Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
SUMÁRIO 1. Introdução....................................................................................................................... 5 2. Desenvolvimento............................................................................................................ 6 2.1. Amostragem de solo................................................................................................ 6 2.1.1. Como retirar as amostras................................................................................ 6 2.1.2. Ferramentas.................................................................................................... 7 2.1.3. Localização e frequência................................................................................. 7 2.1.4. Cuidados na coleta do solo.............................................................................. 8 2.2. Estabelecimento de valores de referência de qualidade para águas subterrâneas. 9 2.2.1. Substâncias naturalmente presentes nas águas subterrâneas e as composições das águas subterrâneas.............................................................. 9 2.2.2. Metodologia para derivação de valores de intervenção para solos e águas Subterrâneas.................................................................................................10 2.2.3. Valores de intervenção para águas subterrâneas........................................ 13 2.2.3.1. Valores de intervenção....................................................................... 14 2.3. Água superficial...................................................................................................... 15 2.3.1. Classificação das amostras.......................................................................... 15 2.3.1.1. Ações para preparação e execução do trabalho de campo............... 16 2.3.1.2. Procedimentos a serem observados.................................................. 18 2.3.2. Águas superficiais – ambiente lótico (rios, riachos e nascentes) ................ 19 2.3.2.1. Águas de reservatório e lagos(perfis) – ambiente lêntico ................. 20 2.4. Gases..................................................................................................................... 23 2.4.1. Absorção de gases por gotas de soluções................................................... 24 2.4.2. Utilização de gotas em amostragens e análises de gases........................... 26 3. Conclusão..................................................................................................................... 29 4. Referências bibliográficas............................................................................................ 30 2 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 1 – Esquema para coleta de solo............................................................................. 7 Figura 2 – Enxadão e trado holandês que podem ser utilizados na coleta de amostra de solo................................................................................................................................. 8 Figura 3 – Equipamentos não contaminados para retirada das amostras de solo............. 8 Figura 4 – Esquema para retirada da amostra e envio ao laboratório................................ 9 Figura 5 – Modelo para absorção de CO2 em uma gota de água de chuva..................... 25 3 LISTA DE TABELAS Tabela 1 – Detecção de odores associados a compostos presentes no esgoto não tratado................................................................................................................................ 19 Tabela 2 – Constante de Henry de alguns gases dissolvidos em água à 25ºC¹¹.............. 24 4 1. INTRODUÇÃO A amostragem do solo é a primeira e principal etapa de um programa de avaliação da fertilidade do solo, pois é com base na análise química da amostra do solo que se realiza a interpretação e que são definidas as doses de corretivos e de adubos. Neste sentido, ressalta-se que, no laboratório, não se consegue minimizar ou corrigir os erros cometidos na amostragem do solo. Assim, uma amostragem inadequada do solo resulta em uma análise inexata e em uma interpretação e recomendação equivocadas, podendo causar graves prejuízos econômicos ao produtor e danos ao meio ambiente. Uma amostragem criteriosa requer a observação não só do sistema agropecuário em uso, mas também de princípios relacionados com a seleção da área para amostragem e com a coleta das amostras. 5 2. DESENVOLVIMENTO 2.1 Amostragem de solo A amostragem é a etapa mais crítica de todo o processo de análise. Ela, em geral, devido às condições temporais, não pode ser repetida. Uma amostra mal coletada não revela, pelo seu aspecto, se é ou não representativa da gleba amostrada. Um resultado de análise suspeito pode ser verificado por meio da repetição da análise que será corrigida com a coleta de outra (fatores como umidade do solo, excesso de chuva, adubação e queimada pode alterar todo o resultado do obtido anteriormente). Em geral, a amostra de solo representa a camada arável de áreas que podem chegar a 10 hectares. No caso de áreas sob plantio convencional ou de culturas perenes, a amostragem de solo é feita na camada de 0cm – 20cm, o que representa um volume de 20 milhões de litros (ou dm3) de solo, para esta uma camada arável (10.000m2 x 0,20m). Isso significa que se forem enviados cerca de 400g de solo para o laboratório, a amostra representará uma parte por 50 milhões de partes da camada arável, considerando a densidade do solo igual a 1,0kg/dm3. Se for considerado que em diversas análises de laboratório são empregados somente 10cm3 de solo, isso representará uma parte de 2 bilhões de partes da camada arável, ou seja, a análise dessa pequena fração de solo deve refletir a fertilidade de um volume 2 milhões de vezes maior. Em lavouras manejadas no sistema plantio diretas (SPD), onde se recomenda uma amostragem na camada de 0 cm - 10cm, 11 Amostragem e Cuidados na Coleta de Solo para Fins de Fertilidade esse valor seria 1,0 milhão de vezes maior. É importante destacar que todas as amostras de solo de uma área ou gleba tem que ser coletadas na mesma profundidade. 