Técnicas de Fitorremediação e Térmicas

Prévia do material em texto

Template de entrega FASE 2
ASSUNTO:
DATA DA AVALIAÇÃO: _____/______/____
QUANTITATIVO DE TRABALHADORES AVALIADOS (sugerir)
DIAGNÓSTICO (qual(is) composto(s) pode ter causado esse problema)
CAUSAS (porque esses trabalhadores apresentaram este sintoma)
FONTES (provável origem destes compostos)
PROVÁVEIS SOLUÇÕES.
As técnicas de fitorremediação baseiam-se na utilização de plantas para remover, transferir, estabilizar e destruir contaminantes no solo e nos sedimentos. As plantas auxiliam na remoção de metais, pesticidas e até óleos do ambiente ou do local degradado. Uma vez que as plantas removem estes contaminantes do ambiente, elas ajudam para que os mesmos não sejam transportados pelo vento e chuva, não permitindo a dispersão do poluente para outras áreas. Existem várias técnicas de fitorremediação que podem ser utilizadas para descontaminar solos, das quais se destacam: fitoacumulação (ou fitoextração), fitoestabilização, fitodegradação, e fitoestimulação (ou rizodegradação) (FRTR, 2013) (Meers & Tack, 2010). A técnica de fitoextração funciona através da absorção dos contaminantes pelas raízes e a translocação/acumulação destes nas folhas das plantas. Esta técnica pode ser utilizada para metais como Cd, Ni, Cu, Zn e Pb, podendo também ser utilizado para o Se e para compostos orgânicos. Algumas espécies de plantas que podem ser utilizadas nesta técnica são: Alyssum bertolonii, Aeolanthus biformifolius e Thlaspi caerulescens (Meers & Tack, 2010). A técnica de fitoestabilização baseia-se na produção de compostos químicos pela planta para imobilizar os contaminantes na interface de raízes e solo. Os contaminantes orgânicos e inorgânicos são incorporados na lenhina da parede vegetal da planta ou no húmus do solo (Meers & Tack, 2010). A técnica de fitodegradação baseia-se na degradação ou mineralização dos contaminantes orgânicos no interior das células vegetais por enzimas específicas produzidas pelas plantas (Meers & Tack, 2010). Na técnica de fitoestimulação, as raízes em crescimento promovem a proliferação de microrganismos de degradação na rizosfera, que usam os metabólitos exsudados da planta como fonte de carbono e energia (Meers & Tack, 2010). As principais vantagens das técnicas de fitorremediação prendem-se com o facto de estas serem efetivas para um vasto leque de compostos químicos. Algumas plantas possuem a capacidade para reter metais nas suas raízes e como estas ficam saturadas com contaminantes metálicos podem ser colhidas. Plantas com características de hiperacumulação podem remover e reter grandes quantidades de contaminantes metálicos do solo. Apesar disto, as técnicas de fitorremediação apresentam algumas desvantagens, das quais se destaca (FRTR, 2013):
A profundidade da zona a remediar é determinada pelas plantas utilizadas,
sendo que em alguns casos estas técnicas de remediação limitam-se a solos
superficiais;
 Elevadas concentrações de materiais perigosos podem ser tóxicas para as
plantas;
 Estas técnicas estão dependentes das condições do solo e das condições
climáticas que podem afetar o sucesso do cultivo das plantas;
 Podem ser técnicas sazonais, dependendo da localização do solo
contaminado;
 Podem ocorrer processos de dispersão dos contaminantes do solo para o ar;
 Os produtos finais originados podem ser mobilizados nas águas subterrâneas
ou bioacumulados nos seres vivos;
 Possuem as mesmas limitações de transferência de massa como as outras
técnicas biológicas;
 Não são eficazes para contaminantes fortemente e fracamente adsorvidos;
 A toxicidade e a biodisponibilidade dos produtos de biodegradação nem
sempre são conhecidas.
