra oxidação (proteção de metais - emprego de
recipientes para conservação de alimentos)
54
; pilhas
2
; tubos de televisão
33,54
; extintores
automáticos e tampas de segurança de caldeiras, por apresentar ponto de fusão muito baixo
40,55
;
indústrias de automóveis e aviões, em cerâmica e fotografia; pigmentos e estabilizador de
plásticos polivinílicos
33,40,42,54
; fabricação de ligas, varetas para soldagem
42,54
; esmalte e tinturas
têxteis
42,54
; fabricação de semicondutores, células solares
54
; radiadores
40
.
Chumbo (Pb): O chumbo é um elemento de ocorrência natural, amplamente utilizado há
milhares de anos. Atualmente, é um dos contaminantes mais comuns do ambiente, devido às
inúmeras atividades industriais que favorecem a sua grande distribuição. No entanto, este metal
não possui nenhuma função fisiológica conhecida no organismo, e seus efeitos tóxicos sobre os
homens e animais já são conhecidos há muito tempo por afetarem praticamente todos os órgãos e
sistemas do corpo humano
56
.
A contaminação do solo pode advir de forma natural ou geológica (ocorre naturalmente
como o sulfeto mineral galena, o carbonato cerusita e o sulfato anglesita)
8
,ou pode decorrer das
atividades exercidas pelo homem
33,49
.
Quando o chumbo é lançado ao meio ambiente, possui um longo tempo de residência
comparado a maioria dos outros metais. Como resultado, ele tende a acumular-se em solos e
sedimentos, onde, devido à baixa solubilidade, pode permanecer acessível à cadeia alimentar e ao
metabolismo humano por muito tempo
42
. Os efeitos do chumbo na saúde humana dependem da
intensidade e duração da exposição. Dependendo do nível de exposição pode resultar em uma
série de efeitos
41,49,56
. Possui efeito acumulativo no organismo, provocando uma doença crônica
chamada saturnismo (envenenamento) que consiste em um efeito sobre o sistema nervoso
central
33,41,53,55
.
É utilizado em baterias eletroquímicas
2,54,55
; aditivo antidetonante da gasolina (no Brasil
substituído pelo álcool)
55
; indústria química, automobilística
55
, ligas metálicas, soldas
42,55
,
tratamento de fios metálicos, louças de barro impropriamente vidradas
55
; tintas
33,42,49,54,55
corantes
54
; pilhas
2
; produção de cerâmica
54
, indústria gráfica
33,49
; indústria extrativa,
petrolífera
49,54
, tubulações
42,54
e munições
54
; presentes em bebidas e alimentos naturalmente ou
por contaminação de embalagen
53
; podem ser incorporados ao cristal na fabricação de copos,
jarras e outros utensílios
55
, favorecendo seu brilho e durabilidade. Assim pode ser incorporado
aos alimentos durante o processo de industrialização ou no preparo doméstico
54
; presente na água
devido a descargas de efluentes industriais, bem como ao uso indevido de tintas, tubulações e
acessórios a base de chumbo
42,53
.
Os estudos com animais de laboratório, indicam que o chumbo inorgânico, quando
administrado em doses oras elevadas, pode promover o aparecimento de tumores em diversos
locais, especialmente nos rins
49
.
O chumbo é, também, tóxico para toda a biota aquática, e, embora não seja considerado
um dos metais de maior mobilidade no meio ambiente, há evidências consideráveis mostrando a
biodisponibilidade de chumbo associado a sedimentos para espécies que se alimentam de
depósitos
42
.
Cobre (Cu): O cobre é essencial aos animais e vegetais
33,42,53,55
, como por exemplo catalisando a
assimilação do ferro e seu aproveitamento na síntese da hemoglobina do sangue, facilitando a
cura de anemias
53
.
Possui aplicação como material condutor (fios e cabos), destinação de aproximadamente
45% do consumo anual de cobre
40,42,57
. Também é utilizado como: tubos de condensadores e
encanamentos
42
; pigmentos
40,57
; pesticidas
57
; em circuitos integrados
42,57
; corantes
57
; cunhagem
de moedas (com o níquel)
42
; em ligas com zinco (latão)
42
, estanho (bronzes)
42
e prata (jóias)
42
;
baterias
40
.
Cromo (Cr): É considerado um elemento essencial ao organismo humano
33,49
. O cromo ocorre na
natureza principalmente como cromita no estado trivalente
49
.
Embora existam muitos estados de oxidação do cromo na natureza, apenas as formas
trivalente (octaédrica) e hexavalente (tetraédrica) são consideradas de importância biológica.
Enquanto o cromo (III) é um elemento traço essencial em animais, o cromo (VI) é não-essencial e
tóxico, mesmo em baixas concentrações
26,42
.
Os principais usos industriais do cromo estão relacionados com a resistência à
corrosão
49
, sendo empregado em: ligas metálicas acidorresistentes
33,40,49,53,54
; tintas
anticorrosivas
49
; operações de cromagem (ácido crômico)
49
; na impregnação de madeiras (sais
diversos)
49
; metalurgia
33,49
; construção e fabricação de tijolos e refratários
33
; indústria de tintas e
vernizes
54
; galvanoplastias, onde a cromeação é um dos revestimentos de peças mais
comuns
40,53,54
; pode ocorrer como contaminante de águas sujeitas a lançamentos de efluentes de
curtumes
54
e de circulação de águas de refrigeração, onde é utilizado para o controle da
corrosão
53
; indústria fotográfica e de vidros
33
; soldagens
54
; produção de cromatos, dicromatos
54
;
pigmentos
40,54
.
O cromo pode ser introduzido no organismo por via oral, dérmica ou pulmonar e sua
absorção é dependente do seu estado de oxidação de sua concentração e do tempo de contato
49,54
.
Ferro (Fe): Entre os nutrientes catiônicos, o ferro é o mais abundante no solo, sendo, aliás, um
dos principais constituintes desse, é encontrado fazendo parte da composição de diversos
minerais, entre eles muitos óxidos
58
.
O ferro é o metal mais usado, com 95% em peso da produção mundial de metal. É
indispensável devido ao seu baixo preço e dureza, especialmente empregado em automóveis,
barcos e componentes estruturais de edifícios
58
; produção de aço, ligas metélica
58
; tintas
58
;
aplicações magnéticas
58
;
Manganês (Mn): O manganês está presente em solos como parte da estrutura cristalina de
minerais, na forma de óxidos hidratados de baixa solubilidade, ligado à matéria orgânica, nas
formas trocáveis e em solução
41,42
.
Possui aplicação em fábricas de vidro
54
; pinturas
54
; cerâmicas
54
; agricultura
31,49,54
; pilhas
secas
2,33,49,54
; eletrodos para solda
33,49,54
; baterias
2
; ligas com o níquel e o cobre empregadas na
indústria elétrica
49
; na indústria de fertilizantes e fungicidas
33,49,54
; materiais elétricos
54
; produtos
farmacêuticos
54
.
Níquel (Ni): Alguns experimentos têm demonstrado que esse é um elemento essencial para os
animais, mas a injeção crônica de Ni
+2
pode causar degeneração do coração e de outros tecidos,
além de proporcionar o desenvolvimento de câncer
42
.
O níquel é utilizado na fabricação de aço inoxidável
40,42
; superligas de níquel
42
; outras
ligas metálicas
40,42
; baterias recarregáveis
2,40,42
; reações de catálise
42
; cunhagens de moedas
42
;
fundição
42
; pigmentos
40
; galvanoplastia
40,53
.
Prata (Ag): Os compostos de prata são absorvidos pelo corpo e permanecem no sangue até se
depositarem nas membranas mucosas, formando um película acinzentada
53
.
Possuem aplicações como adstringente
53
; anti-séptico
53
; baterias, pilhas
2
;
galvanoplastia
53
; fotografia
53
.
Zinco (Zn): O zinco é um elemento essencial aos seres vivos
33,42
. No entanto, se plantas e
animais são expostos a concentrações elevadas de zinco biodisponível, pode ocorrer
bioacumulação, com possíveis efeitos tóxicos
42
.
Possui aplicação em produtos farmacêuticos
33
; fabricações de ligas
40
;
galvanização
33,40,53
; baterias
2,40
; cosméticos
33
; inseticidas
33
; na produção de pilhas secas
2,33,40
;
como pigmento para tinta na cor branca
33,40
; fios elétricos
33
.
É de grande importância a comparação dos teores de metais encontrados no solo com
parâmetros de referência a fim de verificar uma possível contaminação ou poluição do mesmo.
Porém, conforme afirma Francisco Fadigas
54
: “Para se avaliar a extensão da poluição de
uma área, é comum comparar os teores totais de metais pesados encontrados em um solo com
aqueles defrontados em condições naturais (não poluído) ou com valores de referência (padrões);
todavia, no Brasil anda não foi elaborado um sistema contendo padrões de referência de metais
pesados no solo”.
O IAP de Ponta Grossa, para avaliação dos valores de metais utiliza os indicados pela
Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB)
60
do estado de São Paulo.
1.1.9 Fosfato
O fósforo orgânico provém da decomposição de resíduos vegetais e animais. A matéria
orgânica é fonte de fósforo pelo processo de decomposição de tecidos orgânicos, quando na fase
de mineralização o fósforo presente é liberado para o solo. Outras fontes orgânicas seriam os
ossos, que podem apresentar em média 30% de fósforo na sua constituição
42
.
No solo sua forma disponível pode variar de acordo com o pH e teor de argila
42,63
.O
H
3
PO
4
apenas está presente em solução em pH baixo. Este ácido e seus íons se dissociam do
seguinte modo
42
:
H
3
PO
4
↔ H
2
PO
4
-
+ H+ k
1
= 7,51 x 10
-3
H
2
PO
4
-
↔ HPO
4
2-
+ H+ k
2
= 6,36 x 10
-8
HPO
4
2-
↔ PO
4
3-
+ H+ k
3
= 4,73 x 10
-13
Solos com pH entre 5 e 7 possuem predominantemente o íon H
2
PO
4
-
o qual pode
36,64
:
- Formar precipitados com: Fe, Al, Mn ou Ca:
Al
3+
(aq)
+ H
2
PO
4
-
+ 2H
2
O → 2H
+
(aq)
+ Al(OH)
2
H
2
PO
4
insolúvel
Al(OH)
3(s)
+ H
2
PO
4
-
(aq)
→ Al(OH)
2
H
2
PO
4
+ HO
-
(aq)
insolúvel
Em solos ácidos a presença de Al
3+
pode levar a precipitação de fosfato de alumínio
36,61
ou haver combinações com Fe. Já nos neutros aparecem fosfatos de Ca de baixa solubilidade
61
.
4OH
-
Ca(H
2
PO
4
)
2
+ 2Ca
2+
↔ Ca
3
(PO
4
)
2
+ 4H
2
O
- Reagir com óxidos hidratados: devido a grande quantidade de óxidos hidratados de Fe,
Al, Ti, Mn, etc. em solos ácidos os íons fosfatos podem ficar retidos em suas superfícies
provavelmente na forma de fosfatos básicos desses metais.
Al + H
2
PO
4
↔ Al + OH
-
Solos ricos em óxidos hidratados, sobretudo em Fe e Al, fixam fósforo em grandes
quantidades.
- Ser adsorvidos por argilas: Argilas silicatadas fixam o fósforo por substituição de
grupos OH
-
da superfície.
+ H
2
PO
4
-
→ + OH
-
- Substituição de hidroxilas da superfície da caulinita por tetraedros de fosfato: sendo
esse fenômeno mais intenso em valores menores de pH, pois há uma maior dissociação das
hidroxilas.
O fósforo tem como principal função a de nutrição, sendo essencial para o crescimento
das plantas e microrganismos
43
. Porém, em excesso em lagos e águas com baixa correnteza pode
Argila
Silicatada
Argila
Silicatada
H
2
PO
4
OH
OH
OH
OH
OH
H
2
PO
4
OH
ser prejudicial, causando supernutrição
44,45
. Essa supernutrição é a responsável pelo fenômeno
chamado eutrofização
43,44,47
.
1.1.10 Nitrogênio
O nitrogênio é um macro elemento vital para a vida por se tratar de um dos principais
componentes dos aminoácidos formadores das proteínas
8
. A matéria orgânica (MO) é uma
importante fonte desse nutriente para o solo, devido a isso o seu teor está associado aos detritos
orgânicos, de origem animal ou vegetal que ao serem decompostos liberam nitrogênio para o
solo
36
.