2.1.1 Como retirar as amostras A área a ser amostrada deve ser dividida em glebas de no máximo 10 hectares. Cada gleba deve ser a mais homogênea possível, com relação à vegetação, topografia, tempo de uso, produtividade e aplicações de calcário, gesso e fertilizantes. Áreas que diferem na paisagem como, por exemplo, em declividade, drenagem, cor e/ou tipo de solo, uso e tratamentos anteriores, devem ser amostradas separadamente. Áreas ou manchas de aspecto excepcional não devem ser amostradas ou, se desejado, devem ser amostradas separadamente (Figura 1). 6 Figura 1 − Esquema para coleta de solo. 2.1.2 Ferramentas A amostragem pode ser feita com diversas ferramentas, tais como: enxadeco ou enxadão, pá reta, tubo tipo sonda de amostragem, trados (holandês, caneco, etc.), pá de jardineiro, entre outros (Figura 2). Em qualquer caso é sempre necessário que as subamostras sejam retiradas de maneira uniforme em volume e profundidade desejada para que não ocorra uma sub ou superestimação dos atributos do solo dentro de um mesmotalhão. 2.1.3 Localização e frequência Retirar da superfície do solo as folhas, gravetos e demais restos culturais que possam comprometer a qualidade da amostragem. Se o objetivo da análise de solo for obter um resultado representativo da área, não retirar amostras simples próximas a casa, depósito de adubo e corretivos, cerca, brejos, voçorocas, curva de nível, árvores, sulcos de erosão, formigueiros, cupinzeiros, esterco, caminho, carreador, ou qualquer outra mancha não representativa da área. Fumantes devem lavar bem as mãos com água e sabão para evitar qualquer tipo de contaminação. A frequência da análise depende do grau da intensidade de utilização do solo. Em propriedades que fazem duas safras, ocorre maior exportação de nutrientes. O ideal é que o produtor realize as análises de solo todos os anos, evitando a falta ou o excesso de aplicação de fertilizantes, o que pode onerar a atividade. 7 Figura 2 − Enxadão e trado holandês que podem ser utilizados na coleta de mostra do solo. 2.1.4 Cuidados na coleta do solo Pode-se dispensar o uso de balde na coleta das amostras simples, substituindo-o por um saco resistente; juntar no saco plástico as amostras de cada ponto amostrado; misturar bem, quebrando os torrões, sem colocar as mãos no solo (para evitar contaminação da amostra); da terra misturada, passar para outro saco plástico menor (15cm x 25cm) já etiquetado (amostra composta); com o uso de luvas, misturar as amostras simples, usando o próprio saco plástico da amostra composta, no lado avesso; em seguida, use o mesmo saquinho como embalagem da amostra composta. Não utilizar baldes ou sacos de adubo no armazenamento da amostra. Figura 3 − Equipamentos não contaminados para retirada das amostras de solo. 8 A metodologia para coleta das amostras de solo com vários tipos de amostradores para posterior análise dos atributos químicos deve seguir o esquema indicado na Figura 4. Figura 4 − Esquema para retirada da amostra e envio ao laboratório. 2.2. Estabelecimento de Valores de Referência de Qualidade para Águas Subterrâneas. Analogamente ao que foi definido para solos, no estabelecimento dos valores de referência de qualidade para as águas subterrâneas também serão considerados dois grupos de substâncias: as naturalmente ausentes (antrópicas) e as naturalmente presentes (metais). 2.2.1. Substâncias Naturalmente Presentes nas Águas Subterrâneas e as composições das águas subterrâneas A composição da água subterrânea é influenciada pelo material geológico na qual se insere. As características químicas das águas subterrâneas dependem, inicialmente, da composição das águas de recarga e, em seguida, de sua evolução química, influenciada diretamente pelas litologias atravessadas. O teor de substâncias dissolvidas nas águas subterrâneas vai aumentando à medida que prossegue o seu movimento. As variações naturais de qualidade das águas subterrâneas são pequenas. Assim, características extremas ou diferentes daquelas esperadas indicam a presença de situações anômalas (corpos de minério, metamorfismo 9 de rochas, ação antrópica). Dentro deste contexto, há necessidade de se saber quais são os parâmetros químicos de uma determinada formação aquífera que podem ser considerados naturais ou provenientes de fontes antrópicas. O cromo total é um parâmetro que, de acordo com trabalhos publicados (Almodavar, 1995 e Hirata, 1993), tem suas origens bastante discutidas. Apesar de existirem fortes evidências de ser ocorrência natural, ainda há dúvidas sobre possíveis fontes antrópicas. Nas rochas sedimentares a presença de cromo pode estar associada a minerais de argila e, nas rochas ígneas, ao piroxênio. Recentemente, a presença de metais na água subterrânea, principalmente daqueles que são regulamentados em legislações de potabilidade, têm recebido maior atenção. Esses elementos raramente ocorrem de forma natural na água subterrânea em concentrações elevadas. As concentrações naturais de metais em águas subterrâneas, exceção feita ao ferro, encontram-se geralmente abaixo de 1 mg.L-1. Isto se deve a fatores de atenuação que regulam a solubilidade dos metais, como adsorção em minerais de argila, em hidróxidos de ferro e manganês e na matéria orgânica. (FREEZE e CHERRY, 1979). É de se supor, portanto, que os valores de referência de qualidade devam ser distintos, para cada aquífero. Estes valores poderão ser estabelecidos com base em dados de monitoramento da qualidade das águas subterrâneas, nos diferentes sistemas aquíferos freáticos do Estado, através de uma rede de poços que monitoram estes aquíferos em sua área de recarga. Isto se deve, ao fato de que os aquíferos freáticos são os primeiros a receber a influência da carga potencial poluidora, e, na maioria dos casos, os agentes de recarga dos aquíferos confinados e/ou profundos. 