Aula 4 - Poluição do Solo e Processos de Remediação

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SOLO
POLUIÇÃO DO SOLO
PROCESSOS DE REMEDIAÇÃO
Poluição do Solo
� Fertilizantes sintéticos
� Defensivos agrícolas
� Salinização
� Resíduos sólidos urbanos
� Resíduos sólidos industriais
Poluição do Solo – Fertilizantes 
� a eficiência de aplicação nunca é 100%;
� perda na eficiência de assimilação pela 
planta e maior incorporação ao ambiente;
� possível alteração da composição do tecido 
celular das plantas;
� contaminação: quando o teor de certa 
substância atinge um nível tóxico à flora, 
fauna e até ao homem;
� eutrofização: exacerbada produção de algas. 
Poluição do Solo – Defensivos agrícolas 
Podem ser:
� Inseticidas;
� Fungicidas;
� Herbicidas;
� Rodenticidas;
Poluição do Solo – Defensivos agrícolas 
� criados a mais de 50 anos, foram 
sintetizados na busca de um efeito mais 
duradouro na sua aplicação;
� primeiro inseticida de elevada 
resistência no ambiente: DDT (dicloro-
difenil-tricloroetano);
� desenvolvimento de defensivos mais 
específicos e menos duradouros;
Poluição do Solo – Defensivos agrícolas 
� pesquisas registram a presença de defensivos 
como o DDT nas calotas polares e em tecido 
celular de animais e aves com habitat bem 
distante dos locais de sua aplicação em teores 
elevadíssimos;
� A circulação das águas e atmosfera são as 
principais responsáveis por essa disseminação;
� As concentrações elevadas são consequência 
do que se denomina biomagnificação. 
Poluição do Solo – Defensivos agrícolas 
� organoclorados: DDT, ALDRIN, DIELDRIN, 
HEPTACLORO, etc. São extremamente persistentes, 
permanecem em percentuais de mais de 40% por 15 
anos após sua aplicação. Vem sendo proibidos em um 
número cada vez maior de países;
Poluição do Solo – Defensivos agrícolas 
� organofosforados: PARATHION, MALATHION, 
PHOSDRIN, etc. Apresentam certa seletividade na 
toxidez para insetos e na sua maioria degradam-se 
mais rapidamente que os organoclorados;
Poluição do Solo – Defensivos agrícolas 
� carbamatos: são específicos em sua toxidez para os 
insetos e de baixa toxidez para os vertebrados de 
sangue quente. 
Poluição do Solo – Defensivos agrícolas 
� Fungicidas: 
� Sais de cobre: de uso mais antigo;
� Organomercurais: de uso restrito às sementes;
� Compostos orgânicos com N e S: ex. METIL-
TIOFANATO.
Poluição do Solo – Defensivos agrícolas 
� Herbicidas:
� Derivados do arsênico, uso decrescente e limitado;
� Derivados do ácido fenoxiacético: PICHLORAM, 2,4D e 
2,4,5T, os dois últimos conhecidos como “agente 
laranja” na guerra do Vietnã.
Defensivos agrícolas - ALTERNATIVAS 
� pragas controladas por meio biológico, um 
predador natural ou um micro-organismo que 
lhe cause doença;
� Mudanças no padrão de plantio;
� Utilização de plantas geneticamente 
modificadas.
Poluição do Solo – Salinização 
�Ocorrências: 
� dependente do material de origem, 
seja pela maior aridez do clima ou 
pelas condições do relevo local;
� solos mais áridos;
� pela ocorrência de exploração 
agrícola com irrigação;
REMEDIAÇÃO DO SOLO
Esses métodos têm como objetivo imobilizar os metais e 
retirá-los do solo utilizando um dos seguintes processos: 
� separação mecânica, eletrocinética (passagem de uma 
corrente elétrica de baixa intensidade entre os 
eletrodos envolvidos pelos contaminantes do solo);
� tratamento químico (processos oxidativos ou 
redutores);
� separação pirometalúrgica (fornalhas de altas 
temperaturas para volatilizar os metais);
� Imobilização por solidificação ou vitrificação, 
diminuindo a solubilidade e mobilidade dos 
contaminantes;
REMEDIAÇÃO DO SOLO
� fitorremediação (emprega plantas com o objetivo de 
remover, transferir, estabilizar ou destruir 
contaminantes nocivos ao ambiente e aos seres 
vivos; ainda tem o atrativo de apresentar um custo 
baixo, benefícios estéticos e boa aceitação pela 
população, pois utiliza plantas em um processo
reconhecido como mais “natural”.