Sua lixiviação se dá principalmente na forma de nitrato (NO
3
-
), devido a carga
negativa
36,43
. A decomposição da MO em compostos contendo nitrogênio acontece, em síntese,
da seguinte forma
36
:
MO → R
__
NH
2
+ CO
2(g)
+ outros + energia
CO
2(g)
+ H
2
O ↔ H
2
CO
3(aq)
A MO, possuindo proteínas, é transformada em aminas (R- NH
2
) e outros compostos,
entre eles CO
2
, o qual será perdido em sua maioria para a atmosfera.
Quando o meio apresenta umidade adequada, as aminas em presença de microrganismos
heterotróficos produzem NH
3(gás)
, sendo uma parte perdida para a atmosfera. Devido a esse fator
é comum em lugares com acúmulo de resíduos sentir o cheiro de amônia:
R
__
NH
2
+ H
2
O
Organismo
NH
3(g)
+R
__
OH + energia
heterotróficos
Parte da NH
3
formada, quando na presença de H
2
CO
3
produz carbonato de amônio, o
qual se apresenta solubilizado na solução do solo na forma de amônio e carbonato, o qual pode
sofrer hidrólise por ser um ânion de ácido fraco (H
2
CO
3(aq)
):
2 NH
3(g)
+ H
2
CO
3(aq)
↔ NH
4
+
(aq)
+ CO
3
2-
(aq)
NH
3(g)
+ H
2
O ↔ NH
4
+
(aq)
+ HO
-
(aq)
O íon amônio formado pode suprir a necessidade de nitrogênio das plantas, esta forma
de íon está protegida da lixiviação devido sua carga positiva, o que lhe permite ficar adsorvido
nos colóides do solo nas cargas dependentes do pH, e dessa forma em equilíbrio e disponível para
as plantas.
Porém, devido a processos que envolvem bactérias, pode ser facilmente transformado
em nitrito (NO
2
-
) com liberação de 4H
+
acidificantes para o meio.
O nitrito formado é altamente tóxico para as plantas, porém, este transforma-se
rapidamente em NO
3
-
na presença de O
2
, sendo, portanto esta última a forma predominante
36,43
:
2NH
4
+
(aq)
+ 3O
2(g)
nitrossomonas sp
2NO
2
-
(aq)
+ 4H
+
(aq)
+ 2H
2
O + energia
2NO
2
-
(aq)
+ O
2(g )
nitrobacter sp
2NO
3
-
(aq)
+ energia
A ingestão de bebidas e alimentos contendo NO
3
-
pode causar sérios problemas de saúde
para seres humanos e animais, principalmente para crianças com até três meses de idade.
É pouco tóxico para mamíferos sendo rapidamente absorvido e excretado, porém, em
animais e em crianças é reduzido por bactérias gastrointestinais em nitrito, este quando presente
na corrente sanguínea reage com a hemoglobina produzindo a metahemoglobina, a qual não é
capaz de transportar O
2
, diminuindo a concentração desse elemento no sangue.
Os sintomas aparecem quando cerca de 10% da hemoglobina já foi convertida em
metahemoglobina e, em geral, a morte ocorre quando esse número aumenta para 50 a 75%
43
.
O nitrogênio é um dos elementos responsáveis pela supernutrição em lagos e córregos
por se tratar de um nutriente muito importante, sendo assim em excesso também contribui para a
formação do fenômeno de eutrofização
43,44,46,47
.
A maioria dos solos apresenta teores entre 0,02 e 0,4% de nitrogênio na camada arável
do solo
64
.
1.1.11 Potássio
Encontra-se no solo na forma iônica, K
+
, em solução e como cátion trocável
61
. O K
+
que
se encontra adsorvido nos colóides do solo é chamado potássio trocável, e pode ser removido por
soluções de sais neutros em tempo relativamente curto
64
.
Solos com baixa CTC perdem K
+
com relativa facilidade, fazendo com que haja
infiltração no mesmo
64
.
Assim como o nitrogênio e o fósforo, o potássio é um importante nutriente, contribuindo
também, quando presente em excesso nas águas, para a supernutrição e consequentemente para a
eutrofização
43,44,64
.
1.1.12 Eutrofização
O nitrogênio, o potássio e o fósforo constituem o chamado grupo nobre de adubação,
sendo de grande importância para o desenvolvimento de plantas e microrganismos
64
.
Todavia, quando presentes em excesso em lagos, córregos ou águas de baixa correnteza
provocam um excesso de nutrientes, levando a uma supernutrição no local. O excesso de
nutrientes na água é o responsável pela formação da eutrofização
43,44,45,46
. Portanto, a
eutrofização é caracterizada como o fenômeno no qual há uma multiplicação excessiva de
cianobactérias, algas verde azuladas que efetuam fotossíntese, isto faz com que a superfície da
água fique toda recoberta por microrganismos impedindo que a luz solar atravesse, fazendo com
que as algas da parte inferior morram
44
.
O aumento de material orgânico para ser decomposto pelas bactérias aeróbias presentes
diminui a quantidade de O
2
do meio, utilizado para transformar o material orgânico complexo em
outros mais simples, como CO
2
, NO
3
-
e SO
4
-2
. Ocorrendo um aumento da demanda bioquímica
de oxigênio (DBO) do meio, haverá, conseqüentemente, uma diminuição do O
2
presente, as vezes
ao ponto de outros animais aquáticos do meio como os peixes, morrerem
44,45
.
Quando os valores de O
2
presente caem a valores muito baixos começa então o processo
de decomposição anaeróbia, essas bactérias fazem a redução da MO transformando-a em
materiais fétidos como H
2
S, CH
3
SH e aminas
44,45,46
.
Para precaver a manifestação excessiva de algas deve haver o gerenciamento do
nutriente essencial para o seu crescimento. Assim, geralmente, o fósforo é considerado como o
nutriente de maior preocupação no controle da eutrofização, uma vez que esse não é encontrado
em grandes concentrações em águas naturais, e algumas algas podem fixar o nitrogênio
atmosférico se acaso houver insuficiência deste na água
65
.
A maior preocupação com a eutrofização é quando as espécies envolvidas liberam
toxinas à água, podendo causar a morte de peixes e até mesmo de dos seres humanos, como no
caso do acidente ocorrido com pacientes de hemodiálise em Caruaru em Pernambuco entre 7 e 13
de fevereiro de 1996
44,66
.
1.1.13 Capacidade de troca catiônica (CTC)
Entende-se por troca iônica do solo os processos reversíveis, ou temporariamente
irreversíveis, pelos quais as partículas sólidas do solo, minerais, MO, argila, absorvem os íons da
fase aquosa e ao mesmo tempo liberam quantidades equivalentes do outros íons de mesma carga
e estabelecem o equilíbrio entre as fases
36
.
Os colóides do solo podem apresentar cargas elétricas negativas e/ou positivas, dependo
da quantidade de argila, MO presentes e da sua rocha de origem.
Porém, mesmo em solos que apresentam um teor considerável de cargas elétricas
positivas, a presença da MO, cuja quase totalidade é formada por cargas negativas leva a um
balanço final de negativo nas camadas superiores do solo. Isto significa que o solo pode atrair e
reter preferencialmente íons com cargas positivas (troca catiônica), do que negativas (troca
aniônica)
37
.
Cátions retidos (adsorvidos) nos colóides podem ser substituídos por outros em
quantidades equivalentes, isto, em termos práticos, significa que eles são trocáveis; a quantidade
total que pode ser retida em um solo é conhecida como CTC
37,53
e , quanto maior a CTC do solo,
maior o número de cátions que este solo pode reter.
Solos com valores de CTC maiores que 5 cmol
c
/kg possuem uma alta capacidade de
troca
53
. O poder de retenção pode ser afetado pelo teor de argila e MO presentes. Quanto maior a
quantidade desses mais altos os valores de CTC encontrados
36
.
Seu estudo é de grande importância na verificação da capacidade de retenção e permuta
de elementos percolados nos diferentes pontos do solo estudado, bem como sua maior ou menor
lixiviação pelo mesmo.
1.1.14 Porcentagem de saturação de bases
A soma dos teores de cátions presentes na forma trocável de um solo é denominada
como soma das bases trocáveis, esta por sua vez indica o número de cargas negativas dos
colóides que está ocupado por cátions. A soma destes, em comparação com a CTC efetiva,
permite calcular a percentagem de saturação de bases
37,64
.
O cálculo da porcentagem de saturação de bases reflete quantos por cento dos pontos de
troca de cátions potencial do complexo coloidal do solo estão ocupados
37,62
.
1.1.15 Oxigênio consumido (OC)
Existem dois modos de verificar, indiretamente, a quantidade de material orgânico em
águas através de agentes químico: a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DQO) e o Oxigênio
Consumido (OC)
67,68,70
.
Segundo Carlos Pereira
70
: “A oxidação de uma amostra utilizando o permanganato de
potássio em meio ácido, como agente oxidante, tem sido empregada há bastante tempo na
determinação indireta da quantidade de matéria, sendo o seu resultado expresso em termos de
oxigênio consumido, que reflete uma Demanda Química de Oxigênio”.
Portanto, o método de quantificação de material orgânico utilizando permanganato de
potássio é chamado de oxigênio consumido
68,71
. Esta técnica possui, quimicamente, o mesmo
significado que a DQO, sendo essa um indicador da MO
68,71
.
A adição em excesso de MO na água acaba por consumir uma grande quantidade de O
2
durante sua oxidação por microrganismos. Este fato, além de provocar odores desagradáveis,
pode comprometer a vida aquática devido ao decréscimo na quantidade de O
2
do local.
1.1.16 Oxigênio dissolvido (OD)
O oxigênio é um elemento essencial aos seres vivos, ele entra na água via difusão na
superfície, bem como via processos fotossintéticos, e vai sendo consumido para a sobrevivência
de organismos aquáticos e nos processos de oxidação da MO onde é utilizado como aceptor de
elétrons
36
.
Apesar da MO de origem biológica ser a substância mais habitualmente oxidada pelo
oxigênio dissolvido também ocorre a oxidação da amônia e do íon amônio, o que também
consome grandes quantidades
26
.
Para manter a vida em ambientes aquáticos é fundamental o adequado fornecimento de
O
2
. Se esse é consumido pela oxidação de grande quantidade de MO presente no meio e não há
reposição do mesmo o ambiente é prejudicado. Valores abaixo de 5 mg/L de O
2
já podem causar
mortalidade de peixes
26
.
1.1.17 Matéria orgânica (MO)
No solo, além de argila e óxidos metálicos, existe outro componente coloidal: A Matéria
Orgânica
72
esta inclui todos os compostos orgânicos, exceto os materiais não decompostos e os
organismos vivos (biomassa)
72,73
.
Durante a decomposição de plantas e animais no solo há formação de substâncias
húmicas, polímeros naturais largamente insolúveis em água, essas possuem alta capacidade de
transporte, biodisponibilidade e complexação de nutrientes e metais no solo devido ao alto teor de
oxigênio encontrado na sua estrutura garantindo-lhes uma excepcional capacidade para reter
cátions
26,39,74
.
Além de exercer grande influência nos principais mecanismos de atenuação de poluentes
no solo, a MO pode ajudar no seu aquecimento, no suprimento de nutriente para as plantas, na
CTC do solo e permitir troca de gases. Também está presente no chorume e tem importância na
complexação e transporte de metais pesados e na retenção de alguns contaminantes orgânicos
74
.
A presença de MO no solo, que sofrem influência de lixiviado, em concentrações mais
elevadas do que os presentes em solos naturais evidencia que o solo está sofrendo
contaminação
74
, podendo isto ocorrer em diferentes profundidades.
A MO presente na solução do solo, sob a influência de processos físicos, químicos, e
biológicos pode transferir poluentes nele adsorvido para o lixiviado aumentando a concentração
de constituintes presentes no mesmo. Assim, os poluentes podem ser novamente recolocados no
meio, podendo atingir camadas mais profundas do solo e até mesmo águas subterrâneas
1,3
.
1.1.18 Relação carbono: nitrogênio (C: N)
Quando os resíduos orgânicos atingem o solo, a decomposição é iniciada pelos
microrganismos, caso as condições o permitirem. Eles necessitam de C e N para continuar seu
desempenho na decomposição
64
.