2.2.2. Metodologia para derivação de valores de intervenção para solos e Águas Subterrâneas Ainda existe uma atitude generalizada de subestimar os riscos de poluição das águas subterrâneas, observada pela falta de políticas e de ações voltadas para sua proteção. A poluição das águas subterrâneas nos países desenvolvidos não havia sido constatada até a década de 70, quando programas detalhados de monitoramento de poços começaram a detectar traços de compostos orgânicos sintéticos em poços de abastecimento público, sendo então criados programas governamentais e uma rigorosa legislação para água subterrânea. Dependendo da existência de fontes poluidoras e das condições ambientais, as 10 concentrações das substâncias de interesse ambiental nas águas subterrâneas podem ultrapassar os padrões de potabilidade. Segundo o Manual de Gerenciamento de Áreas Contaminadas (CETESB,1999a), para que uma área seja classificada como contaminada, é necessária uma etapa de investigação confirmatória, onde são realizadas amostragens de solos e de águas subterrâneas nas áreas suspeitas de contaminação e os resultados analíticos comparados com valores orientadores que, no caso, são os valores de intervenção. Os valores de intervenção são derivados com base em risco, calculados a partir de cenários hipotéticos, que são conjuntos de parâmetros que definem o comportamento humano (quantidade ingerida de solo, água e vegetais, quantidade de ar inalada, tempo de permanência no local, etc.). Quando os níveis de concentração excedem esses valores, existe um risco potencial de efeitos adversos à saúde humana, indicando a necessidade de uma ação imediata com o objetivo de impedir o livre acesso de pessoas ao local e suspender o consumo de água captada em local sob possível influência da contaminação. Deverá ser efetuada, então, uma investigação detalhada com o objetivo de quantificar a contaminação através de um plano de investigação contendo as etapas de coleta de amostras, caracterização hidrogeológica, caracterização da fonte de contaminação, mapeamento completo das plumas de contaminação e identificação das vias de exposição, podendo ser aplicada uma avaliação de risco específica para determinar a necessidade, urgência e o alvo de remediação, como descrito no Manual de Gerenciamento de Áreas Contaminadas. As diferentes metodologias disponíveis para avaliação de risco são similares, no que diz respeito à necessidade de dados sobre a exposição da população afetada e sobre os efeitos dos contaminantes nesta população ou outros organismos indicadores. Estas metodologias entretanto, diferem em seus critérios específicos para definiros diferentes cenários de uso e ocupação do solo e as vias de exposição. Para proteção da qualidade do solo e das águas subterrâneas, cada país adota diferentes cenários, como por exemplo: Holanda: multifuncionalidade do uso do solo; Alemanha: parques infantis, áreas residenciais, parques recreacionais e áreas industriais/ comerciais; Inglaterra: residencial e parques públicos; Canadá: área agrícola, área residencial e área industrial; 11 Estados Unidos: residencial e industrial Além disso, cabe ao Órgão Estadual de Controle da Poluição, a padronização de uma metodologia de avaliação de risco e todas as variáveis e premissas necessárias que poderão ser adotadas pelo usuário afim de utilizar qualquer modelo de avaliação de risco mais adequado à sua situação específica. A CETESB está no momento, desenvolvendo sua metodologia de avaliação de Risco. O fórum adequado para adaptação dos diferentes modelos de avaliação de risco disponíveis no mercado às condições nacionais é a Associação Brasileira de Normas Técnicas -ABNT, tal como é efetuado nos Estados Unidos onde tais documentos são discutidos e publicados pela “American Standard Testing and Materials” - ASTM. Após revisão de literatura, selecionou-se para o estabelecimento dos valores de intervenção, no Estado de São Paulo, a Metodologia Holandesa, utilizando-se o modelo matemático de avaliação de risco C-Soil, como apresentado no relatório “Estabelecimento de Padrões de Referência de Qualidade e Valores de Intervenção para Solos e Águas Subterrâneas no Estado de São Paulo – relatório parcial” (CETESB, 1997b), desde que é o único que contempla uma ampla listagem de substâncias de interesse. Isto entretanto, não significa que a CETESB esteja selecionando este modelo como o único para avaliação de risco caso a caso, onde deverá ser aplicado o modelo mais adequado para cada situação especifica. Este modelo de exposição humana, desenvolvido pelo Instituto Nacional de Saúde Pública e Meio Ambiente da Holanda (RIVM), simula o risco a que uma população está sujeita, quando exposta a um contaminante de interesse, presente no solo e nas águas subterrâneas, e consiste de fórmulas que descrevem as relações entre as concentrações dos contaminantes nas fases solo (sólida, líquida e gasosa) e o aporte dos mesmos aos seres humanos por diversas vias de exposição, viabilizando a comparação entre o ingresso total estimado e o nível de exposição máximo tolerável. A premissa básica é que, uma contaminação de solo ou água subterrânea, não é aceitável se o risco para a saúde humana exceder o Risco Máximo Tolerável (RMT). Para compostos não carcinogênicos, no modelo C-Soi,l o RMT é dado por um quociente de risco igual a 1, ou seja, o ingresso diário de um contaminante no organismo exposto (no caso, o ser humano) pode ser, no máximo, igual ao ingresso diário tolerável (torelable daily intake - TDI). Este é definido como a quantidade de um contaminante absorvida por um indivíduo durante toda a sua vida (expectativa de vida), expressa com base no peso corpóreo, sem antecipar efeitos negativos sobre sua saúde, de acordo com o conhecimento científico atual 12 e foi derivado pelo RIVM. Quando o TDI não é conhecido, o modelo utiliza o ingresso diário aceitável (acceptable daily intake- ADI) que foi determinada para substâncias presentes em aditivos alimentares, pela Organização Mundial da Saúde (OMS) ou a dose de referência (reference dose - RfD), utilizado pela EPA. A concentração tolerável no ar (toxicologically tolerable concentration in air – TCL) tem sido utilizada para algumas substâncias voláteis. O modelo também compara a concentração do contaminante estimada no ar de ambientes fechados sobre locais contaminados, com os limites para segurança. No caso das águas subterrâneas, o critério adotado considerou a necessidade de preservação deste recurso para a sua utilização pela população atual e futura, independentemente do uso e ocupação atual do solo. Desta forma, o valor de intervenção para substâncias nas águas subterrâneas foi estabelecido como sendo o Padrão de Potabilidade da Portaria 36 de 01/09/90, atualizada pela Portaria 1.469 de 29.12.2000 do Ministério da Saúde, exceto para algumas substâncias que estão naturalmente presentes em elevadas concentrações como cromo, ferro, alumínio, manganês e flúor. Esta análise será feita caso a caso. Para substâncias não legisladas pelas Portarias do MS, calculou-se o valor de intervenção utilizando-se a teoria do equilíbrio de partição solo – água. Desta forma, a partir de uma concentração máxima aceitável no solo, para um cenário agrícola/APMax, foi calculada a concentração da substância na solução do solo. Como é esperado que a concentração de uma substância nas águas de um aquífero seja menor que a sua concentração na solução do solo, esta foi dividida por um fator de atenuação e diluição (DAF), derivando-se assim, o valor de intervenção para as águas do aquífero freático. 2.2.3. Valores de Intervenção para Águas Subterrâneas Para as águas subterrâneas foi considerado que este recurso hídrico deve ser preservado como uma reserva estratégica de abastecimento para sustentabilidade das gerações futuras em função da escassez de oferta de água superficial, seu atual nível de deterioração e o elevado custo de tratamento para seu fornecimento com qualidade. Além disso, atendendo ao artigo 18 do Decreto Estadual 32.955 (07/02/91) que regulamenta a Lei 6.134 (02/06/88) que dispõe sobre a preservação dos depósitos naturais de águas subterrâneas do Estado de São Paulo, as águas subterrâneas destinadas ao consumo humano, deverão atender aos padrões de potabilidade fixados na legislação 13 sanitária. Desta forma, estabeleceu-se como valores de intervenção para as águas subterrâneas, os Padrões de Potabilidade da Portaria 36, atualizada pela Portaria 1.469 de 29.12.2000, do Ministério da Saúde, independentemente do uso atual e futuro deste recurso hídrico. Para substâncias que não estão regulamentadas pelas Portarias do MS, derivou- se um valor de intervenção, a partir de uma concentração máxima aceitável no solo (risco) em um cenário agrícola/APMax. Em situações onde as águas subterrâneas não têm qualidade natural para consumo humano, o valor de intervenção deverá estar associado à qualidade do recurso hídrico superficial local. 2.2.3.1. Valores de Intervenção Os valores de intervenção para solos e águas subterrâneas, foram derivados com base em avaliação de risco, apresentando-se como uma importante ferramenta para o suporte à decisão, no gerenciamento de áreas contaminadas, agilizando as ações de controle. Os valores de intervenção foram derivados inicialmente para 4 cenários (área de proteção máxima, agrícola, residencial e industrial). Em reuniões técnicas internas da CETESB, foi sugerida a adoção de cenário único (como na Holanda), mais restritivo. Nas oficinas de trabalho realizadas em março de 2000, este tema não foi discutido. Cabe ressaltar que, os países que adotam diferentes cenários de uso e ocupação, primam pelo cumprimento rigoroso de sua política de planejamento urbano diretamente ligado à municipalidade. Decidiu-se manter a distinção entre cenários, por julgar que apenas um cenário, além de não seguir a tendência mundial, torna o sistema de decisão muito rígido, causando ônus econômicos desnecessários. Para viabilizar a aplicação desta proposta, é necessário haver ação conjunta dos órgãos de controle de poluição e dos órgãos responsáveis pelo zoneamento urbano e industrial. Com a aplicação na prática dos valores orientadores, esteassunto poderá ser reavaliado. Considerando-se as sugestões da oficina de trabalho, efetuou-se uma reavaliação, mantendo-se três cenários de uso e ocupação do solo, a saber, agrícola/APMax, residencial e industrial. Os cenários área de proteção máxima e agrícola foram integrados, pois a quantificação das variáveis para definição do cenário APMax era superestimada, como por 14 exemplo 40 m3 /dia de volume de ar inalado, ingestão de 500 mg de solo e o consumo de 2,5 litro de água por dia e as diferenças entre os valores de intervenção para os dois cenários eram mínimas, sendo que para muitas substâncias chegavam a inexistir. Em caso de existir mais de um tipo de uso e ocupação do solo na área em estudo, deverá ser utilizado os valores de intervenção do cenário mais restritivo. 