Poluição dos Solos e seus Poluentes

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Química Ambiental
Ana Cecília 
Bulhões Figueira
Aula 10
Sumário
Poluição dos Solos
Tipos e fontes de poluentes
Meio urbano e meio rural
Consequências da poluição
Remediação de solos contaminados
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Poluição dos solos
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	Sinônimos: Solo poluído; Área degradada; Sítio contaminado; Solos contaminados; Terrenos contaminados.
	Distinção entre ambientes rurais e urbanos (diferentes atividades antrópicas)
	Rural: Produção de alimentos – agropecuária
	Urbana: Solo é tido como depósito de lixo e resíduos sólidos
	A poluição é diferente em cada tipo de ambiente
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	Meio Rural: Principais problemas relacionam-se com atividades agropecuárias
	O uso de fertilizantes sintéticos e defensivos agrícolas é a principal causa de poluição rural
	Fertilizantes sintéticos: são os principais poluentes do solo. 
	Podem liberar cátions H+ nos solos, aumentando a acidez dos mesmos (causa diminuição da fertilidade). 
Poluição dos solos
A acidez dos solos
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A ACIDEZ influencia na fertilidade do solo!
Os solos brasileiros são normalmente ácidos e com baixa disponibilidade de nutrientes. 
Assim, metais: Al e Mn tornam-se tóxicos devido a maior solubilidade (disponibilidade).
A acidez diminui a população de micro-organismos que são responsáveis pela decomposição da MO.
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Em solos ácidos, a capacidade de troca de cátions Capacidade de Troca Iônica – CTC é baixa; 
A acidez pode ser medida pela [H+] dissociado na solução do solo, expressa em valores de pH. 
Quanto mais baixo for o pH do solo, maior a concentração de [H+].  pH = -log [H+]
A acidez dos solos
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A acidificação do solo ocorre de várias maneiras: 
	Dissociação do gás carbônico que está presente no solo: 
	Uso dos fertilizantes aplicados no solo, como o caso dos amoniacais NH4 que liberam H+:
CO2 + H2O  H+ + HCO3-
2NH4+ + 3O2  2NO2- + 2H2O + 4H+
A acidez dos solos
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3) hidrólise do al3+ que libera H+: 
	A oxidação da amônia (NH3) que se converte em nitrato, liberando H+.
Al3+ + 3H2O  3H+ + Al(OH)3
2NH3 + 3O2  2NO3- + 6H+
A acidez dos solos
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O pH dos solos pode sofrer alterações pelas atividades ANTRÓPICAS  emissões de SO2 que oxidado no ar produz SO3(g):
SO3(g) + H2O(l)  H2SO4(aq)
CHUVA ÁCIDA
	Liberação de H+ no solo
	Troca iônica com Al3+ e Mn2+ (TÓXICOS aos vegetais)
	Clorose nas folhas (alteração de pigmentos)
A acidez dos solos
Poluição dos solos - Meio Rural
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	Fertilizantes sintéticos
	Absorção nunca é 100%! 
	O excesso de nutrientes atinge o solo e o lençol freático (enriquecendo-o com nutrientes)
Água rica em nutrientes atinge rios e mananciais
Prolifera algas na superfície do corpo hídrico 
Aumenta o consumo de O2 dissolvido
Eutrofização
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	Defensores agrícolas ou agroquímicos
	Problema de saúde pública!!
	São classificados de acordo com a praga que combatem: inseticidas, fungicidas, herbicidas, acaricidas, vermicidas.
	São seletivos a determinadas pragas ou vegetais, com intuito de aumentar a produtividade agrícola. 
Poluição dos solos - Meio Rural
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	O Brasil é o país q MAIS usa agroquímicos no mundo.
Grandes problemas associados ao uso de agrotóxicos:
Resistência à decomposição
Toxicidade ao consumo
Poluição dos solos - Meio Rural
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Pulverização via aviões tem sido discutida pelas consequências que podem gerar.
Se o AGROQUÍMICO não for tópico  Penetra no alimento
Consequências para o consumidor final do alimento
Figura 1: Pulverização de bananeiras com uso de aviões. Excesso de tóxicos. 
Fonte: http://www.google.com
Poluição dos solos - Meio Rural
Risco do uso de agroquímicos
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 consumo final, dos humanos, já que estas substâncias podem gerar uma infinidades de doenças.
Figura 2: Comparação entre solo orgânico (sem agrotóxicos) e com agrotóxicos.
Fonte: Revista National Geographic
Poluição dos solos - Meio Rural
INSETICIDAS
	Dividem-se em grupos de acordo com sua classificação química
	ORGANOCLORADOS: SÃO PROIBIDOS intensa toxicidade e alto tempo de retenção!