O Carbono representa a fonte de energia disponível necessário para ativação do processo
de síntese celular e para oxidação e o Nitrogênio, o material básico para a constituição da matéria
celular sintética
27,64
.
Se o quociente C: N for demasiadamente elevado, haverá abundância de C, porém,
insuficiência de N, os microrganismos não terão esses elementos em proporção adequada para
sintetizar estruturas básicas da própria célula, e o processo de decomposição tende a ser lento. Por
outro lado, se a quantidade de N for grande em relação à quantidade de C, pode-se observar uma
excessiva solubilidade do N e sua conseqüente perda na forma de NH
3
20,64
.
Quando a relação C/N é maior que 30, indica que a decomposição é lenta; quando é
menor que 30 e maior que 20, a decomposição é satisfatória. Sendo a relação C/N menor que 20,
a decomposição ocorre com facilidade
20
.
1.1.19 pH
Nos processos anaeróbios, em decorrência das reações de hidrólise, há grande produção
de substâncias de caráter ácido, o que tende a baixar o valor do pH de acordo com a capacidade
tamponante do meio.
Tal capacidade tamponante é resultado da alcalinidade, que pode ser entendida como o
conteúdo total de substâncias que, ao reagirem com os íons H
+
excedentes, mantêm o pH
inalterado. As principais espécies responsáveis pela alcalinidade são os íons bicarbonatos,
carbonatos, hidróxidos e compostos nitrogenados
3
.
O pH pode afetar o processo de biodigestão anaeróbia de forma direta, quando afeta as
atividades enzimáticas, ou de forma indireta, quando influencia a toxidade de alguns compostos,
alterando o potencial de oxirredução do meio
3
.
Também influencia na CTC do solo, uma vez que alterações do pH do meio podem
permitir uma dissociação dos radicais orgânicos e, ou, sesquióxidos de ferro e alumínio. A
influência do pH do meio na CTC será tanto maior, quanto maiores forem as presenças de
espécies de minerais de argila com dominância de cargas dependentes de pH e, ou, MO que,
praticamente, só apresenta esta característica
37,51
.
1.1.20 Análise textural ou granulométrica
A análise textural do solo tem a finalidade de determinar as principais frações
granulométricas que compõe um tipo ou classe de solo as quais são normalmente divididas em
areia, silte e argila
75
.
A quantidade de argila presente no solo influencia na sua CTC e, consequentemente no
seu poder de retenção de cátions. Estudos realizados demonstram que solos com maior teor de
argila e menor teor de areia tende a apresentar maior quantidade de metais
76
. Portanto, maior a
quantidade de argila presente, maior a capacidade de retenção de cátions do solo
37
.
2 DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
A implantação do depósito de resíduos sólidos urbanos em Ponta Grossa ocorreu em
1969, com o início das atividades de limpeza urbana
77,78,80
. O Local escolhido está localizado na
região do Botuquara, área situada a 11 km da sede do município (a leste do perímetro urbano), o
acesso ao local é feito pela rodovia PR 513 que leva ao distrito de Itaiacoca
77,79
. A escolha foi
decorrente de, na época, a prefeitura apenas dispor deste lugar devido sua distância do centro
urbano, topografia e tamanho. Porém situa-se dividindo águas da bacia dos rios Cará - Cará,
Botuquara e Verde, o que aumenta o risco ambiental de contaminação
77
,
A figura 10 evidencia a presença de bacias hidrográficas próximas a área do Aterro
Controlado. O mapeamento foi organizado por Everaldo Ferreira.
FIGURA 10: Bacias hidrográficas presentes próximas ao local do aterro e ponto da realização das coletas
Fonte: Carta Topográfica Ponta Grossa (1980). Prefeitura Municipal de Ponta Grossa.
OBS: Onde lê-se PR153 na carta topográfica substituir por PR513.
Quando implantado, o método de disposição utilizado era de lixão, ou seja, havia apenas
a coletado e descarte no local a céu aberto, conforme a figuras 11 e 12. A coleta e remoção dos
resíduos eram realizadas pela própria prefeitura municipal, sendo depois o serviço terceirizado
para a empresa Vega Sopave
78,80
.
FIGURA 11: Foto Lixão Botuquara: chorume acumulado no solo do local.
Fonte:Ponta Grossa Ambiental, período de 1995.
FIGURA 12: foto lixão Botuquara: Vista do morro de lixo e chorume acumulado, escoando pela área do aterro.
Fonte: DEMARIO, 1992
77
.
Na época havia o risco de contaminação pelo lixão devido ao contato com vetores e
animais presentes, o perigo da contaminação de arroios, ocorrência de auto combustão decorrente
da presença de metano, (como demonstrado na figura 13), além do problema social decorrente da
presença de catadores de materiais recicláveis, figura 14
77,78
.
FIGURA 13: Foto lixão Botuquara: presença de fogo no local de disposição de resíduos.
Fonte: Ponta Grossa Ambiental, período próximo a 1995.
FIGURA 14: Foto lixão Botuquara: presença de catadores fazendo a seleção de material reciclável.
Fonte: MROSK JUNIOR, 1992
78
.
Fotos disponíveis em trabalhos de conclusão de curso
77,78
sobre o lixão e no site da
empresa Ponta Grossa Ambiental (PGA)
4
, atual concessionária do serviço de coleta e disposição
final de resíduos sólidos, demonstram a falta de controle e cuidados com o meio ambiente no
descarte adequado, ocorridos na época, figuras 15 e 16.
FIGURA 15: Foto Lixão Botuquara: resíduos industriais lançados a céu aberto, sem impermeabilização do solo;
Fonte: Ponta Grossa Ambiental, período próximo a 1995.
FIGURA 16: Foto Lixão Botuquara: queima de tambores contendo resíduos industriais presentes no local.
Fonte: MROSK JUNIOR, 1992
78
.
Não era realizado nenhum controle quando o material adentrava ao aterro, não sendo
feita qualquer classificação de periculosidade havendo a presença até mesmo de detritos
industrias, ignorando, dessa forma, seus riscos (pois há contaminantes em potencial presentes
nessa classificação de resíduos).
Havia, também, grande quantidade de lixiviado presente e apenas o resíduo da classe
hospitalar era aterrado, porém, sem cobertura impermeável do solo como mostrado na figura
17
4,77
. Estes fatos são resultantes da inexistência de leis ambientais específicas em 1969, época de
sua implantação, uma vez que, as principais normas a esse respeito surgiram em momento
posterior.
FIGURA 17: Foto Lixão Botuquara: resíduo hospitalar disposto inadequadamente.
Fonte: Ponta Grossa Ambiental, período próximo a 1995.
Embalagens de pesticidas também eram dispostos na área do lixão sem nenhum método
preventivo de impermeabilização do solo, como mostrado na figura 18.
FIGURA 18: Foto Lixão Botuquara: disposição inadequada de embalagens de pesticidas.
Fonte: DEMARIO, 1992
77
.
O local já contava com as lagoas para tratamento do lixiviado, figura 19, porém, uma
grande quantidade de líquido escoava da base pelo terreno causando um aspecto desagradável,
bem como, inadequado, figura 20.
FIGURA 19: Foto Lixão do Botuquara: lagoas de tratamento do lixiviado.
Fonte: DEMARIO, 1992
77
.
FIGURA 20: Foto Lixão Botuquara: chorume escorrendo da base do aterro. Ao fundo as lagoas de tratamento
do lixiviado.
Fonte: DEMARIO, 1992
77
.
No ano de 2001 a Vega Engenharia Ambiental, sucedânea da Vega Sopave e responsável
pela coleta na época, passou a transformá-lo em aterro sanitário controlado
5,6,79
, ou seja, o local
teria o seu lixo compactado e coberto diariamente por uma camada de terra, figura 21.
FIGURA 21: Foto Aterro Controlado do Botuquara: vista do morro de depósito de resíduos, agora com cobertura de
argila.
Fonte: autoria própria, 2006.
A observação local pela PR 513, que liga Ponta Grossa ao distrito de Itaiacoca, revela o
tamanho do morro de resíduos formado durante os anos de funcionamento como local de
disposição final de resíduos, como observado na figura 22.
FIGURA 22: Foto Aterro Controlado do Botuquara: vista do depósito de resíduos pela PR 513.
Fonte: autoria própria, 2006.
Foram construídos 26 drenos de gás, figura 23, drenos de chorume e de águas pluviais, e
cinco postos de monitoramento de água subterrânea, figura 24, havendo assim, um menor
impacto ambiental
4,5,6
.
FIGURA 23: Foto Aterro Controlado do Botuquara: Sistema de drenagem de emissões gasosas.
Fonte: Ponta Grossa Ambiental, período próximo a 2001.
FIGURA 24: Foto Aterro Controlado do Botuquara: poços de monitoramento construídos no local.
Fonte: Ponta Grossa Ambiental, período próximo a 2001.
Para evitar a presença de catadores de material reciclável foi reforçada a vigilância
instalando portões para controlar o fluxo de transeuntes , como demonstra a figura 25.
FIGURA 25: Foto Aterro Controlado do Botuquara: portão para controle da entrada de pessoas.
Fonte: Ponta Grossa Ambiental, período próximo a 2001.
O aterro conta com o mesmo sistema de tratamento do lixiviado da época do lixão,
sendo acrescentada mais uma lagoa no processo, apresentada na figura 26.
FIGURA 26: Foto Aterro Controlado do Botuquara: lagoas de tratamento do lixiviado.
Fonte: Ponta Grossa Ambiental, período próximo a 2001.
Em junho de 2004, a Recicle Ambiental adquiriu as cotas da Vega Engenharia
Ambiental, constituindo uma nova empresa, a Ponta Grossa Ambiental a qual passou a ser
responsável pela coleta e remoção do lixo no município
6
.
No mês de outubro do mesmo ano, terminou a vida útil do Aterro Controlado do
Botuquara. Em notícia veiculada no Diário da Manhã,
5
consta informações de que o aterro já
estava saturado, e atingia 27 metros de altura de dejetos.
3 MATERIAIS E MÉTODOS
Nesta pesquisa foram estudados o solo e o lixiviado do aterro controlado do Botuquara
da cidade de Ponta Grossa -PR a fim de avaliar a sua influência na poluição ambiental da área
devido a produtos oriundos da degradação dos resíduos sólidos ali dispostos.
3.1 COLETA E PREPARAÇÃO DAS AMOSTRAS
3.1.1 Coleta e preparo das amostras de solo
As amostras do solo foram coletadas no dia 25 de setembro de 2006, sendo realizadas
manualmente em quatro pontos diferentes em torno da base do aterro, em pontos localizados
próximos dos poços de monitoramento de líquidos. A figura 27 demonstra a base do local em
relação ao morro de resíduos.
FIGURA 27: Foto da base em relação ao morro do aterro controlado do Botuquara.
Fonte: Autora própria, 2006.
A coleta atingiu em média 30 cm de profundidade em cada ponto. O material recolhido
para amostragem foi disposto em frascos de polietileno, figura 28.
FIGURA 28: Coleta do solo do aterro.
Fonte: Autoria própria, 2006.
Posteriormente, as amostras levadas ao laboratório foram submetidas à catação a com a
finalidade de retirar raízes, folhas e pedaços de resíduos nela existente, como mostra a figura 29.
FIGURA 29: Amostra de solo antes da catação e secagem.
Fonte: Autoria própria, 2006.
As amostras foram secas a temperatura ambiente (próximo a 25°C), em capela com
exaustor ligado, figura 30.
FIGURA 30: Amostras de solo sendo secas na capela.
Fonte: Autoria própria, 2006.
Após a secagem, as quatro amostras de solo foram trituradas e homogeneizadas com o
auxílio de almofariz de porcelana e pistilo, pois as frações mais finas compreendem os principais
carreadores dos componentes naturais e antropogênicos, demonstrando um melhor estudo do grau
de contaminação devido à elevada superfície específica
42
.
Posteriormente, as amostras foram peneiradas em malha de 0,297 mm,como demonstra a
figura 31, reservadas e secas em estufa a temperatura de 40 °C, até atingir peso constante.
FIGURA 31: Amostra de solo triturada e peneirada em malha de 0,297 mm
Fonte: autoria própria, 2006.
3.1.2 Coleta e preparo das amostras do lixiviado
A coleta das amostras do lixiviado foi realizada no dia 3 de julho de 2007. Nessa época
havia estiagem desde 28 de maio de 2007, segundo dados do Simepar
81
. A coleta foi realizada
em quatro pontos, utilizando os poços de monitoramento presentes no aterro, observados na
figura 32.
