UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA ESCOLA POLITÉCNICA MESTRADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL URBANA

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA ESCOLA POLITÉCNICA MESTRADO EM ENGENHARIA AMBIENTAL URBANA THAYNARA SANTANA RABELO ESTUDO DA CONTAMINAÇÃO REMANESCENTE DE CHUMBO E CÁDMIO NO MUNICÍPIO DE SANTO AMARO BA Salvador 2009

2 THAYNARA SANTANA RABELO ESTUDO DAS CONTAMINAÇÃO REMANESCENTE DE CHUMBO E CÁDMIO NO MUNICÍPIO DE SANTO AMARO BA Seminário apresentado ao Programa de Mestrado em Engenharia Ambiental Urbana da Escola Politécnica da Universidade Federal da Bahia, como requisito parcial para a obtenção do Título de Mestre em engenharia ambiental urbana. Orientador: Prof. Dr. Sandro Lemos Machado. Coorientador: Dr. Roberto Bagattini Portella Salvador 2009

3 LISTA DE FIGURAS Figura 01 Variação da concentração de chumbo no solo ao longo de uma das colunas de ensaios realizados no Projeto Purifica (MACHADO, 2002)...11 Figura 02 Localização da cidade de Santo Amaro no estado da Bahia (Fonte: BRASIL, 2009)...18 Figura 03 Depósito de escória antes e depois do encapsulamento (Fonte: CARVALHO, 2009)...20 Figura 04 Flagra de exposição de escória durante obras de saneamento (fotos tiradas pela autora em 12/03/2009)...21 Figura 05 Escória da Plumbum (2008)...23 Figura 06 Planta da Cidade de Santo Amaro com especificações dos pontos de amostragem no solo devido aos estudos das emissões atmosféricas ( Fonte: GEOAMB)...31 Figura 07 Foto aérea evidenciando o Rio Subaé e os pontos de coleta...33 Figura 08 Gráfico da média das concentrações de chumbo no solo em função das concentrações simuladas das emissões atmosféricas da fábrica...39 Figura 09 Plumas de concentração obtidas para o cádmio...40 Figura 10 Plumas de concentração obtidas para o chumbo...41 Figura 11 Fotos dos pontos DA03, DA07 e DA Figura 12 Mapa da Cidade de Santo Amaro Destaque para os pontos máximos e mínimos da literatura...44 Figura 13 Gráfico da Concentração de chumbo no solo superficial por concentração no ar estabelecida na simulação da dispersão atmosférica, considerando 'Área Urbana', 'Área Sem influência da Escória' e 'Áreas com presença de escória'...45 Figura 14 Gráfico da Concentração de cádmio no solo superficial por concentração no ar estabelecida na simulação da dispersão atmosférica, considerando 'Área Urbana', 'Área Sem influência da Escória' e 'Áreas com presença de escória'...46 i

4 Figura 15 Pluma de concentração de chumbo utilizando os dados de dispersão atmosférica e considerando os valores obtidos pela Literatura...46 Figura 16 Pluma de concentração de cádmio utilizando os dados de dispersão atmosférica e considerando os valores obtidos pela Literatura...47 Figura 17 Gráfico da concentração de chumbo (mg/kg) em função da profundidade da amostra de solo...49 Figura 18 Gráfico da concentração de cádmio (mg/kg) em função da profundidade da amostra de solo...49 ii