2.3. Água Superficial 2.3.1. Classificação das amostras A coleta deve ser programada, preferencialmente, para o período da manhã, quando a temperatura do ar é mais baixa e há menor probabilidade de distorção dos re- sultados. Na definição dos parâmetros, da quantidade de estações e da periodicidade do monitoramento, as diferenças regionais, geográficas, sociais e econômicas, as tensões exercidas sobre o reservatório e o orçamento disponível devem ser considerados. As ações decorrentes do uso e ocupação do solo, na bacia de drenagem dos reservatórios, são fatores determinantes das condições do ecossistema. Alguns tipos de reservatório requerem um planejamento mais elaborado, devido à localização e/ou à dimensão, a exemplo da proximidade de grandes centros industriais e urbanos. No caso da Cemig, a importância para a geração é um fator determinante do planejamento. Para manter os equipamentos e suprimentos em boas condições de uso, alguns cui- dados são necessários: Elaborar uma lista dos equipamentos e programar uma checagem periódica, de acordo com as recomendações dos fabricantes, especialmente quando houver uti- lização de baterias. Se possível, tenha um sistema de backup das análises, que não exija baterias; Substituir regularmente soluções e meios de cultura, a fim de conservá-los adequa- dos para o uso; Manter um diário de manutenção; Estocar adequadamente os aparelhos especiais e produtos químicos, para preve- nir deterioração ou contaminação. 15 Os frascos utilizados nas coletas sem garrafa coletora devem ser segurados pela parte de baixo e submersos a mais ou menos 20cm, com a boca levemente inclinada para cima. A boca do frasco deve estar contra a correnteza. Os meios de transportes para as amostras e os horários disponíveis devem estar anotados e cadastrados. A equipe deve assegurar o mínimo possível de variações no transporte das amostras até o local de análise. De acordo com o objetivo do monitora- mento, as amostras podem ser classificadas como: Contínuas ou permanentes – normalmente coletadas pela manhã, após uma ca- racterização prévia do reservatório monitorado, com definição da periodicidade e do tamanho da rede de amostragem, conforme a necessidade da região e a impor- tância estratégica da usina; Emergencial – realizada em qualquer dia ou horário, em função de algum acidente ambiental, a exemplo de um derramamento de óleo, que compromete a vida aqu- ática e viola a Lei de Crimes Ambientais. O roteiro para esse tipo de coleta deverá ser elaborado com base nas informações das equipes de campo da região afetada e da população ribeirinha. 2.3.1.1. Ações para preparação e execução do trabalho de campo Pelo menos uma semana antes da coleta, no escritório: Definir itinerário; Providenciar inventário detalhado de estações de amostragens, mapas, coorde- nadas (quando possível); Elaborar lista de amostras requeridas em cada estação de amostragem; Preparar tabela onde as leituras serão anotadas. Pelo menos um dia antes da coleta: Separar todo o material e equipamento a serem utilizados; Etiquetar os frascos das amostras com as seguintes informações: local de coleta, parâmetro, profundidade, data e identificação do ponto; Preencher o cabeçalho das fichas de campo; Verificar as baterias dos equipamentos; 16 Verificar barco e motor (se necessário); Confirmar acesso a locais restritos ou privados com a Coordenação local; Certificar-se dos arranjos de viagens e/ou transporte de amostras com a coorde- nação institucional; Notificar a data e o horário de chegada das amostras ao(s) laboratório(s); Averiguar condições locais de tempo e exequibilidade de viagem, com qualquer fonte de informação disponível. Amostragem: Preparar os reagentes a serem utilizados na coleta e nas análises laboratoriais; Verificar frascos de amostragem, reagentes, etiquetas e canetas; Verificar materiais (caixas e gelo) para estocagem das amostras; Certificar-se de que os amostradores/equipamentos estejam calibrados; Providenciar botas de borracha de cano alto e/ou tênis náutico; Verificar procedimentos padrões para amostragem. Para documentação: Providenciar canetas, etiquetas, computadores, fichas de campo, etc. Testes no local: Disponibilizar listagem de análises a serem realizadas no campo; Checar estoques de produtos necessários (água destilada, tampão de pH, padrões e brancos); Como utilizar os equipamentos: Disco de Secchi - todas as leituras devem ser feitas, preferencialmente, pelo mesmo operador, já que a sensibilidade de visão pode variar; Rede de plâncton – deve ser confeccionada com materiais que não sofrem altera- ções e deformações com o tempo, boca larga para uma grande área de filtração e ma- lha adequada para cada tipo de uso (fito, zooplâncton). As mais indicadas são as de 30-45μm; 17 Garrafa de van Dorn Verificar periodicamente a estrutura física da garrafa, observando a vedação, o cabo de descida e a marcação; Deve ser limpa constantemente, com água e escovão apenas, para evitar incrus- tação de matérias e formação de lodo, capazes de contaminar as amostras coleta- das. Controle de Equipamentos: Para que as medições sejam confiáveis, o controle dos equipamentos deve ser re- alizado periodicamente, atendendo às especificações dos respectivos manuais, incluindo: Calibração – comparar com um padrão; Ajuste – alcançar a condição de aceitação. O laboratório deverá manter uma lista dos equipamentos, com os respectivos prazos de calibração/verificação. 2.3.1.2. Procedimentos a serem observados Antes da coleta Água: Solicitar autorização do responsável para colocação da embarcação na Elaborar análise de risco; Avisar a sala de controle da usina sobre a utilização da embarcação; Assegurar boas condições físicas e mentais do condutor; Verificar as condições de navegação (meteorologia e operação da usina); Verificar as condições da embarcação, os equipamentos, os EPIs e a capacidade de carga; Verificar o combustível; Certificar-se do sistema de transporte do barco do abrigo até o reservatório; Seguir as normas de segurança da Cemig e legislação vigente, conforme Ministério 18 da Marinha, durante os trabalhos. Observações de campo Presença de: Materiais flutuantes, inclusive espumas não naturais: visualmente ausentes; Substâncias que comuniquem gosto ou odor: visualmente ausentes; Corantes provenientes de fontes antrópicas: visualmente ausentes; Resíduos sólidos objetáveis: visualmente ausentes; Marcas de enchentes nas margens, em caso de chuva recente, etc.Compostos Fórmula Química Odor Aminas CH3NH2, (CH3)3H peixe Amônia NH3 amoníaco Diaminas NH2(CH2)4NH2(CH2)5NH2 carne podre Sulfeto de hidrogênio H2S ovo podre Mercaptanas (Por ex., metil e etil) CH3SH, CH3(CH2)3SH repolho podre Mercaptanas (Por ex., butil e crotil) (CH3)3SH,CH3(CH2)3SH Jaritataca (gambá) Sulfetos orgânicos (CH3)2S, (C6H5)2S Couve podre Material fecal C9H9N fezes Tabela 1 − Detecção de odores associados a compostos presentes no esgoto não tratado. 