FIGURA 32: Poço de monitoramento presente no aterro controlado.
Fonte: Autoria própria, 2007.
As amostras foram armazenadas em frascos de polietileno com volume de
aproximadamente 1 litro cada. O líquido que flui pela base do aterro passa por esses poços de
monitoramento, como observado na figura 33, e vai sendo levado por gravidade até as lagoas de
tratamento de lixiviado.
FIGURA 33: Visão interna de um dos poços de monitoramento. Ao fundo percebe-se o líquido
lixiviado na calha do poço.
Fonte: Autoria própria, 2007.
O aterro possui um total de oito poços de monitoramento para a retirada das amostras foi
realizada a coleta em poços alternados, sendo que os pontos foram determinados por GPS. As
amostras de solo foram retiradas em locais próximos a localização dos poços, mais precisamente
entre os pontos nos quais foram realizadas as coletas de lixiviado.
A figura 10 (página 68) localiza os pontos de coleta, assim como as bacias hidrográficas
do local.
As amostras de lixiviados foram levadas diretamente ao laboratório para análises, a
figura 34 mostra o aspecto das amostras de lixiviado.
FIGURA 34: Amostras do lixiviado coletado no aterro.
Fonte: Autoria própria, 2007
lixiviado
3.2 ANÁLISES DO SOLO
As análises do solo foram realizadas em triplicata. Para cada ponto de amostragem
foram determinados: pH, carbono orgânico, MO, nitrogênio total, relação C:N, CTC,
porcentagem de saturação de bases, fosfato, potássio, análise textural e metais (Ag, Cu, Cr Cd,
Fe, Mn, Ni, Pb e Zn).
3.2.1 pH
Realizada potenciometricamente em suspensão solo-solução. Na amostra de solo foi
adicionada solução de CaCl
2,
0,01mol/L. Foi misturada em agitador magnético Quimis – Q261.2,
e deixado em repouso. Logo após houve a realização da leitura do pH utilizando pH-metro
Quimis – 400A
51,59
.
3.2.2 Carbono orgânico
Para a análise de carbono orgânico foi adicionada à amostra solução de K
2
Cr
2
O
7,
1mol/L
e H
2
SO
4
concentrado, agitando-a e deixando-a em repouso. Após foram adicionados água
deionizada, H
3
PO
4,
concentrado e solução indicadora de difenilamina,
C
12
H
11
N,
a 1% (m/v).
depois desse procedimento foi titulada com solução de sulfato ferroso amoniacal,
Fe(NH
4
)
2
(SO
4
)
2
.6H
2
O, 1mol/ L
36,59
.
Valores de porcentagem de C abaixo de 0,6% indicam um baixo teor de carbono, entre
0,6% e 1,2% teores médios e acima de 1,2% alto teor de carbono no solo
64
3.2.3 MO
O solo possui uma mistura orgânica com diversos teores de C, N, H, P e outros
elementos. A MO do solo é constituída em média de 52 a 58% de carbono. As moléculas de
MO existentes no solo, em geral, são macromoléculas pertencentes as substâncias húmicas, que,
embora sejam diferentes, os cálculos do teor do carbono resultarão na mesma média de 52 a 58%,
assim, poderá ser calculado, em média, o fator que informa o número de vezes que a massa
orgânica é maior que a massa de carbono orgânico
36,64,89
:
Cdeg
deg
X
MOdeg
1
00,58100
=
724,1
58
100
==X
Assim, será determinado o teor de carbono orgânico pela oxidação desse pelo dicromato
e multiplicado esse teor pelo fator 1,724 para obter a MO
36
.
Os valores de MO abaixo de 1,6% indicam um baixo teor de material orgânico. Os
valores entre 1,6% e 3,0% indicam um teor médio e acima de 3,0% será considerado um alto teor
de material orgânico no solo
64
.
3.2.4 Nitrogênio total
Para a determinação do nitrogênio total foi utilizada a técnica de Kjeldahl. Que fornece a
quantidade de nitrogênio em uma amostra nas formas amoniacal e orgânica
65
.
A amostra de solo foi introduzida em um tubo de Kjeldahl e adicionada a mistura
digestora (100 partes de sulfato de potássio, K
2
SO
4
, 1 parte de sulfato de cobre, CuSO
4,
e 0,8
parte de selênio metálico) e H
2
SO
4
a
95-97%. O tubo foi aquecido em chapa digestora até seu
conteúdo ficar límpido. O conteúdo foi resfriado e diluído com água deionizada.
Houve transferência do conjunto de destilação imediatamente para o aparelho de
Kjeldahl MA 36, onde foi adicionada uma solução de NaOH 1 mol/L. Foi adicionada solução
H
3
BO
3
0,65 mol/L e gotas de solução de indicador vermelho de metila a 0,2%, adaptando-se ao
conjunto de destilação para receber a amônia. Destilado o conteúdo, foi verificado a alteração de
vermelho para verde, sendo após titulado com solução de HCl 0,02mol/L, até mudança para
vermelho novamente
48
.
O cálculo da % de nitrogênio foi realizado pela fórmula:
a
a
p
fcxnxVx
N
4008,1
% =
onde:
V = volume gasto de HCl
1,4008 = massa molar de N x 100 / 1000
n = normalidade do ácido
fc
a
= fator de correção do ácido
p
a
= peso da amostra
As análises foram realizadas em parceria como o Laboratório de Tecnologia de
Fermentações da Universidade Estadual de Ponta Grossa.
3.2.5 Relação C:N
A relação C:N será calculada pelo valor de carbono orgânico dividido pelo valor de
nitrogênio encontrados pelo modo descrito anteriormente
64
.
nitrogêniodevalor
orgânicocarbonodovalor
NC =/
3.2.6 CTC
A capacidade de troca catiônica efetiva é calculada pela soma dos cátions metálicos
totais trocáveis (bases) + (H +Al)
42
. Sendo assim:
a) Determinação de cátions metálicos totais trocáveis: Foi adicionada a amostra de
solo CH
3
COOH 1,00 mol/L, formando uma suspensão, que foi agitada em agitador
magnético Quimis – Q 261.2, sendo determinado o pH da suspensão. Da mesma
forma com o pH da solução de CH
3
COOH, ambos utilizando pH-metro Quimis –
400A
42
.
Para os cálculos dos cátions metálicos totais trocáveis das amostras foi utilizada a
seguinte equação
42
:
Cátions metálicos trocáveis (cmol
c
/kg) = [pH
1
– pH
2
] x 22, onde:
pH
1
= pH da suspensão
pH
2
= pH da solução de ácido acético
22 = constante logarítmica
b) Acidez trocável: foram adicionados à amostra solução de KCL 1 mol/L. Foi agitado
manualmente algumas vezes e deixado em repouso. Foi realizada a filtragem em papel
de filtro JP40, sendo adicionado porções de KCl 1 mol/L. Foi adicionado ao filtrado
gotas de fenolftaleína, a 0,1%m/v, titulando-o com NaOH 0,01 mol/L
42
.
Pela equação a seguir, foi determinada a acidez trocável
42
:
Acidez trocável (cmol
c
/kg)
m
xCxV 100
=
onde:
V = volume (em mL) de NaOH gastos na titulação
C = concentração (em mol/L) do NaOH
M = massa (em g) da amostra
Os valores de CTC maiores que 5 cmol
c
/kg evidenciam uma alta capacidade de troca de
cátions
42
.
3.2.7 Porcentagem de saturação de bases (V)
A porcentagem de saturação de bases é calculada pelo valor da soma dos cátions
trocáveis (S) dividido pelo valor da CTC
64
:
CTC
xS
V
100
=
Os valores de V abaixo de 50 são considerados baixos. Aqueles entre 51 e 80 são
considerados médios e os acima de 80 são considerados altos. Um índice V alto significa que
existe uma grande quantidade de cátions saturando as cargas negativas dos colóides do solo
64
.
3.2.8 Fosfato
Para a análise do fosfato foi adicionada a amostra solução do extrator Mehlich-1 (HCl
0,05 mol.L
-1
e H
2
SO
4
0,0125 ml.L
-1
). Em seguida, misturado em agitador magnético Q 261.2,
permanecendo em repouso.
Após este período foi retirada uma alíquota do sobrenadante da solução e a ela
adicionado molibdato de amônio e ácido ascórbico.
A mistura foi homogeneizada e deixada em repouso para o desenvolvimento da cor azul.
Foi realizada a determinação espectrofotométrica, utilizando espectrofotômetro Perkin-Elmer 35
spectrophotometer, com leitura de absorbância em 660 nm
82,84
.
As soluções padrões de fosfato – 1 mg/L, 2 mg/L, 3 mg/L, 4 mg/L, 5 mg/L e 6 mg/L
de PO
4
3-
– foram preparadas a partir do sal di-hidrogenofosfato de potássio, dessecado
83,84
.
As análises foram realizadas no Laboratório 53 de Química Analítica do campus de
Uvaranas da Universidade Estadual de Ponta Grossa.
O extrator de Mehlich 1 é baseado no princípio da dissolução de minerais contendo P
e/ou deslocamento de P retido na superfície sólidas do solo para a solução, por ânions capazes de
competir com o P pelos sítios de retenção
85
.
Quando adicionado ao fosfato uma solução acidulada de molibdato, ocorre a formação
de um heteropoliânion:
HPO
4
2-
+ 12 MoO
4
2-
+ 23 H
+
↔
[PMo
12
O
40
]
3-
+ 12 H
2
O
↓
Cor azul intensa
O íon fosfomolibdato é utilizado em análise de fosfato porque produz uma espécie de
coloração azul intensa
44
.
O conteúdo de fósforo total no solo é variável, expresso em P
2
O
5
raramente excede
0,5%, variando geralmente entre 0,12 e 0,15%
64
.
3.2.9 Potássio
À amostra de solo foi adicionada uma solução de Mehlich-1. Misturando em agitador
magnético Q 261.2 e deixado em repouso
59,84
. Foi realizada a filtragem da amostra em papel filtro
quantitativo JP 40 para posterior análise.
A determinação do K foi feita por Emissão Atômica de Chama, utilizando aparelho
Micronal B 462. A curva de referência foi preparada de soluções padrões do sal cloreto de
potássio dessecado. Foram preparados concentrações de padrões de 0; 2,5; 5,0; 7,5 e 10mg/L
84
.
As análises foram realizadas em parceria com o Laboratório de Fertilidade de Solos, no
Setor de Ciências Agrárias, do campus de Uvaranas da Universidade Estadual de Ponta Grossa.
Nas análises, foi determinado o potássio por um extrator químico que retira, de modo
análogo aos extratores para fósforo, uma determinada quantidade de potássio. Muitos extratores
químicos podem ser utilizados para medir esta disponibilidade de potássio, entretanto o extrator
Mehlich-1 é o mais adotado
86
.
O teor de potássio no solo é geralmente expresso em termos de K
2
O, variando de acordo
com o material de origem, com as perdas que tenha sofrido e com adições efetuadas. Encontra-se
uma maior quantidade de potássio em solos argilosos do que nos arenosos, e em solos com altas
CTC
64
.
3.2.10 Análise textural
A análise textural diz respeito à distribuição das partículas do solo quanto ao seu
tamanho. Tradicionalmente, as partículas do solo são divididas em três frações de tamanho,
chamadas frações texturais: areia (maiores que 20
µ
m e menores que 2mm), silte (2
µ
m e menores
que 20
µ
m) e argila (menores que 2
µ
m)
75,87,90
.
Primeiramente, foi determinada a densidades das partículas de cada amostra pelo
método do picnômetro, posteriormente as frações de areia, argila e silte foram especificadas pelo
método da pipeta.
Densidades de Partículas:
Primeiramente, foi verificada a temperatura ambiente. O picnômetro foi aferido, e em
seguida pesada a amostra do solo, o volume do picnômetro foi completado com água destilada,
foi anotado o volume de água necessário. A densidade foi calculada pela equação abaixo
87
:
d (g/cm
3
) =
0()(
)(
mLGmL
g
VV
M
−
onde:
d (g/cm³) = densidade de partículas
M (g) = massa do solo
V (mL) = volume do picnômetro
V
G
(mL) = o volume de água gasto para completar a capacidade volumétrica do
picnômetro.