5 LISTA DE QUADROS Quadro 01 Exemplos de Contaminações de solo no mundo (MAGALHÃES1, 2000; SANCHEZ2, 2001; Machado et al3, 2003; Cunha, 20034; Freitas et al5, 2006; PORTELLA6, 2007; Di Giulio et al7., 2008)...6 Quadro 02 Valores orientadores para contaminação de solos (Adaptado de Cunha, 2003 e CETESB, 2005)...8 Quadro 03 Biomarcadores de exposição e efeito para o chumbo e parâmetros de normalidade aceitos pela legislação brasileira (FUNASA, 2003; BRASIL, 1994)...15 Quadro 04 Relação de efeitos e Concentrações de Chumbo no Sangue (FUNASA, 2003(1); CUNHA, 2003(2); PRÜSSÜSTÜN, 2004 (3).; WHO, 1995(4)).15 Quadro 05 Valores de concentração média de chumbo no solo superficial em uma jarda quadrada (~0,84 m²) a qual a percentagem de crianças de um a dois anos com mais ou igual do que 10µg/dL é estimada em 1%, 5% e 10% segundo o modelo IEUBK (Machado, 2002)...17 Quadro 06 Valores médios, máximos e mínimos encontrados nos solos dos Quintais de Santo Amaro...36 Quadro 07 Comparação das Concentrações de Cádmio no solo com a Legislação da CETESBSP...38 Quadro 08 Comparação das Concentrações de Chumbo no solo com a Legislação da CETESB...38 Quadro 09 Compilação dos valores máximos e mínimos de concentração de cádmio e chumbo no solo de Santo Amaro encontrados na literatura...43 Quadro 010 Cronograma do Trabalho...51 iii

6 LISTA DE TABELAS Tabela 01 Processos que controlam o transporte de contaminantes (MACHADO, 2002)...9 iv

7 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS...i LISTA DE QUADROS...iii LISTA DE TABELAS...iv SUMÁRIO...v 1 INTRODUÇÃO JUSTIFICATIVA OBJETIVOS Objetivo Geral Objetivos Específicos REFERENCIAL TEÓRICO Breve histórico da contaminação de solos Transporte de Contaminantes Toxicologia O Caso de Santo Amaro da Purificação Características Gerais Breve histórico da contaminação Caracterização da escória METODOLOGIA Análise da Contaminação de solo remanescente na área Urbana Análise das Ruas de Santo Amaro Análise das Casas e Quintais: Análise da influência das antigas emissões atmosféricas nos valores atuais de concentração de chumbo e cádmio no solo:...30 v

8 5.3 Análise de Rotas de Contaminação ativa nos Sedimentos do Rio Subaé RESULTADOS E DISCUSSÕES Análise de Rotas de Contaminação ativas na área Urbana Análise das Ruas de Santo Amaro Análise das Casas e Quintais: Análise da influência das antigas emissões atmosféricas nos valores atuais de concentração de chumbo e cádmio no solo Comparação dos Resultados Análise de Rotas de Contaminação ativa nos Sedimentos do Rio Subaé CONCLUSÃO CRONOGRAMA...51 REFERÊNCIAS...52 APÊNDICE A COMUNICADO...57 APÊNDICE B QUESTIONÁRIO...59 APÊNDICE C CROQUIS QUINTAL...62 APÊNDICE D MAPAS DAS PLUMAS DE CONTAMINAÇÃO NO SOLO...63 vi

9 1 INTRODUÇÃO Segundo a primeira lei da termodinâmica a matéria não se cria nem se elimina, ela se transforma. Já a segunda lei da termodinâmica determina que em todo processo existe perda energia, ou seja, a energia mais nobre é perdida dando lugar a energia menos nobre. E são essas duas leis que regem todos os processos físicoquímicos que ocorrem na natureza. A partir delas, fica claro o que ocorre nas atividades humanas e as perdas a que elas estão condicionadas, ou seja, todo processo gera resíduo. Ao mesmo tempo, a sociedade tem se preocupado, cada vez mais, com esses processos e a relação do homem com o meio ambiente, tendo chamado atenção o uso indiscriminado de recursos naturais e a falta de atenção dada aos resíduos nas últimas décadas, que geraram um passivo ambiental de enorme impacto sobre a sociedade atual. Apesar dos esforços e da geração de novas tecnologias que visam controlar as emissões e a produção de efluentes e resíduos, muito há que ser feito para atingirmos o tão sonhado desenvolvimento sustentável, onde será possível o equilíbrio das necessidades humanas sem exaurir os recursos naturais. Historicamente, o solo tem sido utilizado por gerações como receptor de substâncias resultantes da atividade humana, seja de forma planejada (aterros sanitários e industriais) ou não (acidentes, passivos ambientais, etc). Com o aparecimento dos processos de transformação em grande escala a partir da Revolução Industrial, a liberação descontrolada de poluentes para o ambiente e sua consequente acumulação no solo e nos sedimentos sofreu uma mudança drástica de forma e de intensidade, explicada pelo aumento dos resíduos gerados das atividades urbanas, industriais e agrícolas (CETESB,2009). Porém, a preocupação com as consequências ambientais decorrentes desses fenômenos, especialmente no solo, só recentemente tem sido discutida. Cada vez mais o solo é considerado um recurso limitado, fundamental no ecossistema mundial. Assim, o conceito de protegêlo tem sido objeto de intensas discussões e faz parte da agenda política de diversos países (CETESB,2009). Entretanto, em alguns países, esta realidade é bem diferente. O Brasil, por exemplo, as poucas iniciativas legislativas no âmbito federal restringese basicamente a solos 1