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Figura 3: Primeiros agrotóxicos organoclorados sintéticos. 
Quím. Nova [online]. 2007, vol.30, n.1, pp. 159-170.
Poluição dos solos - Meio Rural
DDT (1939): Altamente eficiente!
	Uso proibido na década de 70.
	Até hoje, encontra-se resquícios de seu uso nos solos, parte pela não degradação e parte pelo uso clandestino que ainda há. 
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Poluição dos solos - Meio Rural
ORGANOFOSFORADOS: Apresentam uma certa seletividade em sua toxidez para os insetos (Aedes aegypti – mosquito da dengue)
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Figura 4: Inseticidas organofosforados sintéticos. 
Quím. Nova [online]. 2007, vol.30, n.1, pp. 159-170.
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	CARBAMATOS: São específicos em sua toxidez para os insetos e de baixa toxicidade para os ver­tebrados de sangue quente.
	FUNGICIDAS: Sais de cobre (uso mais antigo) 
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Poluição dos solos - Meio Rural
HERBICIDAS: Derivados do ácido fenoxiacético: 2,4D; 2,4,5T; Picloram. 
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Ácido 2,4,5 – triclorofenoxiacético
(2,4,5-T)
Ácido 2,4-diclorofenóxiacético 
(2,4-D)
Ácido 4-Amino- 3,5,6-tricloro-2-piridincarboxílico
(Picloram)
Poluição dos solos - Meio Rural
HERBICIDAS: 2,4-D e 2,4,5-T foram usados na guerra do Vietnã (1954-1975)
“Agente Laranja”
Provoca desfolhamento de vegetações, impedindo a fotossíntese
Intuito de devastar para visualizar combatentes
Usados em quantidades 10x maiores que as indicadas
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Poluição dos solos - Meio Rural
HERBICIDAS: 2,4-D e 2,4,5-T foram usados na guerra do Vietnã (1954-1975)
“Agente Laranja”
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Figura 5: Helicóptero espalhando agente laranja numa floresta em Mekong (1969).
Brian K. Grigsby, SPC5, Photographer - acervo do National Archives and Records Administration
Provocou sequelas irreversíveis, sobretudo malformações congênitas, câncer e síndromes neurológicas em crianças, mulheres e homens vietnamitas.
Poluição dos solos - Meio Rural
SALINIZAÇÃO – solos se transformando em desertos!!!
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IRRIGAÇÃO inadequada de solos rasos
Nutrientes atingem o lençol freático
Evaporação da água deposita nutrientes no solo
Alteram o metabolismo dos vegetais
Solo infértil
Figura 6: Salinização dos solos. Desertificação.
Fonte: http://www.google.com
Poluição dos solos - Meio Rural
 O solo urbano é tido como um depósito de Resíduos ou de Lixo!
A Poluição urbana envolve inúmeros compostos:
diferentes naturezas químicas;
inúmeras atividades (comercial, industrial, domiciliar, serviços...);
Os resíduos sólidos são classificados por:
	Fonte geradora
	Periculosidade (risco ao meio ambiente e à saúde pública)
	Composição físico-química e biológica
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Poluição dos solos - Meio Rural
Está associado:
Crescimento populacional;
Incremento das atividades industriais;
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Quanto mais rica e desenvolvida uma região, mais resíduos ela produz!!!
O aumento na geração de resíduos 
é um fenômeno mundial!
Figura 7: Aumento de população e renda na geração de resíduos sólidos.
Fonte: Cliparts Office.com, acessado em 25/08/2014.
Poluição dos solos - Meio Rural
Lei nº 12.305/10: Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) 
Prevê a prevenção e a redução na geração de resíduos sólidos, promovendo o conceito dos 3R: 
	Reduzir
	Reutilizar
	Reciclar
Ou oferecer destinação adequada ao rejeito que não pode ser aproveitado.
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Poluição dos solos - Meio Rural
Destinação dos resíduos sólidos:
LIXÕES A CÉU ABERTO
ATERROS SANITÁRIOS
TRATAMENTOS TÉRMICOS
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Poluição dos solos - Meio Rural
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Lixões a céu aberto
	São depósitos de lixo a céu aberto, localizados em:
 vales, terrenos baldios, à beira de rios, lagos.
	O lixo é depositado sem cuidados ambientais ou sanitários. Ainda há grande incidência de uso (~17% ou 33.000 ton/dia).
	São extremamente nocivos ao meio ambiente, pois geram impactos diversos: 
	Disseminação de doenças
	Contaminação do solo e água
	Mal cheiro e poluição visual
	Produção de chorume
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Aterros Sanitários
	Boa alternativa para os resíduos não reutilizáveis ou não recicláveis, desde que não tóxicos!