Método da pipeta:
A amostra de solo foi pesada em Erlenmeyer, adicionado NaOH 1mol/L, água destilada,
deixado em repouso. Após o repouso as amostras foram colocadas no aparelho de ultra-som
VCx750 para a quebra das partículas. Após esse procedimento as amostras foram peneiradas em
peneira de malha de 20
µ
m. As que permaneceram na peneira foram transferidas para uma placa
de Petri e levadas a estufa a 50°C até atingir peso constante, sendo a fração areia da amostra.
Transferiu-se o filtrado para uma proveta e o volume foi completado 1000 mL.
A amostra foi agitada de forma a dispersar suas partículas. Através da Lei de Stokes
87
foi
estipulado o tempo de espera para decantação das partículas na temperatura de trabalho. A
fórmula utilizada foi a seguinte:
)(
18
2
fs
ddgD
h
t
−
=
η
onde:
t = tempo de sedimentação
h (cm) = altura de líquido superficial que será retirado para completar
50 mL de líquido coletado,
η
(poise) = coeficiente de viscosidade (tabelado)
88
D (cm) = diâmetro médio das partículas, utilizou-se 2x10
-4
cm
g (cm/s³) = aceleração da gravidade local, 978 cm/s
2
d
s
(g/cm³) = densidade de partículas do solo
d
f
(g/cm³) = densidade do fluído (água, 1g/cm
3
)
Decorrido o tempo calculado pela Lei de Stokes foi coletado o fluido a 2,7 cm de altura,
a qual corresponde a fração argila, a mesma foi colocada em uma Placa de Petri e levada à estufa
a 45°C até atingir um peso constante
87
.
Assim foi determinada a fração areia por tamisação; a fração argila por coleta e a fração
de silte através da diferença das outras frações em relação a amostra original.
Após encontrado os valores referente as frações areia, argila e silte, foram utilizadas as
equações abaixo para encontrar os teores
87
.
)(1
)(2
arg
100
g
g
ila
M
xM
T =
)(1
)(3
100
g
g
areia
M
xM
T =
)(1
)(4
100
g
g
silte
M
xM
T =
onde:
T
argila
= teor de argila da amostra
M
2
(g) = massa de argila, obtida através da diferença da massa de argila pipetada e a
massa do dispersante (prepara-se uma solução com 1 litro de água
destilada e 10 mL de NaOH, coleta-se 10ml desta suspensão e seca-se
em estufa até peso constante)
M
1
(g) = massa inicial do solo
T
areia
= teor de areia da amostra
M
3
(g) = massa de areia
T
silte
= teor de silte da amostra
M
4
(g) = massa de silte obtida através da diferença da massa inicial com a soma das
massas de areia e argila.
As análises foram realizadas em parceria com o Laboratório de Física Aplicada a Solos e
Ciências Ambientais – FASCA, da Universidade Estadual de Ponta Grossa.
3.2.11 Espécies metálicas
Para determinar as espécies metálicas presentes no solo foram realizados experimentos
relacionados com metais biodisponíveis (ou fracamente adsorvidos) e com metais pseudo-totais
(ou fortemente adsorvidos).
A digestão do solo para metais biodisponíveis foi realizada através de ataque da amostra
com solução de HCl 0,1 mol/L
93
.
Para metais pseudo-totais as amostras foram submetidas ao ataque com uma mistura de
ácido fluorídrico e ácido perclórico (HF: HClO
4
) na proporção 5:1, conforme o método de
Tessier
91,92,94,95
.
O método de Tessier é o mais citado e utilizado na literatura entre os métodos de
extração. Foi criado para determinação de metais pesados em sedimentos, mas teve seu uso
estendido para solos contaminados
94
.
A disponibilidade de metais depende de uma série de fatores, tais como: pH, CTC,
temperatura, teor de MO e composição argilosa do solo
52
.
93
Chen, 1992 apud Teódulo, 2004.
Foram verificados os teores de Cu, Cr, Ni, Zn, Cd, Pb, Ag, Fe e Mn em ambos os
métodos.
Os teores das espécies metálicas presentes nas soluções resultantes foram analisados por
espectroscopia de absorção atômica utilizando o aparelho Varian Spectra AAS- 220.
As análises foram realizadas no Laboratório de Análises de Águas do campus
universitário CEDETEG (Centro de Desenvolvimento Educacional e Tecnológico de
Guarapuava), da Universidade Estadual do Centro-Oeste (UNICENTRO).
Os valores utilizados como referência na avaliação de metais no solo são descrito
segundo os orientados pela CETESB
60
.
TABELA 4. Valores orientadores para solo no estado de São Paulo de acordo com a CETESB
60
.
Concentração (mg/kg)
Referência de
CAS n°
Qualidade
Prevenção
Intervenção
Substância
Agrícola Residencial Industrial
Alumínio 7429-90-5 - - - - -
Antimônio 7440-36-0 <0,5 5 10 25
Arsênio 7440-38-2 3,5 15 35 55 150
Bário 7440-39-3 75 150 300 500 750
Boro 7440-42-8 - - - - -
Cádmio 7440-48-4 <0,5 1,3 3 8 20
Chumbo 7440-43-9 17 72 180 300 900
Cobalto 7439-92-1 13 25 35 65 90
Cobre 7440-50-8 35 60 200 400 600
Cromo 7440-47-3 40 75 150 300 400
Ferro 7439-89-6 - - - - -
Manganês 7439-96-5 - - - - -
Mercúrio 7439-97-6 0,05 0,5 12 36 70
Molibdênio 7439-98-7 <4 30 50 100 120
Níquel 7440-02-0 13 30 70 100 130
Prata 7440-22-4 0,25 2 25 50 100
Selênio 7782-49-2 0,25 5 - - -
Vanádio 7440-62-2 275 - - - -
Zinco 7440-66-6 60 300 450 1.000 2.000
Fonte: Adaptado de CETESB
3.3 ANÁLISES DO LIXIVIADO
As análises do lixiviado foram realizadas em triplicata logo após a coleta das mesmas.
Foram analisados pH, OC, OD, fosfato, potássio, nitrogênio total e metais.
3.3.1 pH
Realizada potenciometricamente diretamente na amostra utilizando pH-metro Quimis –
400A
83,
.
3.3.2 OC
Foi retirada uma alíquota da amostra de lixiviado em um erlenmeyer, em seguida
adicionado H
2
SO
4
1:3 e KMnO
4
0,002 5mol/L até cor rosa permanente. Posteriormente, foi
aquecido até a ebulição. Na seqüência foi adicionado Na
2
C
2
O
4
0,00625 mol/L a solução, a qual
ficou incolor. Finalmente foi titulada com solução de KMnO
4
0,0025 mol/L até adquirir a
primeira cor rósea permanente
70
.
3.3.3 OD
Foi adicionado ao frasco padrão de análise de OD uma alíquota da amostra de lixiviado
e o restante foi completado com água de diluição. Após foi adicionado KI, MnSO
4
e azida sódica,
NaN
3
. Foi aguardada a sedimentação.
Posteriormente, foi acrescentado H
2
SO
4
concentrado e agitado até a completa dissolução
do sedimento. Logo após houve a transferência de uma alíquota da solução para um erlenmeyer e
a titulação com solução de Na
2
S
2
O
3
0,021 mol/L, utilizando amido 1% como indicador
83
.
3.3.4 Fosfato
Para a determinação de fosfato foi realizado o procedimento já descrito anteriormente no
item 4.2.8
83,84
, porém sem a necessidade de ser realizada a extração com Mehlich- 1.
Essas análises foram realizadas no Laboratório 53 de Química Analítica do Campus de
Uvaranas da Universidade Estadual de Ponta Grossa.
3.3.5 Potássio
A determinação do potássio foi realizada conforme descrito anteriormente no item 4.2.9
por emissão atômica de chama, utilizando aparelho Micronal B 462
83,84
, porém sem ser realizado
a extração com Mehlich-1.
As análises foram realizadas em parceria com o Laboratório de Fertilidade de Solos, no
Setor de Ciências Agrárias, do Campus de Uvaranas da Universidade Estadual de Ponta Grossa.
3.3.6 Nitrogênio total
Para a determinação de nitrogênio total nas amostras de lixiviado também foi utilizado a
técnica de Kjeldahl.
48
Essas análises foram realizadas em parceria como o Laboratório de Tecnologia de
Fermentações da Universidade Estadual de Ponta Grossa.
3.3.7 Espécies metálicas
Para as amostras de lixiviado também foram determinados Cu, Cr, Ni, Zn, Cd, Pb, Ag,
Fe e Mn.
Os teores das espécies metálicas presentes foram verificados por espectroscopia de
absorção atômica utilizando o aparelho Varian Spectra AAS - 220
83
.
As análises foram realizadas no Laboratório de Análises de Águas do campus
universitário CEDETEG (Centro de Desenvolvimento Educacional e Tecnológico de
Guarapuava), da Universidade Estadual do Centro-Oeste (UNICENTRO).
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 ANÁLISES DO SOLO
Os resultados obtidos nas análises do solo são referentes a coletas realizadas a uma
profundidade de aproximadamente 30 cm. As análises foram realizadas em triplicata, porém
serão apresentadas apenas as médias obtidas.
4.1.1 Análises químicas e textural do solo.
Os resultados obtidos das análises realizadas no encontram-se na tabela 5.
TABELA -5 Determinação dos teores de nitrogênio total, carbono orgânico, C:N, M.O, pH, CTC,
saturação de bases, potássio, fósforo, argila, areia e silte dos pontos analisados do solo.
Amostras
Ponto Ponto Ponto Ponto
Análises
1 2 3 4
Nitrogênio Total (%) 0,08 0,09 0,11 0,04
Carbono Orgânico (%) 1,0 1,2 1,2 0,5
Relação C:N 12,2 13,4 11,6 13,3
Matéria Orgânica (%) 1,7 2,1 2,1 0,9
pH 5,4 5,5 6,3 5,8
CTC (cmol
c
/kg) 3,3 4,7 6,0 3,0
Saturação de Bases (%) 92,2 92,8 97,1 94,3
K
2
O (%) 0,03 0,11 0,15 0,05
P
2
O
5
(%) 0,0042 0,0015 0,0003 0,0002
Argila (%) 2,3 1,3 1,2 1,0
Areia (%) 57,3 62,7 59,9 81,1
Silte (%) 40,5 36,1 38,9 17,9
A análise de pH demonstrou valores entre 5,36 do ponto 1 e 6,24 do ponto 3, sendo que
os pontos 2 e 4 possuem valores próximos ao do ponto 1, sendo de 5,50 e 5,84 respectivamente,
não havendo uma grande variação de valores entre os pontos.
No solo existe uma resistência à variação nos valores de pH devido a sua capacidade de
tamponamento. Essa se dá, principalmente, devido à quantidade de material coloidal, orgânico e
inorgânico que o solo contém, portanto quanto maior for a CTC, maior será o seu poder tampão
64
.
Então, com o aumento dos valores de CTC e MO temos uma variação também no pH
como é o caso do ponto 3, o qual possui os maiores valores CTC, MO e pH. Processo semelhante
ocorre com os pontos 1 e 2. Para o ponto 4 a maior contribuição ao tamponamento se deve a
CTC, uma vez que dos pontos analisados, este é o que apresenta menor MO, e sua CTC é
próxima ao do ponto 1.
Percebe-se, portanto, que apesar das variações discretas dos valores obtidos em relação
ao pH dos pontos 1, 2 e 4; MO dos pontos 2 e 3 e CTC dos pontos 1 e 4 a correlação entre os
dados é verdadeira, estando o pH relacionado com os valores obtidos. Esses dados são
apresentados na figura 35.
FIGURA 35.Gráfico da relação entre pH, MO e CTC.
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
1 2 3 4
Pontos de Coleta
pH
MO (%)
CTC (cmolc/kg)
.
Os valores de pH dos pontos mostram uma tendência a serem mais ácidos com a
diminuição dos teores de MO e, principalmente, da CTC, portanto fenômenos que levem a
diminuição desses teores conseqüentemente ocasionaram um possível decréscimo do pH e,
valores ácidos tendem a influenciar na solubilização de compostos inorgânicos.
Valores de CTC acima de 5 cmol
c
/kg evidenciam uma alta capacidade de troca de
cátions do solo com o meio, ou seja, maior será o número de cátions que este solo pode reter
42
.
Assim, o único ponto que se mostrou capaz de trocar íons efetivamente com e meio e
conseqüentemente reter uma maior quantidade de cátions é o ponto 3.