10 e águas subterrâneas contaminadas com produtos derivados do petróleo e produtos agrotóxicos. Contudo, observamse iniciativas que pretendem mudar este cenário. É o caso do Estado de São Paulo, que ampliou sua normativa inserindo diversas substâncias e elementos químicos (CETESB, 2009), que através de uma cooperação técnica com a Holanda gerou uma série de documentos estabelecendo limites e valores de referência para a contaminação do solo e procedimentos para identificação e gerenciamento dos sítios contaminados e mais recentemente o Plano Nacional de Prevenção, Preparação e Resposta Rápida a Acidentes Ambientais (P2R2) criado em 2007 pelo Ministério do Meio Ambiente e que pretende identificar e monitorar àreas onde existam risco de contaminação por produtos perigosos. Muitas são as fontes de contaminação do solo, sendo as atividades de mineração e de processamento de minérios um dos problemas mais recorrentes na literatura. Tal fato está relacionado, principalmente, ao seu grande potencial para perturbar ou alterar os ciclos naturais dos elementos químicos no ambiente, ocasionando a acumulação dos metais tóxicos nas águas, sedimentos, solos, na atmosfera e, consequentemente, no organismo dos homens e animais, através da ingestão de água e alimentos e da inalação de partículas de poeira (CUNHA, 2003). Um dos casos de contaminação devido a indústria de mineração ocorreu em Santo Amaro, objeto de estudo deste trabalho, entre os anos de 1856 e 1993, pela Plumbum Mineração e Metarlugia Ltda, antiga Companhia Brasileira de Chumbo COBRAC. Para se ter uma idéia do passivo gerado pela Cobrac, Anjos (1998) afirma que, entre os anos de , a empresa produziu uma média de 15 mil toneladas de chumbo e, como consequência do processo, 14 mil toneladas de escória. Tal passivo ambiental vem sendo estudado desde a década de 70, tanto do ponto de vista de saúde humana quanto do meio ambiente. Apesar de decorridos cerca de 16 anos do fechamento da fábrica e da enorme gama de trabalhos publicados sobre o assunto, persistem dúvidas sobre a contaminação residual ainda ativa na cidade, bem como acerca de suas principais causas e consequências. Neste trabalho pretendese estudar a contaminação remanescentes no sítio urbano e no entorno de Santo Amaro, buscandose avaliar e separar, ainda que de forma semiquantitativa, as contribuições provenientes da deposição de escória e das antigas emissões atmosféricas geradas pela COBRAC nos valores de concentração de chumbo e cádmio detectados no solo superficial. 2