	Consiste no enterramento de resíduos cobrindo-o com terra, argila e vegetação
	Tem o terreno impermeabilizado paraevitar contaminação com chorume
	Tem linhas de captação de gás, águas pluviais e chorume
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Tratamento Térmico de Resíduos
Processos de decomposição dos resíduos a temperaturas acima de 800°C.
TÉCNICAS DE TRATAMENTO TÉRMICO
	Incineração
	Pirólise
	Tecnologia de plasma
	Autoclave 
	Micro-ondas
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Tratamento Térmico de RSU
INCINERAÇÃO
	Consiste na combustão de RSU em sistema fechado, na presença de O2, usando combustível auxiliar.
	Produz cinzas e gases e líquidos.
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	VANTAGENS DA INCINERAÇÃO:
	Redução imediata de 80-90% no volume de resíduos
	Possibilidade de instalação em locais próximos à geração (evita custos de transporte)
	Economia de espaço (comparada a aterros)
	Em alguns casos, aproveita-se a geração de energia
	É possível controlar emissões de gases com filtros específicos
Tratamento Térmico de RSU
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	DESVANTAGENS DA INCINERAÇÃO:
	Não se pode incinerar qualquer resíduos (não combustíveis, produzem emissões tóxicas)
	Controle dificultado de metais pesados (As, Cr, Cd, Cu, Pb, Hg, Ni)
	Alto custo de operação
	A presença de certos componentes, como o Cloro (Cl) pode acarretar na produção de compostos altamente tóxicos (Dioxinas e Furanos)
Tratamento Térmico de RSU
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	Conjunto de processos físicos, químicos, biológicos e térmicos que visam a restauração das condições naturais de um local contaminado com poluentes. 
	Essa restauração pode se dar por meio de processos induzidos artificialmente (tecnologias de tratamento) ou através da atenuação geoquímica natural.
Remediação de Solos Contaminados
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A Fixação de Metais Pesados aos Solos 
Os metais pesados são retidos no solo por três vias: 
	por adsorção sobre as superfícies das partículas minerais; 
	por complexação pelas substâncias húmicas das partículas orgânicas e,
	por reações de precipitação;
Remediação de Solos Contaminados
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Tecnologias de remediação de solos: Retenção, mobilização, destruição e biorremediação
	Retenção in situ: isolamento dos resíduos do local afetado.
	Cobertura do local contaminado;
	Colocação de retenções
	Retenção ex situ: colocação do solo escavado em aterro especial. 
Remediação de Solos Contaminados
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Biorremediação: É o uso de organismos vivos, sobretudo micro-organismos, para degradar resíduos ambientais. 
	Usada para a remediação de depósitos de lixo e solos contamina­dos com compostos orgânicos semivoláteis.
Remediação de Solos Contaminados
Fechamento
Poluição dos Solos
Tipos e fontes de poluentes
Meio urbano e meio rural
Consequências da poluição
Remediação de solos contaminados
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Química Ambiental
Ana Cecília 
Bulhões Figueira
Atividade 10
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É possível reverter a ACIDEZ dos solos
Reações de NEUTRALIZAÇÃO (CALAGEM)
Processo de tratamento com cal (CaO ou CaCO3)	
2H+ + CaO → Ca2+ + H2O
2H+ + CaCO3 → Ca2+ + CO2 + H2O
CALAGEM dos solos
Usado no Cerrado brasileiro na década de 70  transformou um solo impróprio ao cultivo em uma terra altamente produtiva!!!
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Exercício de Aula
Calcule o número de mols de 1000 kg de cal hidratada (Ca(OH)2), que foi utilizada para corrigir a acidez de um solo.
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RESOLUÇÃO
	Em meio aquoso, a cal hidratada dissocia-se, produzindo íons OH-:
	A reação de neutralização é dada por:
Conhecendo-se a massa molar do Ca(OH)2 = 74 gmol-1, calcula-se o número de mols pela relação:
H+(aq) + OH-(aq) → H2O(l)
n = 13.514 mols de Ca(OH)2 
Ca(OH)2 (aq) Ca2+(aq) + 2OH-(aq)
Basicidade dos solos
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A BASICIDADE também influencia na fertilidade do solo!
 Solos podem ser altamente alcalinos pelo excesso do uso de fertilizantes.
Pode-se tratar a basicidade com adição de S (libera H+ ao oxidado por bactérias produzindo SO42-):	
ou pela adição de Fe2(SO4)3 ou Al2(SO4)3:	
2S(s) + 3O2 + 2H2O → 4H+ + 2SO42- 
Fe3+ + 3H2O → Fe(OH)3(s) + 3H+