A variação apresentada entre os pontos é representativa uma vez que o menor valor é de
3,0 (ponto 4) e o maior é de 6,0 (ponto 3). A CTC é diretamente afetada pelo teor de argila e MO
presentes no solo, uma vez que estas espécies apresentam em suas estruturas,
predominantemente, cargas negativas, as quais são responsáveis pela adsorção e,
consequentemente, pela imobilização e diminuição de contaminantes e outras espécies de cargas
positivas depositadas no solo
37
. A figura 36 demonstra a relação entre a CTC, MO e argila dos
pontos em estudo.
FIGURA. 36 – Gráfico da relação entre os valores de CTC, argila e MO.
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
1 2 3 4
Pontos de Coleta
CTC (cmolc/kg)
Argila (%)
MO(%)
Para os pontos 1 e 4 a diferença entre os valores de CTC é de 0,3%, esse é caracterizado
pelos menores teores de MO e argila encontrados no ponto 4 em relação a todos os demais
pontos. Já o ponto 1, apesar de apresentar o maior teor de argila entre os demais pontos, possui
menor MO que os pontos 2 e 3.
Os valores de argila dos pontos 2 e 3 apresentaram variação muito discreta, sendo de
1,3% (ponto 2) e 1,2% (ponto 3), o mesmo foi verificado para MO, com valor para ambos de
2,1%. Porém para silte a variação foi mais significativa sendo de 36,1% (ponto 2) e 38,9% (ponto
3), influenciando no valor total da CTC.
Apesar de ter uma influencia menor que a argila, a fração silte devido a seus tamanhos
de partícula também é de suma importância na adsorção de contaminantes
64
. Os dados de silte e
areia em relação à CTC são apresentados na figura 37.
FIGURA.37 - Gráfico da relação do teor de areia e silte em relação a CTC.
1
9
17
25
33
41
49
57
65
73
81
1 2 3 4
Pontos de Coleta
CTC (cmolc/kg)
Silte (%)
Areia
Solos com teores de argila inferiores a 15% são considerados de textura arenosa, solos
assim possuem baixa capacidade de retenção de água, ocasionando uma alta taxa de infiltração de
água no solo e elevadas perdas por lixivação
97
. Todas as amostras demonstram ser
predominantemente arenosas, porém a do ponto 4 apresenta o maior teor de areia (81,1%).
O ponto 3 apresenta a maior valor de MO (2,1%), em relação ao seu teor de argila
(1,2%), tendo portanto uma maior influência da MO em relação a argila para a CTC. O valor de
silte é de 38,9%, valor entre os maiores para silte, estando apenas abaixo do ponto 1. O conjunto
desses teores leva o ponto 3 a apresentar a maior CTC entre os pontos e portanto, maior
capacidade de retenção de cátions e trocas com o meio.
O ponto 1 apesar de apresentar um maior valor de argila (2,3%) e silte (40,5%),
apresenta um menor teor de MO (1,7%), assim a contribuição para a CTC do ponto um se dá por
maior influencia do teor argila e do silte.
Para o ponto 2 a maior influência está no teor de MO com 2,1%, uma vez que
apresentou teores de argila de 1,3%, a fração silte influencia no total do resultado, porém
menos do que a fração argila.
O ponto 4 apresenta os menores teores para ambos os parâmetros, sendo de 0,9% para
MO, 1,0% para argila e 17,9% para silte. Assim MO e argila tem praticamente a mesma
influência sobre a CTC desse ponto, sendo a mais baixa.
A quantidade de MO presente parece ter uma maior influência na CTC seguida do teor
de argila e silte, uma vez que houve pontos com maior MO e menor teor de argila que apresentam
uma maior CTC.
Como um todo esse resultado não é satisfatório em termo de estabilidade desse material
no solo do aterro. Análises de C e N mostram que a degradação do material no meio, incluso MO,
ocorre com facilidade em todos os pontos, pois apresenta razão menor que 20, como demonstrado
na figura 38.
FIGURA .38 - Gráfico da relação entre os teores de C, N, MO e C:N.
0
2
4
6
8
10
12
14
1 2 3 4
Pontos de Coleta
C (%)
N (%)
MO (%)
C/N
Os teores de nitrogênio e carbono orgânico estão correlacionados com o teor de MO em
cada amostra, ou seja, o ponto 4 apresentou os menores teores de N e C e o ponto 3 os maiores
valores, sendo os dos pontos 1 e 2 intermediários.
Para o C, os pontos 2 e 3 apresentaram o mesmo teor (1,2%), sendo esse valor 0,7%
maior do que o encontrado no ponto 4. O ponto 1 apresentou um teor 0,35% maior que o
ponto 4 e 0,2% menor que os pontos 2 e 3.
A variação para os valores de nitrogênio foi 0,07% maior no ponto 3 em relação ao
ponto 4. Já para os pontos 1 e 2 a variação não foi muito expressiva, sendo 0,01% maior para o
ponto 2. A variação média foi de 0,025% maior para o ponto 3 em relação aos pontos 1 e 2. Na
comparação com o ponto 4 a variação foi 0,045% maior para o ponto 3. A variação como um
todo entre os resultados foi pequena devido aos valores baixos obtidos nas análises.
Os teores de nitrogênio variam de acordo com os valores de MO devido à parte do
mesmo ser decorrente da sua degradação. Teores entre 0,02 a 0,4% de nitrogênio são comumente
encontrados na camada arável do solo
64
.
Assim, os valores encontrados para o N estão entre os esperados e necessários aos
microorganismos para o bom desempenho da degradação em relação ao C.
Isto fica claro ao verificar a relação C:N. Quanto menor o valor da razão entre C:N mais
fácil é a degradação de material, pois terá uma quantidade de nutrientes em concentração
satisfatória para a manutenção dos microrganismos responsáveis pela decomposição.
Todos os pontos apresentam uma C:N representativa de fácil decomposição do material
orgânico presente, sendo mais efetiva para o ponto 3, o qual apresenta a maior concentração de C
e N e conseqüentemente a menor razão entre eles, e menor para o ponto 2 devido a uma maior
concentração de C em relação ao N encontrada.
Portanto, a relação C:N é mais expressiva para o ponto 3 o qual apresenta o menor
valor entre os pontos, sendo 1,8 menor que o ponto 2 (maior valor encontrado). A variação
entre o ponto 2 e 4 é muito pequena, sendo de 0,1 maior para o ponto 2, porém esse fato é
decorrente da quantidade de N e C presentes em cada amostra. O ponto 1 apresentou um
aumento de 0,6 em relação ao ponto 3.
Os pontos 2 e 3 possuem influência maior da MO, em relação a argila, no valor de CTC.
Possuindo o solo fatores que demonstram a fácil decomposição de material orgânico presente, os
pontos citados podem vir a sofrer uma diminuição na quantidade de MO no decorrer do tempo, e
por conseqüência um decréscimo no valor total de CTC, além da possível redistribuição do
material adsorvido para o meio.
Para o ponto 4 a quantidade de argila e MO estão muitos próximas, assim com a possível
degradação da MO os valores desta poderão diminuir e os de argila tendem a permanecer
constantes, havendo um decréscimo significativo no valor total da CTC, porém menor do que nos
pontos 2 e 3.
No ponto 1 a contribuição maior está no teor de argila, sendo portanto esse o ponto de
menor impacto na CTC e maior estabilidade do material adsorvido, se acaso sofrer alterações no
teor de MO.
Outro fator importante com relação à capacidade de retenção de contaminantes é a
porcentagem de saturação de bases. Todas as amostras analisadas apresentam-se com valores
acima de 80%, o que é considerado alto segundo a literatura de referência
64
.
Os resultados elevados da porcentagem de saturação de bases evidenciam a presença de
uma grande quantidade de cátions, incluso os metais, saturando as cargas negativas do solo, isto
implica na baixa capacidade desses solos em reter contaminantes que futuramente possam ser
lançados ao meio por mecanismos de decomposição dos resíduos, o qual continua ativo, ou por
transferência entre o lixiviado e o solo.
Os teores de fosfato e potássio foram analisados em relação à porcentagem de P
2
O
5
e
K
2
O respectivamente. Os valores de fosfato geralmente variam entre 0,12% e 0,15%
64
, estando os
valores encontrados muito abaixo dessa faixa, como apresentado na tabela – 5, página 101.
O teor de potássio no solo varia de acordo com o material de formação, adições
efetuadas e perdas sofridas
64
, os teores de potássio das amostras demonstrarem uma variação de
0,12% maior para o ponto 3 em relação ao ponto 1. Os valores dos pontos 1 e 4 revelaram uma
variação menor, sendo de 0,02% maior para o ponto 4. Os pontos 1 e 4 possuem uma variação
média de 0,11% menor em relação ao ponto 3, já em relação ao ponto 2 a variação dos pontos 1 e
4 é em média 0,07% menor. Os valores do teor de fósforo das amostras revelaram-se baixos,
com variação de 0,004% maior para o ponto 1 em relação ao ponto 4.
Os resultados obtidos de potássio e fósforo são relativamente baixo, podendo esses estar:
infiltrando no meio solubilizados no lixiviado, fortemente adsorvidos no solo ou formando
complexo estáveis. A provável adsorção dessas espécies no solo pode estar contribuindo para a
alta porcentagem de saturação do mesmo.
Em suma: Os valores de CTC estão diretamente relacionados com o teor de argila e MO
estando esta última promovendo uma maior influência no resultado final. Os pontos analisados,
com exceção do ponto 3, apresentam baixa capacidade de troca e retenção de cátions com o meio.
A relação C:N mostra um meio propício a degradação dos resíduos, o que leva a uma
possível decomposição do material orgânico presente no solo com o decorrer do tempo, o que
poderá ocasionar uma diminuição da sua capacidade de retenção além da liberação do material a
ela agregado.
O pH sofre influência da CTC e MO do solo, o decréscimo desses parâmetros levaria a
sua diminuição, uma vez que as análises revelaram que quanto menor a CTC, menor o pH
encontrado. A diminuição nos valores de pH propicia uma maior tendência a liberação de
material inorgânico no meio.
Os solos dos pontos analisados estão com os colóides saturados, dificultando a retenção
de futuros contaminantes que podem ser vir a ser adicionados devidos as prováveis mudanças
anteriormente mencionadas.
As amostras analisadas demonstraram, na maioria das análises, uma variação
discreta dos teores obtidos entre os pontos, porém a interpretação dos dados pode ser
realizada devido à combinação entre as análises efetuadas, uma vez que as mesmas possuem
vinculação nos resultados.
4.1.2 Determinação de espécies metálicas no solo
Para a análise de metais foram realizados experimentos para verificação da concentração
dos metais biodisponíveis no solo e da concentração dos metais pseudo-totais, nas amostras dos
quatro pontos de coleta. Os valores obtidos nas análises foram comparados com os valores
estabelecidos pela CETESB
62
. Os resultados encontram-se nas tabelas 6 e 7 respectivamente:
TABELA 6 - Valores dos metais biodisponíveis encontrados nas amostras de solo.
Amostras
Concentração Ponto Ponto Ponto Ponto
(mg/kg) 1 2 3 4
Fe
717,0 1234,5 986,5 195,0
Cr 19,0 28,0 51,5* 13,0
Mn 27,0 45,5 32,5 22,5
Pb 95,0*
+
90,0*
+
150,0*
+
110,0*
+
Zn 11,0 9,0 10,5 15,0
Cu 10,0 14,5 11,5 6,0
Cd < 0,5* < 0,5* < 0,5* < 0,5*
Ni < 0,5 < 0,5 < 0,5 < 0,5
Ag < 0,5* < 0,5* < 0,5* < 0,5*
* valores acima do valor de referência de qualidade estabelecido pela CETESB.
+ valores acima do valor de prevenção estabelecido pela CETESB.
O fato das espécies metálicas não serem degradáveis, portanto, acumulativas em
organismos e ambientes naturais, leva a uma preocupação especial com o teor desses encontrados
no meio.
TABELA 7 - Valores dos metais pseudo-totais encontrados nas amostras de solo.