� biorremediação (introdução de micro-organismos 
específicos no local de contaminação);
FITORREMEDIAÇÃO 
� Def.: uso de vegetação in situ para o tratamento de solos 
contaminados. Os poluentes podem ser remediados pelos 
seguintes mecanismos:
� Fitoextracção: absorção e acumulação dos poluentes 
nos tecidos das plantas;
� Fitoadsorção: adsorção dos poluentes no sistema 
radicular, imobilizando os contaminantes;
� Fitoestabilização: libertação para o solo de oxigênio e 
outros compostos, que podem imobilizar os metais 
pesados e estimular a biodegradação de poluentes;
� Rizorremediação: intensificação da biodegradação por 
fungos e bactérias localizados no sistema raiz-solo.
Mecanismos de fitorremediação em solos contaminados com 
metais pesados
FITORREMEDIAÇÃO 
� A fitoextração tem sido a técnica mais estudada, devido, 
sobretudo, à possibilidade de elevada eficiência que pode 
apresentar e também à possível valorização econômica. 
� A acumulação de metais pelas plantas só é eficiente se o 
contaminante for depois removido do solo, através, por 
exemplo, da colheita da matéria vegetal;
� Se a maior parte dos metais pesados capturados se localizar 
na parte aérea das plantas, a colheita poderá ser realizada 
utilizando os métodos de agricultura tradicionais;
� Em geral, é necessário colher as plantas antes da queda das 
folhas ou antes da sua morte e decomposição, de modo que 
os contaminantes não se dispersem ou retornem ao solo.
FITORREMEDIAÇÃO 
� Depois da colheita, a biomassa deverá ser processada para 
extração e recolha da maior parte dos metais;
� Se forem solos com Ni, Zn, Cu ou Co, o valor do metal 
extraído pode incentivar a remediação;
� Alternativamente, o volume ou o peso da biomassa podem ser 
reduzidos por meio de processos térmicos, físicos, químicos 
ou microbiano;
� No caso da queima das plantas, por exemplo, a energia 
produzida representa uma valorização econômica do 
processo, e as cinzas podem ser tratadas como um minério, 
do qual pode ser extraído os metais-contaminantes, 
(especialmente, se as cinzas estiverem enriquecidas em 
apenas um ou dois metais).
FITORREMEDIAÇÃO 
� Em alguns casos, a remoção é realizada espontaneamente, 
por volatilização dos metais absorvidos pela vegetação;
� É o caso, por exemplo, do metalóide selênio, que se volatiliza 
em alguns sistemas vegetativos, sob a forma de 
dimetilselenídeo (Se(CH3)2) e dimetildiselenídeo (Se2(CH3)2);
� O arroz, os brócolis, as couves, e algumas outras plantas, são 
capazes de volatilizar o selênio.
� Foi também já desenvolvido um método para a volatilização 
do mercúrio. Este método envolve a introdução do gene 
bacteriano, redutase do íon mercúrio, que reduz o cátion ao 
metal (Hg), que é volátil à temperatura ambiente nas plantas.
FITORREMEDIAÇÃO 
BIORREMEDIAÇÃO 
� Def.: Consiste na utilização de seres vivos ou seus 
componentes na recuperação de áreas 
contaminadas. Geralmente são processos que 
empregam micro-organismos ou suas enzimas para 
degradar compostos poluentes. Pode também ser 
definida como todo o processo que usa micro-
organismos, fungos, plantas, algas verdes ou suas 
enzimas para que o ambiente contaminado retorne a 
sua condição original.
BIORREMEDIAÇÃO 
� Apesar de fundamentadas em um único processo 
básico (biodegradação), as técnicas de 
biorremediação envolvem variações de tratamentos 
"in situ" (no local) e "ex situ" (fora do local) que 
pode envolver inúmeros procedimentos. 