2.3.2. Águas superficiais – ambiente lótico (rios, riachos e nascentes) As coletas seguem as regras definidas para ambientes lênticos, já que em rios e córregos não há estratificação da água. As estações de coleta são escolhidas de acordo com a facilidade de acesso e as coletas são feitas com balde, a mais ou menos 20cm de profundidade. Os parâmetros físico-químicos são praticamente os mesmos do ambiente lêntico, exceto, por alguns poucos conforme a lista a seguir. O parâmetro hidrobiológico utilizado no monitoramento da Cemig para ambientes lóticos é o zoobênton, considerado o melhor bioindicador para águas doces. 19 Os rios são caracterizados por uma corrente unidirecional com taxa de velocidade da água relativamente alta, variando de 0,1 a 1m s-1, de acordo com o clima e o modelo de drenagem. A relação de parâmetros para as águas correntes inclui: Temperatura da água e do ar - ºC Cor verdadeira - mg Pt/L Turbidez - UNT pH Condutividade elétrica - μS.cm-1 Sólidos totais em suspensão - mg/L Sólidos totais dissolvidos – mg/L Alcalinidade total em CaCO3 – mg/L Cálcio – mg/L Cloreto – mg/L Sulfato – mg/L SO4 Fósforo total – mg/L de P Nitrogênio amoniacal total - mg/L N Nitrato - mg/L N Oxigênio dissolvido - mg/L O2 Demanda bioquímica de oxigênio – DBO - mg/L O2 Óleos e graxas - mg/L Ferro dissolvido - mg/L Fe Manganês total – mg/L Mn Índice de Fenóis - mg/L C6H5OH Coliformes termotolerantes (Coliformes fecais) – VMP /100mL Malacofauna qualitativa - org./m2 Densidade de cianobactérias - células/mL Clorofila a - μg/L 2.3.2.1. Águas de reservatório e lagos (perfis) - ambiente lêntico 20 Os lagos e reservatórios são caracterizados por uma baixa taxa de velocidade da corrente multidirecional, de 0,001 a 0,01 m s –1 (valores superficiais). Muitos lagos têm períodos alternados de estratificação e mistura vertical, regulados pelas condições climáti- cas e pela profundidade. Os parâmetros variam de acordo com os pontos do reservatório, conforme descrições a seguir: Na subsuperfície do reservatório, a relação de parâmetros inclui: Transparência do disco de Secchi - m Temperatura do ar - ºC Óleos e graxas – mg/L Temperatura da água (perfil ao longo de toda a coluna d’água do ponto, de um em um metro) - ºC Coliformes termotolerantes (Coliformes fecais) - VMP /100mL Densidade de cianobactérias - células/mL Clorofila a - μg/L Malacofauna qualitativa (às margens) - org./m2 Na Metade da Zona Fótica do reservatório, a relação de parâmetros contempla: Cor verdadeira - mg Pt/L Turbidez - UNT pH Oxigênio Dissolvido – mg/L Condutividade elétrica - μS.cm-1 Sólidos totais dissolvidos – mg/L Sólidos em suspensão – mg/L Alcalinidade total em CaCO3 – mg/L Cálcio – mg/L Cloreto – mg/L Sulfato – mg/L SO4 Fósforo total – mg/L de P Nitrogênio amoniacal total - mg/L N 21 Nitrato - mg/L N Demanda bioquímica de oxigênio – DBO – mg/L Ferro dissolvido - mg/L Fe Manganês total – mg/L Mn Fenóis Totais (substâncias que reagem com 4-aminoantipirina) – mg/L C6H5OH Substâncias tensoativas que reagem com azul de metileno -mg/L LAS Fitoplâncton qualitativo e quantitativo – cel/mL Zooplâncton (arraste ao longo da coluna d’água a partir de um metro do fundo) – cel/mL No fundo do reservatório, a relação de parâmetros compreende: Cor verdadeira - mg Pt/L Turbidez – UNT Cálcio – mg/L pH Oxigênio Dissolvido - mg/L Condutividade elétrica - μS.cm-1 Sólidos totais dissolvidos - mg/L Sólidos em suspensão – mg/L Alcalinidade total em CaCO3 - mg/L Sulfato total - mg/L SO4 Fósforo total - mg/L de P Nitrogênio amoniacal total - mg/L N Nitrato - mg/L N Demanda bioquímica de oxigênio – DBO - mg/L Ferro dissolvido - mg/L Fe 22 Manganês total – mg/L Mn 2.4. Gases Nos últimos anos, tem aumentado a demanda por técnicas de monitoramento de traços constituintes da atmosfera que sejam exatas, confiáveis, economicamente viáveis e fáceis de operar. Este fato resulta não somente da crescente preocupação com a qualidade do meio ambiente, mas também porque a poluição ambiental é uma questão global. Em acréscimo, o número dos compostos que precisam ser monitorados tem aumentado muito, não só porque novos compostos têm sido introduzidos no ambiente, mas também porque, muitos compostos aparentemente inofensivos no passado são agora reconhecidos como agressores do ambiente. Em resposta a essas necessidades um número cada vez maior de métodos de análises de gases e vapores no ar tem sido apresentados. A análise de componentes traços da atmosfera tem como problema geral a presença de contaminantes em baixa concentração dispersos em uma matriz extremamente com- plexa sob o ponto de vista físico e químico. Como consequência direta deste problema, existem poucos métodos diretos de análise que sejam suficientemente sensíveis e seleti- vos. Assim, a preconcentração na fase de amostragem é uma resposta que se tem dado para o problema, porque usualmente se concentra a espécie de interesse em uma matriz mais conveniente de se trabalhar no laboratório. A importância da preconcentração em análises de ar é tal que concorre com a determinação analítica como responsável pela repetibilidade e exatidão dos resultados finais. Um problema crítico que acompanha a amostragem de gases é a adsorção da espécie contaminante nas paredes do recipiente de amostragem. Quanto menor a concentração do gás amostrado maior será a perda relativa por adsorção. Deve-se, portanto, buscar o tipo de material