7.1.2. Técnicas Térmicas 
A descontaminação dos solos, através do tratamento térmico, envolve a evaporação dos contaminantes através da utilização de temperaturas que rondam entre os 200ºC e os 700ºC. Ao mesmo tempo, ocorrem, também, transformações químicas no solo (Salomons & Förstner, 1995). As técnicas térmicas podem basear-se na injeção de vapor e ar quente ou no aquecimento através de resistências elétricas, eletromagnéticas, fibras ópticas ou radiofrequência, e são utilizadas para aumentar a taxa de volatização de compostos semivoláteis facilitando a extração dos contaminantes. São técnicas utilizadas essencialmente na remediação de solos contaminados por compostos orgânicos voláteis (FRTR, 2013). Os solos são aquecidos a uma temperatura suficiente para originar a dessorção dos compostos orgânicos do solo e a sua volatilização, transferindo-se para a fase gasosa de arrastamento e transporte; nesta primeira fase impede-se a combustão dos contaminantes que serão posteriormente destruídos numa câmara de combustão autónoma para a fase gasosa (FRTR, 2013). A principal vantagem da utilização de técnicas térmicas in-situ prende-se com o facto desta permitir que o solo seja tratado sem ser necessária a sua escavação e transporte no que resulta na redução significativa de custos. Contudo, esta técnica requer longos períodos de tempo e há menos certezas quanto à eficácia do tratamento devido à variabilidade no solo e devido às características do solo. Apresentam também a desvantagem de serem técnicas que necessitam de um investimento adicional devido à necessidade de controlar as emissões gasosas que podem ser nocivas para o ambiente e acarretar problemas de saúde pública (FRTR, 2013)
7.1.3. Técnicas Físicas e Químicas As técnicas físicas e químicas utilizam as propriedades físicas dos contaminantes ou do meio contaminado para converter quimicamente, separar ou conter a contaminação. Estas técnicas são, normalmente, rentáveis e podem ser concluídas em curtos períodos de tempo quando comparadas com as técnicas biológicas (FRTR, 2013). Determinadas técnicas físicas e químicas são sensíveis a certos parâmetros do solo. Por exemplo, a presença de argila ou materiais húmicos no solo provocam variações nos parâmetros hidráulicos, os quais, por sua vez, provocam variações de desempenho das técnicas físicas e químicas. As técnicas físicas e químicas in situ incluem a fractura, a extração de vapores, a lavagem do solo, a separação eletrocinética, a solidificação/estabilização e a oxidação/redução química (FRTR, 2013). As técnicas de fractura e extração de vapores não são utilizadas para remediar solos que se encontram contaminados por metais pesados. A técnica de extração de vapores é implementada através de um vácuo que é aplicado através de poços de extração para criar um gradiente de concentração e de pressão que induz os voláteis em fase gasosa a serem removidos do solo através de poços de extração. É uma técnica utilizada essencialmente em compostos voláteis, não removendo metais, dioxinas e óleos (FRTR, 2013). Na técnica de lavagem do solo utiliza-se água ou uma solução aquosa injetada a partir da superfície para dissolver e transportar para a zona saturada os contaminantes do solo existentes na zona de infiltração. As soluções de lixiviação resultantes são recuperadas por bombagem da água subterrânea do aquífero por intermédio de bombas localizadas a jusante do local em reabilitação. É uma técnica especialmente utilizada na remoção de compostos inorgânicos incluindo os elementos radioativos, podendo também ser utilizada na remediação de solos contaminados por metais pesados como o Cr e o Pb. É uma técnica que necessita de monitorização constante uma vez que pode alterar as propriedades físicas e químicas do solo (FRTR, 2013).
A técnica de separação eletrocinética baseia-se na aplicação de correntes elétricas de baixa densidade entre eléctrodos colocados no solo, mobilizando os contaminantes existentes numa forma iónica e encontra-se direcionada para a descontaminação de solos por metais pesados, sendo também utilizada na remoção de compostos orgânicos. É uma técnica mais eficaz em solos de baixa permeabilidade, sendo que uma vez que estes são solos tipicamente saturados, as partículas de argila e de silte não são facilmente drenadas. Os fatores que podem limitar a aplicabilidade e a eficácia desta técnica são (FRTR, 2013): A eficácia é drasticamente reduzida para resíduos que possuam um teor de humidade inferior a 10% sendo que a eficácia máxima ocorre quando existem teores de humidade entre os 14% e 18%;  As reações de oxidação/redução podem levar à formação de produtos indesejáveis como, por exemplo, o gás de cloro;  Esta técnica é mais eficaz nas argilas devido à carga negativa da superfície das mesmas;  Devem ser utilizados eléctrodos inertes, tais como carbono, grafite ou platina, uma vez que a utilização de eléctrodos metálicos pode introduzir produtos corrosivos na massa de solos como resultado da eletrólise;  A existência de um solo com elevada condutividade elétrica, como nos depósitos de minério por exemplo, pode comprometer a eficácia desta técnica. Nas técnicas de solidificação/estabilização, os contaminantes são fisicamente ligados ou encerrados dentro de uma massa estabilizada (solidificação) ou são induzidas reações químicas entre o agente estabilizador e os contaminantes para reduzir a sua mobilidade (estabilização). A vitrificação é uma técnica de solidificação/estabilização que se baseia na utilização de uma corrente elétrica para derreter o solo a temperaturas extremamente altas, imobilizando os contaminantes inorgânicos e destruindo os contaminantes orgânicos por pirólise. O produto da vitrificação é quimicamente estável, resistente à lixiviação e similar à rocha basáltica. Esta técnica destrói e remove os contaminantes orgânicos e faz a retenção de radionuclídeos e metais pesados no interior do solo fundido (FRTR, 2013). A técnica de oxidação química consiste na conversão química dos contaminantes perigosos em compostos não perigosos ou menos tóxicos que são mais estáveis, menos móveis e muitas vezes inertes. Os agentes de oxidação mais frequentemente utilizados são o ozono, o peróxido de hidrogénio, os hipocloritos, cloro e dióxido de cloro. Na técnica de redução química, o ferro nano-particulado constitui o reagente mais utilizado (FRTR, 2013). Desde os anos 90 que o uso de nanopartículas na remediação de solos e águas