Amostras
Concentração
Ponto Ponto Ponto Ponto
(mg/kg)
1 2 3 4
Fe 33.750,0 28.100,0 35.750,0 35.300,0
Cr 25,0 15,5 25,5 18,0
Mn 80,5 82,0 101,5 128,5
Pb 22,5* 19,0* 29,5* 19,5*
Zn 36,0 33,0 29,5 21,5
Cu 63,0*
+
57,0*
+
61,0*
+
40,5*
+
Cd < 0,5* < 0,5* < 0,5* < 0,5*
Ni 3,0 < 0,5 < 0,5 < 0,5
Ag 3,0*
+
4,0*
+
3,0*
+
4,0*
+
* valores acima do valor de referência de qualidade estabelecido pela CETESB.
+ valores acima do valor de prevenção estabelecido pela CETESB.
Segundo a CETESB
62
: “O valor de referência de qualidade estabelecido para solos é a
concentração de determinada substância no solo que define um solo como limpo, deve ser
utilizado como referência nas ações de prevenção da poluição do solo e das águas subterrâneas e
de controle de áreas contaminadas. Já o valor de prevenção é a concentração de determinada
substância, acima da qual podem ocorrer alterações prejudiciais à qualidade do solo. Para os
valores de intervenção temos a concentração de determinada substância no solo acima da qual
existem riscos potenciais, diretos ou indiretos, à saúde humana
”
.
Para o Fe biodisponível do solo obteve-se valores entre 195,0 mg/kg do ponto 4 e
1.234,0 mg/kg do ponto 2 e para os pseudo-totais o máximo encontrado foi de 33.750,0 mg/kg
no ponto 3, sendo que os pontos 1 e 4 obtiveram valores próximos a esse, e o valor mínimo
encontrado foi de 28.100,0 mg/kg do ponto 2.
Para o Mn biodisponível o valor mínimo foi de 22,5 mg/kg para o ponto 4 e máximo de
45,5 mg/kg para o ponto 2, já para os metais pseudo-totais a mínima foi de 80,5 mg/kg do ponto
1 e máxima de 125,5 mg/kg do ponto 4.
Apesar dos valores de Fe e Mn estarem aparentemente elevados, principalmente no que
diz respeito ao Fe pseudo-total, não podemos relacionar esses resultados a uma contaminação ou
poluição da área, uma vez que não há valores referências.
As quantidades elevadas de Fe e Mn encontradas nas amostras pode também ser de
ocorrência natural devido às características do solo da região, porém apenas análises mais
detalhadas sobre a composição do solo dos pontos analisados podem garantir essa característica.
O Fe e o Mn são os metais que normalmente aparecem em maior quantidade nos solos.
Suas concentrações, em geral, são muitas vezes maiores que a dos demais elementos,
especialmente do Fe
54
.
A amostra do ponto 3 para metal biodisponível apresentou valor acima do referencial
para Cr, o qual é de 40 mg/kg, as amostras dos demais pontos, tanto biodisponíveis quanto
pseudo-total, estão abaixo desse valor para esse metal.
Os valores encontrados em todos os quatro pontos para Pb nas amostras de metais
pseudo-totais estão acima do de referência de qualidade que é de 17 mg/kg, já para os metais
biodisponíveis todos os pontos, além de estarem acima do valor de referência, estão também
acima do valor de prevenção, 72 mg/kg, estando a mostra do ponto 3 com valor acima do dobro
do valor estabelecido como de prevenção.
O Zn apresentou os valores para todos os pontos de amostragem abaixo do valor de
referência, que é de 60 mg/kg.
As amostras de Cu para pseudo-total apresentaram valores acima do de referência, que é
de 35 mg/kg. Os pontos 1 e 3 encontram-se acima do de prevenção, que é de 60 mg/kg.
As amostras biodisponíveis e pseudo-totais para Cd apresentaram valores abaixo de 0,5
mg/kg para os quatro pontos de amostragem, o que os iguala ao valor de referência de qualidade
que é menor que 0,5 mg/kg.
Para o Ni tanto os valores biodisponíveis quanto os pseudo-totais estão abaixo do valor
de referência de qualidade.
Os valores encontrados para Ag biodisponível foram iguais para todos os pontos, sendo
este valor menor que 0,5 mg/kg. O valor de referência de qualidade é de 0,25 mg/kg, assim, as
amostras biodisponíveis dos 4 pontos estão provavelmente acima do valor de referência, pois não
é possível estabelecer o quanto menor que 0,5 mg/kg é a concentração na amostra. Os valores
pseudo-totais das amostras dos quatro pontos estão acima do de referência de qualidade e
também acima do valor de prevenção que para Ag é de 2,0 mg/kg.
Portanto, temos que a concentração de metais biodisponíveis para o Cr do ponto 3, Pb,
Cd e Ag de todas as amostras encontram-se acima dos valores estabelecidos como de referência
de qualidade, sendo os valores de Pb de todas as amostras acima também dos valores de
prevenção.
Para pseudo-totais temos que os valores de Pb, Cu, Cd e Ag de todas as amostras estão
acima dos valores de referência de qualidade e o Cu das amostras dos pontos 1 e 3 assim como os
valores de Ag para todos os pontos obtiveram valores acima do valor de prevenção.
A quantidade de metais retidos pelo solo está diretamente relacionada com o teor de
CTC e consequentemente aos de MO e argila do mesmo, devido às características já discutidas. A
relação CTC e metais biodisponíveis é mostrada na figura 39.
FIGURA.39 - Gráfico da relação entre a CTC e a soma dos metais biodisponíveis.
0 1 2 3 4 5
0
2
4
6
160
180
200
220
240
260
0
2
4
6
160
180
200
220
240
260
CTC (cmol
c
/Kg)
metais biodisponíveis (mg/Kg)
pontos de coleta
metais biodisponíveis
CTC
Segundo estudos realizados
54,98
, solos com maior teor de argila e menor teor de areia
tende a apresentar maior quantidade de metais.
Porém, percebe-se que a quantidade de metais biodisponíveis está correlacionada com a
CTC, sendo, portanto a MO um fator influente nas concentrações de metais em cada amostra.
Na figura 40 estão representados os metais pseudo-totais em relação a CTC.
FIGURA.40 - Gráfico da relação entre a CTC e a soma dos metais pseudo-totais.
1 2 3 4 5
0
2
4
6
200
220
240
260
0
2
4
6
200
220
240
260
CTC (cmol
c
/Kg)
metais pseudo-totais (mg/Kg)
pontos de coleta
CTC
metais pseudo-totais
Para os metais pseudo-totais a relação com os valores de CTC também é válida, porém,
no ponto 2 houve uma variação. Isto pode ser devido ao fato do ponto 2 apresentar uma maior
quantidade de areia e menor quantidade de silte do que os pontos 1 e 3.
Outro fator interferente é o da difícil homogeneização de amostras sólidas, o que pode
também ter interferido nos resultados discrepantes entre os metais biodisponíveis e pseudo-totais
em algumas amostras.
A presença de espécies metálicas em concentrações elevadas no solo causam toxidez
para plantas e organismos presentes, reduzem a fertilidade e o desenvolvimento das plantas
38,40
,
em altas concentrações nos organismos vivos podem ser tóxicos, podendo causar inúmeras
doenças e até mesmo a morte
38,40,49
.
A adsorção de espécies metálicas no solo não é permanente, existe o risco de serem
transportados devido a movimentação de materiais que os retém, ou serem recolocados no meio
devido a mudanças nas condições químicas e físicas ou nas condições ambientais
40,42
.
A decomposição da MO presente no solo poderá diminuir a capacidade de retenção do
mesmo e acabar por, gradativamente, recolocar esse material no meio.
Grande quantidade de metais está retida nos sítios de oxigênio da MO, sendo, portanto
influenciados por ela.
O ponto 1 por apresentar o maior teor de argila influenciando a CTC seria o ponto de
menor riscos com perdas devidos a degradação. O ponto 3 poderia causar maiores danos por
apresentar um teor maior de MO e por, aparentemente, sua CTC decorrer desses fato.
As amostras dos 4 pontos em estudo demonstraram variações discretas com relação a
CTC, MO e argila, como comentado anteriormente.
O solo também está na sua capacidade máxima de retenção em todos os pontos, muito
provavelmente devido aos metais presentes estarem saturando as cargas negativas dos colóides
do solo.
A adição de novos teores de contaminantes levaria a infiltração a camadas mais internas
a procura de solos capazes de retenção.
4.2 ANÁLISES DO LIXIVIADO
Os resultados obtidos nas análises do lixiviado, apesar de coletado em poços de
monitoramento e não diretamente da célula de armazenamento dos resíduos sólidos, reflete as
características no líquido no interior do aterro, ou seja, do material que está infiltrando no solo.
As análises foram realizadas em triplicata, porém serão apresentadas apenas as médias obtidas.
4.2.1 Determinação de pH, fosfato, potássio, OC, OD, nitrogênio total
Os resultados obtidos nas análises do líquido lixiviado nos quatro pontos de coleta
encontram-se na tabela 8 abaixo:
TABELA 8. Valores encontrados nas análises de pH, OC, OD, fosfato, potássio nitrogênio total das amostras de
lixiviado.
Amostra
Ponto Ponto Ponto Ponto
Análise
1 2 3 4
pH 8,2 8,3 8,1 8,3
OC (mg/L) 746,4 880,0 960,0 800,0
OD (mg/L) 0,028 0,028 0,027 0,028
Fosfato (mg/L) 28,8 26,4 22,2 26,4
Potássio (mg/L) 2.180,0 1.960,0 1.960,0 2.380,0
Nitrogênio Total (mg/L) 1,6 1,6 1,6 1,6
Valores de pH em locais de disposição de resíduos sólidos entre 7 e 8 identificam
uma avançada fase de decomposição.
O esperado para os resíduos dispostos no local, devido à idade do aterro estudado
levando e consideração desde a época em que era lixão, é que estejam com sua degradação em
estado avançado.
O pH das quatro amostras em estudo demonstra valores para uma degradação em fase
avançada (metanogênese). Contudo é necessário avaliar que não é possível identificar apenas
uma fase na degradação dos resíduos, uma vez que essas fases não são totalmente delimitadas
devido ao aterramento constante, levando a uma variação do estágio de decomposição entre as
camadas, ocorrendo fases simultâneas no interior do aterro
30
. Pensar em apenas uma fase de
degradação seria esquecer os complexos processos que ocorrem simultaneamente durante a
decomposição.
Assim a relação do pH obtido nas análises do lixiviado está na decomposição do líquido
que percola pelo aterro, ou seja, degradação do próprio lixiviado. Este ao entrar em fase de
decomposição metanogênica tem suas características alteradas, como o consumo de ácidos
voláteis anteriormente formados, o que ocasiona o aumento do valor de pH.
Para que a decomposição do líquido seja satisfatória é essencial a presença de nutrientes
em condições adequadas para o crescimento microbiano, são eles também que forneceram
energia para suas atividades enzimáticas.
O fosfato, o potássio e o nitrogênio são de grande importância nutricional para
manutenção de plantas e microrganismos.
Os valores de fosfato variaram entre 22,2 mg/L (ponto 3) e 28,8 mg/L (ponto 1), sendo
os quatro pontos analisados considerados de teores elevados. Os valores de potássio são altos
para todos os pontos, sendo o maior valor encontrado no ponto 4. A quantidade de nitrogênio
mostrou-se a mesma para os quatro pontos estudados.
Apesar de esses nutrientes serem importantes para o metabolismo de microrganismos,
em excesso nas águas naturais podem ser prejudiciais.
Os teores de potássio encontrados estão muito acima da média mundial em águas
naturais, que é de aproximadamente 2 mg/L
26
e da concentração em águas naturais, que
dificilmente passa de 10 mg/L
67
.
O fósforo é considerado como o fator limitante para a eutrofização, vez que possui
concentrações muito baixas em águas naturais. O nitrogênio pode ser obtido por algumas
espécies através do ar, se acaso esse estiver em concentrações baixas na água
45,65
.
Segundo Von Sperling
65
corpos de água com teor de fósforo total acima de 0,005mg/L
são considerados eutrófico. Já para Takaro Tundisi
45
os valores encontrados em lagos, segundo
várias análises de eutrofização realizadas em diferentes países, demonstram que valores de
fósforo acima de 0,084 mg/L são considerados eutróficos.
Para ambos os casos o teor de fósforo encontrado estaria bem acima do contribuinte para
eutrofização.
Segundo ainda o mesmo autor, valores de nitrogênio de 0,753 mg/L identificam lagos
mesotróficos e acima de 1,8 é de característica eutrófica. Assim, o teor de nitrogênio está
próximo ao de concentração eutrófica, porém mesmo estando em concentração menores, o
mesmo pode ser adquirido pelos organismos através de outros meios.