para confeccionar o frasco de amostragem que resulte na menor interação entre o gás amostrado e as paredes do recipi- ente. Também é importante o tratamento que a amostra recebe. Como regra geral, sempre que se aumenta o número de etapas entre a amostragem e a determinação aumenta-se o erro final. A preconcentração de gases e vapores tem sido feita empregando-se frascos borbu- lhadores contendo soluções absorventes (impingers), tubos contendo sorventes sólidos (p.e., carvão ativo, sílica gel, Tenax, leitos impregnados e crioamostradores, onde a espécie de interesse é coletada em temperatura abaixo do seu ponto de ebulição. Limitações, tais 23 como, secagem da solução absorvente, dependência da geometria de construção do im- pinger, eficiência de sorção/desorção de tubos sorventes e condensação de vapor de água, são sempre citadas como desvantagens do uso de cada técnica8. Dentro deste contexto, desenvolver uma metodologia analítica que amplie a disponibilidade de métodos analíticos e que satisfaça a demanda dos diferentes monitoramentos é uma expectativa da química analítica. Este trabalho descreve uma nova proposta para se coletar e analisar gases traços do ar, diretamente em uma gota de solução, que pode ser uma alternativa para minimizar alguns dos inconvenientes das técnicas usuais de preconcentração e posterioranálise. 2.4.1. Absorção de Gases por Gotas de Soluções É de senso comum que a água da chuva limpa a atmosfera, sendo este um dos processos mais importantes de remoção de poluentes da atmosfera (rainout). Esta propri- edade que é responsável pelo efeito conhecido como "chuva ácida", é também amplamente utilizada para reconhecer indiretamente a presença de diferentes espécies químicas na at- mosfera. Neste caso, a facilidade da amostragem da água de chuva permite a avaliação de alguns componentes traços da atmosfera, o que é uma grande vantagem sobre outros mé- todos de amostragens destes componentes na atmosfera. A dissolução de gases em gotas de água depende de alguns fatores, dentre os quais um dos mais importantes é a afinidade do gás pela água, geralmente relacionado com a sua solubilidade em água. O equilíbrio entre a fase gasosa e a líquida pode ser descrito pela lei de Henry: [C] = K * P Tabela 2 − Constante de Henry de alguns gases dissolvidos em água à 25ºC¹¹. 24 Figura 5 − Modelo para absorção de CO2 em uma gota de água de chuva. É preciso considerar que na superfície de uma gota existe também um movimento de saída de moléculas do líquido para o meio gasoso, que nada mais é do que o processo natural de evaporação. Esse contrafluxo, passa a ser uma barreira à entrada de partículas que poderiam também se agregar à gota. Assim, o processo da evaporação favorece a absorção gasosa em relação a absorção de partículas. Esta seletividade relativa é conve- niente, já que o componente gasoso de interesse muitas vezes está presente tanto na fase gasosa como agregado a partículas, e a sua discriminação pode ter consequências ambi- entais relevantes. Onde [C] é a concentração do gás dissolvido na fase líquida (mol.L-1); P é a pressão parcial do gás C na fase gasosa (atm); e K é a constante da lei de Henry (atm-1.mol.L-1). A tabela 1 apresenta alguns valores para a constante de Henry11. Os gases solúveis em água apresentam valores altos para a constante da lei de Henry (aproximadamente 105 atm-1.mol.L-1) e gases pouco solúveis em água apresentam valores baixos para a mesma constante (aproximadamente atm-1.mol.L-1). Os valores de concentração estimados pela lei de Henry, nem sempre correspondem aos alcançados no seio da gota, já que reações no interior da gota podem consumir o gás dissolvido. A capacidade de absorção de gás também depende de outros fatores, como a temperatura que afeta diretamente a velocidade 25 de reação e inversamente a solubilidade do gás e de outras substâncias solúveis previa- mente dissolvidas que podem diminuir a solubilidade do gás (efeito salting out). A figura 5 mostra um possível modelo para absorção do gás carbônico por uma gota de água de chuva. 2.4.2. Utilização de Gotas Em Amostragens e Análises De Gases Tendo-se em conta que alguns gases podem ser facilmente incorporados a gotículas de água, foi recentemente proposta a utilização de gotas para amostrar gases solúveis15. Neste trabalho a amônia gasosa (NH3) foi amostrada em uma gota de solução de ácido sulfúrico, com 2,25 μL de volume, que foi formada na ponta de um capilar. Após a amostra- gem, a gota foi aspirada para dentro do capilar e convenientemente tratada e analisada por calorimetria. Experimentos desenvolvidos posteriormente16, mostraram que é possível simplificar este sistema e fazer a leitura colorimétrica diretamente na gota. Neste experimento, para formar cada gota usou-se uma solução do reagente de Griess- Saltzman17 que reage se- letivamente com dióxido de nitrogênio (NO2) produzindo um composto róseo (λmáx 550 nm). Para se fazer a leitura direta da variação da cor da gota construiu-se um sensor fotos- sensível diretamente dentro da gota. Isto foi feito montando-se um gerador de gotas entre o espaço criado quando as bordas de dois tubos de Teflon e duas pontas de fibra ótica se tocam (figura 2). A luz emitida pela fonte (LED com λmax 555nm) foi levada para a gota através da fibra ótica F1. A luz transmitida foi recebida pela extremidade da outra fibra ótica F2, que conduzia o sinal ao fotodiodo. Um dos tubos de Teflon era usado para transportar a solução desde um béquer até o ponto gerador da gota, enquanto o outro tubo apenas servia de anteparo para a gota, tendo a outra extremidade lacrada. O fluxo da solução que escoava por gravidade era controlado por uma válvula solenoide que possibilitava cortá-lo em qualquer instante, o que permitia se trabalhar com o volume de gota mais conveniente. Depois de formada a gota de solução absorvente, fechava-se a válvula solenoide, man- tendo- se a gota fixa e pendente. Passava-se então sobre a gota o ar contendo como con- taminante o dióxido de nitrogênio. Dos gases incorporados à gota, apenas o dióxido de nitrogênio reage com a solução, formando a espécie colorida. A diferença entre a absor- bância da gota antes da passagem do gás e a absorbância da gota quando o corante foi formado é proporcional à concentração do dióxido de nitrogênio amostrado. Os resultados mostram- se dependentes do volume da gota formada, da vazão com que o gás é amos- trado e da umidade relativa do ar amostrado. 