� A maioria dessas estratégias se aplica aos
tratamentos de superfície, enquanto algumas são
específicas para a biorremediação em sub-
superfície, como é o caso da bioventilação.
BIORREMEDIAÇÃO 
� A Biorremediação "in-situ" envolve tratar o material 
contaminado no próprio local, com introdução de 
oxigênio,nutrientes e microrganismos em galerias 
e poços de infiltração.
BIORREMEDIAÇÃO 
� A biorremediação "ex-situ" consiste na remoção do 
material contaminado para tratamento em local 
externo ao de sua origem. Não correndo riscos de 
danos ao meio ambiente. 
� O processo se inicia com a redistribuição do solo 
em camadas sendo irrigado com nutrientes e 
bactérias. 
� Há controle rigoroso da lixiviação e escoamento 
superficial do material contaminado sendo, 
portanto, mais seguro e próprio para tratamento de 
solos contaminados.
BIORREMEDIAÇÃO 
� A biorremediação "ex-situ“:
BIORREMEDIAÇÃO 
� Vários contaminantes podem ser tratados 
biologicamente com sucesso. Estes incluem 
petróleo bruto, hidrocarbonetos do petróleo como 
gasolina (que contém benzeno, xileno, tolueno e 
etilbenzeno (BTEX)) óleo diesel, combustível de 
avião, preservativos de madeira, solventes 
diversos, lodo de esgoto urbano industrial, entre 
outros.
BIORREMEDIAÇÃO 
Tipos ou estratégias para biorremediação:
� Passiva: Consiste na degradação natural 
pelos micro-organismos indígenas do solo;
� Bioestimuladora: Consiste na adição de 
nutrientes como N e P para estimular os micro-
organismos indígenas, aumentando sua 
população. Promove o aumento da atividade 
metabólica na degradação de contaminantes.
BIORREMEDIAÇÃO 
� Bioventilação: É uma forma de 
bioestimulação por meio da adição de gases 
estimulantes, como O2 e CH4, para aumentar a 
atividade microbiana decompositora.
BIORREMEDIAÇÃO 
� Bioaumentação: Consiste na mistura 
específica de micro-organismos em ambientes 
contaminados para iniciar o processo da 
biorremediação. 
� É a inoculação do local contaminado com 
micro-organismos selecionados para 
degradação do contaminante.
BIORREMEDIAÇÃO 
� Landfarming: Consiste em aplicar à área 
contaminada uma camada arável do solo, 
onde se concentram 90% dos micro-
organismos que usam os contaminantes como 
fonte de energia e assim os biodegradam;
� A matriz contaminada é misturada ao solo por 
aração e as condições físico-químicas do solo 
(água, aeração e nutrientes) ajustadas para 
maximizar a atividade heterotrófica. 
BIORREMEDIAÇÃO - Landfarming
� Cria-se assim a camada reativa chamada zona 
de tratamento fazendo com que esta camada de 
solo atue como biorreator natural. 
� É empregado com elevada eficiência no 
tratamento de rejeitos industriais, especialmente 
na indústria petroquímica.
BIORREMEDIAÇÃO 
� Compostagem: É o uso de microrganismos 
termofílicos aeróbios em pilhas construídas 
para degradar o contaminante.
Principais Dificuldades para o Sucesso dos 
Tratamentos Biológicos de Solos Contaminados
� Heterogeneidade do rejeito: os rejeitos são 
distribuídos de modo heterogêneo no solo e o 
contaminante pode estar em uma forma não 
acessível;
� Concentração do contaminante: 
contaminantes podem estar presentes em 
concentrações variadas (de muito baixa a 
muito alta). Se muito alta, pode ser tóxica e 
inibir o crescimento microbiano;
Principais Dificuldades para o Sucesso dos 
Tratamentos Biológicos de Solos Contaminados
� Persistência e toxidade: tratamentos biológicos 
são eficientes para remover matérias 
biodegradáveis e de baixa toxidade;
� Condições adequadas para o crescimento 
microbiano: atividade microbiana suficiente 
para promover adequada degradação exige 
condições ambientais favoráveis como por 
exemplo, umidade, temperatura e aeração do 
solo.