Portanto, apesar do lixiviado sofrer uma diluição quando em contato com a água o
acréscimo desses nutrientes em concentrações elevadas pode contribuir para a supernutrição e
consequentemente para a eutrofização de corpos de água.
Outro fator importante na decomposição do lixiviado está relacionado com a quantidade
de material orgânico que pode ser degradado.
Esse material em processo de degradação vem a formar o CH
4
. A formação desse gás é
benéfica, pois, retira MO da fase líquida, uma vez que, o
metano apresenta baixa solubilidade na
água
65
.
A quantidade de MO encontrada no lixiviado é elevada, apesar de esperada para esse
tipo de líquido. Todavia, os valores elevados de material orgânico na água exigem uma grande
quantidade de O
2
para sua redução.
Esse alto consumo de O
2
gera o decréscimo de OD no lixiviado, o qual é utilizado para a
oxidação da MO presente. Essas quantidades são muito baixas, estando, portanto sob ação de
bactérias anaeróbias.
A dispersão do lixiviado para corpos de água, tendo uma concentração de MO tão
elevada, pode causar danos à vida aquática aeróbica, pois levaria a diminuição das concentrações
de O
2
do meio; e concentrações menores que 5 mg/L de O
2
já causam danos, comprometendo a
existência de peixes
26
.
As quantidades de nutrientes e MO presente no líquido demonstram que as células do
aterro apresentem ótimas condições de degradação do material ali depositado. Porém, grande
parte desse material está lixiviando pelo local, sendo transferido para outras áreas.
Esses materiais solubilizados passarão pelas lagoas de tratamento do lixiviado antes de
serem lançados no meio ambiente, podendo tanto diminuir a concentração do material poluidor
através da diluição, sedimentação e adsorção do solo da área das lagoas, quanto, aumentar devido
a soma com o material já existente. Porém, apenas estudando o material presente nas lagoas
poderão ser identificadas as reais conseqüências.
Todavia, a grande preocupação desse trabalho está no risco do contato do lixiviado com
cursos de água presente na área do aterro, o que poderia alterar as características da água e assim,
interferir em seu uso.
A preocupação aumenta porque o lixiviado das lagoas é liberado num arroio, em que
pessoas e animais têm acesso, e a seguir deságua no o rio Cará-cará que é afluente do rio Tibagi,
interferindo na sua qualidade, pois ao entrar em contato com corpos de água o lixiviado apenas
sofrerá uma diluição, não diminuindo a quantidade total de poluente no sistema de água
47
.
4.2.2 Determinação de espécies metálicas no lixiviado
Foram verificadas as concentrações das espécies metálicas presentes nas amostras dos
quatro pontos. Os valores encontrados nas amostras do lixiviado estão na tabela a seguir:
TABELA 9.- Valores obtidos para metais nas amostras do lixiviado (Concentrações em mg/L).
Parâmetro Ponto Ponto Ponto Ponto
Inorgânico 1 2 3 4
Cádmio 0,02 < 0,01 < 0,01 < 0,01
Chumbo 0,16 0,13 0,16 0,16
Cobre 0,03 0,03 0,03 0,03
Cromo 1,05 0,96 1,08 1,04
Ferro 13,24 12,41 12,38 13,97
Manganês 0,30 0,29 0,29 0,29
Níquel 0,01 0,01 0,01 < 0,01
Prata 0,01 < 0,01 < 0,01 < 0,01
Zinco 0,28 0,27 0,27 0,28
As quantidades de cádmio dos pontos 2, 3 e 4, a de níquel do ponto 4 e as de prata dos
pontos 2,3 e 4 mostraram valores inferiores a 0,01 mg/L durante a análise, não podendo ser
discutidos .
O pH básico do líquido (8,1 a 8,3) reduz a solubilidade de compostos inorgânicos,
contribuindo para a formação de hidróxidos e sulfetos metálicos, o que os torna menos
perigosos
27
.
Porém, considerando o contato desse líquido com corpos de água de característica de
recreação de contato primário ou até mesmo consumo humano e irrigação, algumas
concentrações de metais pesados estariam além do recomendado. Uma referência comparativa
seria o CONAMA 357
99
para águas classe 2. Assim teríamos a seguinte situação:
Para o Cd, a amostra do ponto 1 demonstrou valor de 0,02 mg/L, o que estaria acima do
padrão de referência que é de 0,001 mg/L.
O Pb presente na amostra do ponto 2 apresentou um valor de 0,13 mg/L , já os pontos 1,
3 e 4 apresentaram valor de 0,16 mg/L, assim, mesmo havendo uma pequena diferença no ponto
1, todas as amostras estão acima do padrão, que é de 0,01 mg/L de Pb.
O Cu também apresenta valores em todas as amostras acima do padrão, que é de 0,009
mg/L.
O Cr variou entre 0,96mg/L e 1,08mg/L, apesar dessa variação ocorrida todos os quatro
pontos da amostragem estão fora da referência que é de 0,05 mg/L de Cr.
A concentração de Fe demonstrou uma pequena variação entre as amostras, sendo que o
mínimo verificado foi de 12,38 mg/L no ponto 3 e máximo de 13,97 mg/L no ponto 4. As quatro
amostras demonstraram valor acima da referência, que seria de 0,3 mg/L.
A amostra do ponto 1 demonstrou valor de 0,30 mg/L para o Mn, já os pontos 2, 3 e 4
obtiveram valor de 0,29 mg/L. Apesar da variação as quatro amostras apresentaram valor acima
da referência, que é de 0,1 mg/L.
O Ni demonstrou a mesma concentração de 0,01 mg/L para os pontos 1, 2 e 3, porém, o
ponto 4 apresentou valor abaixo de 0,01 mg/L. Os quatro pontos apresentam valor abaixo do
padrão de referência, a qual é de 0,025 mg/L para Ni.
A amostra do ponto 1 demonstrou valor de 0,01 mg/L para a Ag, sendo igual ao de
referência, já os pontos 2, 3 e 4 apresentaram valor menor que 0,01 mg/L.
As amostras dos pontos 2 e 3 apresentaram valor de 0,27 mg/L de Zn, sendo que as
amostras dos pontos 1 e 4 apresentaram valor de 0,28 mg/L. As amostras dos quatro pontos estão
acima do estabelecido, que é de 0,18 mg/L.
A amostra do ponto 1 apresentou valor acima da referência comparativa para Cd, sendo
que os valores de Pb, Cu, Cr, Fe, Mn e Zn de todos os pontos das amostras de lixiviado estariam
acima. Verifica-se uma maior atenção para Pb, Cu, Fe e principalmente Cr, que demonstram
valores muito acima dos adotados para referência.
Segundo ainda a mesma referência (CONAMA 357)
99
, porém, analisando o Art.34,
referente aos valores permitidos de lançamento de efluentes em corpos de água, teríamos um
parâmetro diferente, uma vez que os valores máximos permitidos para lançamento de efluentes
em corpos de água são maiores. Assim, entre todas as espécies metálicas analisadas apenas o Cr
apresentaria valor acima da referência.
A análise dos teores em relação a efluentes se faz necessária, porém como o maior
problema seria o efeito acumulativo de tais substâncias em corpos de água próximos, a relação
com águas com características próximas aos locais de risco é importante no fator de comparativo,
a fim
de avaliar o teor do acréscimo de tais substâncias que pode estar ocorrendo no local.
O maior problema relacionado com as espécies metálicas é que elas não são
degradáveis, permanecendo nos sedimentos de rios e lagos durante longos períodos, podendo ser
transportados contaminando outros locais ou serem recolocados no meio devido a alterações nas
condições ambientais
41,42
.
A presença de metais em altas concentrações em ambientes aquáticos causa a morte de
peixes e seres fotossintetizantes
38
. Em contato com o organismo humano leva ao
desenvolvimento de inúmeras doenças, alterações no organismo, dificuldade de desenvolvimento,
efeito tóxico, podendo causar até mesmo a morte
49
.
5 CONCLUSÕES
O solo dos pontos analisados a uma profundidade de aproximadamente 30 cm
demonstram uma tendência a lixiviação de materiais a ele depositados devido a aparente
saturação de seus colóides.
As condições de nutrientes do solo demonstram uma facilidade na decomposição do
material orgânico nele depositado, este fato influencia na CTC dos pontos devido a possível
decomposição da MO presente no decorrer do tempo.
A CTC dos pontos revela uma baixa capacidade de adsorção de cátions, confirmando a
saturação do solo. O decréscimo da MO levaria a um agravamento dessa situação, diminuindo a
CTC dependente do material orgânico e liberando para o meio contaminantes a ela aderidos.
O pH ácido do solo também contribui para a solubilização de compostos inorgânicos.
Em relação aos metais temos que a concentração de Cr do ponto 3, Pb, Cd e Ag de todas
as amostras foram encontradas acima dos valores estabelecidos como de referência de qualidade,
sendo os valores de Pb de todas as amostras acima também dos valores de prevenção da
CETESB.
Para metais pseudo-totais temos que os valores de Pb, Cu, Cd e Ag de todas as amostras
estão acima dos valores de referência de qualidade e o Cu das amostras dos pontos 1 e 3 assim
como os valores de Pb e Ag de todos os pontos obtiveram valores acima do valor de prevenção
da CETESB.
A elevada concentração de metais presentes no solo pede estar influenciando na
saturação de seus colóides.
A infiltração de novos contaminantes somada as possíveis adições devido a mudanças
nas condições do meio leva a uma preocupação com as condições do lixiviado.
As concentrações de nutrientes como potássio, fósforo e nitrogênio presente no lixiviado
demonstram teores elevados, sendo preocupante principalmente em relação ao fósforo, o qual não
é encontrado em concentrações significativas naturalmente na água. O excesso desses nutrientes
em contato com corpos pode levar a eutrofização do meio.
O material orgânico do lixiviado também apresenta valores bastante elevados, o que
contribui para a diminuição do oxigênio dissolvido do meio. Essas condições em contato com
água podem alterar as características do sistema interferindo na concentração de oxigênio
dissolvido do mesmo e na sua vida aeróbia.
Essas condições somadas a novos contaminantes só tende a aumentar a periculosidade
de contaminação pelo líquido percolado.
Comparando os valores encontrados para o lixiviado com águas de classe 2 (segundo
CONAMA 357), foi verificado que o Cd no ponto 1, bem como, os valores de Pb, Cu, Cr, Fe,
Mn e Zn de todos os pontos possuiriam concentrações acima da referência. Já para a mesma
resolução, porém segundo os padrões de lançamento de efluentes, somente o cromo estaria acima
da concentração máxima permissível.
Em geral, o lixiviado possui características preocupantes, porém ele ainda passará pelas
lagoas de tratamento de lixiviado do aterro, o que pode interferir em suas características antes de
ser lançado em corpos de águas.
A maior preocupação está da infiltração do lixiviado pelas camadas do solo até lençóis
de água subterrânea. As condições do solo estudado apontam essa possível tendência, porém, será
interessante a comparação desses dados com camadas mais internas a fim de verificar alterações
em suas características.
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Estudos detalhados sobre as condições das lagoas, seus sedimentos e do líquido lançado,
assim como das condições dos córregos que recebem esse líquido são necessários para uma
melhor avaliação dos impactos ambientais.
Trabalhos sobre as concentrações naturais de Fe e Mn no solo da área também se fazem
necessários.
O monitoramento dos córregos e bacias de água próximos é de suma importância para
uma avaliação das condições ambientais e de possíveis alterações nas características dos cursos
de água.
REFERÊNCIAS
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html>. Acesso em: 10 set. 2007.
98 BOAVENTURA, G. R. et al. Geoquímica de solos e argila no aterro sanitário (lixão) do
distrito federal, Brasília. 1995. Disponível em: <
ftp://ftp.unb.br/pub/download/ig/ProdCient/Resumos/BoaventuraEtAl_1995.PDF> . Acesso em:
24 out. 2007.
99 BRASIL. Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA.
Resolução n° 357 de 17 de
março de 2005. Dispõe sobre a classificação dos corpos de água e diretrizes ambientais para o
seu enquadramento, bem como estabelece as condições e padrões de lançamento de efluentes, e
dá outras providências. Disponível em www.mma.gov.br/port/conama/res/res05/res35705.pdf
.
Acesso em: 22 jun. 2006.
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