26 Controlando-se estes fatores, é possível fazer análises de dióxido de nitrogênio com concentrações no ar variando de 61- 191 μg.m-3 (30-95 ppb) com amostragens de 5 minu- tos e fluxo de 0.13 L.min-1. A dificuldade de gerar a gota sempre em um mesmo ponto foi um inconveniente superado, colocando- se uma guia de metal em forma de U, entre os tubos de Teflon e as pontas das fibras óticas. Outro inconveniente não superado neste primeiro experimento foi a instabilidade da gota, que por falta de melhor sustentação era sensível a pequenos balanços externos ao equipamento. Este problema foi solucionado com um novo desenho para o gerador de gota18. Este modelo para gerador de gotas foi construído cortando-se um pequeno tubo plástico longitudinalmente formando um semici- lindro. As fibras óticas foram fixadas em cada uma das bordas e acoplou-se um fino tubo de Teflon na sua parte superior para fazer o transporte da solução geradora da gota. O arranjo também foi testado com o reagente de Griess-Saltzman e seu comportamento ava- liado. A influência do fluxo de amostragem mostrou ser menor que no modelo inicial. O novo sistema gerador de gota repetiu um bom comportamento para medidas de dióxido de nitro- gênio em dezenas de partes por bilhão no ar, além de mostrar que é possível fazer uma nova determinação a cada 8 minutos (praticamente o tempo necessário para o desenvolvi- mento da cor). A fluorescência também pode ser usada em determinações analíticas dentro da gota. O conhecido procedimento para determinação de sulfeto de hidrogênio que se baseia na diminuição da fluorescência (quenching) de uma solução de fluoresceína de mer- cúrio II19, foi adaptado para ocorrer em uma gota de solução. Neste arranjo20 uma solução alcalina de fluoresceína de mercúrio II vai formar na ponta de um tubo de Teflon uma pe- quena gota para coletar e posteriormente determinar sulfeto de hidrogênio. Uma fibra ótica colocada dentro deste tubo de Teflon transporta a luz de excitação (λmax 495 nm) proveni- ente de uma fonte, para o interior da gota da solução. Um fotodiodo com filtro seletivo per- mitindo a leitura da luz com λmax 530 nm foi colocado a 90 graus em relação ao tubo formador da gota. Formada a gota, o fotodiodo lê inicialmente o sinal da fluorescência da solução de fluoresceína de mercúrioII. Após a passagem da amostra gasosa contendo sulfeto de hidrogênio sobre a gota, ocorre o decréscimo da fluorescência, resultado da reação entre a fluoresceína de mercúrio IIe o sulfeto de hidrogênio. O arranjo em questão pode avaliar sulfeto de hidrogênio em concentrações entre 20 e 150 μg.m-3 no ar (cerca 15 até 100 ppb) com amostragens de 2 minutos e com tempo total de análise inferior a 5 minutos. A oxidação do sulfeto amostrado por oxidantes presentes no ar atmosférico é uma das principais fontes de erro comum às diferentes metodologias de análises de sulfeto de hidrogênio no ar 21. Com a utilização da gota suspensa, o intervalo entre amostragem e análise é relativamente curto, e não ocorre 27 oxidação do sulfeto em grandeza significativa para interferir nos resultados. Avaliações so- bre interferência de oxidantes mostraram que se pode analisar 50 ppb de sulfeto de hidro- gênio em presença de 130 ppb de dióxido de nitrogênio. 28 3. CONCLUSÃO O solo, por mais uniforme que seja a sua aparência, como cor, textura, profundidade, declividade e demais características suscetíveis de serem observadas no campo, pode apresentar contudo uma variação5 pronunciada em outras, que afetam diretamente seu grau de fertilidade. Ainda mais, duas glebas do mesmo solo submetidas a tratos diferentes, como sequência de culturas, adubações etc., ao fim de algum tempo terão um grau de fertilidade diferente, o que pode ser constatado pelo rendimento ou produção por unidade de área das plantas cultivadas naquelas glebas. A composição da água subterrânea é influenciada pelo material geológico na qual se insere. As características químicas das águas subterrâneas dependem, inicialmente, da composição das águas de recarga e, em seguida, de sua evolução química, influenciada diretamente pelas litologias atravessadas. As águas superficiais são representadas pelas drenagens e rios que coletam as águas das chuvas que não se infiltram e não evaporam. As águas das chuvas também são conhecidas como águas freáticas. É de senso comum que a água da chuva limpa a atmosfera, sendo este um dos processos mais importantes de remoção de poluentes da atmosfera. Esta propriedade que é responsável pelo efeito conhecido como "chuva ácida", é também amplamente utilizada para reconhecer indiretamente a presença de diferentes espécies químicas na atmosfera. Neste caso, a facilidade da amostragem da água de chuva permite a avaliação de alguns componentes traços da atmosfera, o que é uma grande vantagem sobre outros métodos de amostragens destes componentes na atmosfera. A dissolução de gases em gotas de água depende de alguns fatores, dentre os quais um dos mais importantes é a afinidade do gás pela água, geralmente relacionado com a sua solubilidade em água. 29 4. REEFERÊNCIAS BIBLIGOGRÁFICAS CETESB (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, SP 2001) UFPR (Amostragem de solo, perguntas e respostas, PR 2002) SISAGUA (Manual de Procedimentos de Coleta e Metodologias de Análise de Água, BH 2009).
Compartilhar