11 2 JUSTIFICATIVA Apesar de diversos trabalhos na cidade de Santo Amaro, referentes à contaminação derivada da produção de chumbo pela Plumbum e de seus efeitos deletérios à população, já terem sido realizados, a importância e gravidade do caso e a existência de dúvidas sobre a origem da contaminação do solo superficial da cidade e de seu entorno, tem motivado acalorado debate entre os pesquisadores do assunto. Embora haja um consenso sobre o fato de que a exposição da população aos particulados em suspensão, ricos em chumbo, seja uma das rotas de contaminação remanescentes mais importantes a serem debeladas, muitos acreditam ser de menor importância a influência da deposição e uso desordenados de escória como material de aterro na zona urbana da cidade nos valores de concentração de chumbo e cádmio no solo. Estas dúvidas têm inviabilizado a tomada de ações de engenharia para a mitigação do problema e prejudicado em muito a execução de uma análise de custo/benefício pautada em elementos sólidos e pouco contestáveis. Por outro lado, podese afirmar que a contaminação residual originada pelas emissões de material particulado lançadas à atmosfera na época de funcionamento da fábrica nunca foram estudadas. Em razão disso, viuse a necessidade de se mensurar o grau de contaminação das áreas ao redor da fábrica e quais as consequências potenciais derivadas daquelas emissões para a saúde da população e para o meio ambiente. O conhecimento do alcance deste tipo de contaminação tem benefícios práticos diretos, como o zoneamento da área do entorno da cidade, considerandose as finalidades de uso dos solos para a agricultura, indústria e/ou como área residencial. Este trabalho está inserido na linha de pesquisa: Estudo das rotas de contaminação remanescentes nos arredores da cidade e na zona urbana de Santo AmaroBA, do Laboratório de Geotecnia Ambiental da Universidade Federal da Bahia, e agregará subsídios importantes dentro da linha de investigação atualmente conduzidas no GEAOMB e na Linha de Pesquisa de Geotecnia Ambiental do Mestrado em Engenharia Ambiental Urbana da UFBA. 3

12 3 OBJETIVOS 3.1 Objetivo Geral Avaliar a contaminação remanescente no solo superficial da área urbana e no entorno da cidade de Santo Amaro proveniente da deposição das emissões atmosféricas e da utilização indiscriminada da escória produzida por uma fundição instalada na cidade e seus possíveis efeitos sobre a saúde humana. 3.2 Objetivos Específicos Avaliar os níveis da contaminação por chumbo e cádmio no solo superficial e comparálos com os valores de referência da CETESB (2005) e de outras fontes; Comparar os valores obtidos neste estudo com valores encontrados em estudos anteriores, de forma a se detectar eventuais tendências de atenuação natural; Identificar, ainda, as fontes contaminação proveniente das antigas emissões atmosféricas e as provenientes da escória espalhada pelas ruas e quintais da cidade, comparandoas entre si; Propor um zoneamento que determine padrões de uso do solo, relacionados ao passivo nos arredores da antiga fábrica, tanto em zona rural bem como na urbana, de forma a minimizar os efeitos negativos sobre a saúde da população e ao meio ambiente; Sugerir alternativas para a redução/eliminação da contaminação determinada dentro do escopo do trabalho de modo a reduzir os impactos sobre a população de Santo Amaro. 4

13 4 REFERENCIAL TEÓRICO 4.1. Breve histórico da contaminação de solos A questão da contaminação do solo e das águas subterrâneas, devido à disposição inadequada de efluentes e resíduos, tem sido objeto de grande preocupação nas três últimas décadas em todo o mundo, principalmente em países industrializados, destacandose a Inglaterra, Estados Unidos, Alemanha, Holanda e França (OLIVEIRA et al., 2005). Nestes países, esta questão tornouse um problema econômico e de saúde pública, levando à criação de diversos mecanismos para o reconhecimento, manejo e redesenvolvimento dos sítios contaminados (CETESB, 1999; OLIVEIRA et al., 2005). Porém, este reconhecimento de que a qualidade do solo também pode representar riscos e problemas para saúde humana e ambiental só se consolidou muito depois da poluição das águas e do ar terem sido objeto de vasta e detalhada investigação, culminando com uma legislação abrangente e a consolidação de órgãos ambientais especializados para aplicála (SANCHEZ, 2001). Historicamente, um dos principais casos de contaminação do solo ocorreu em Love Canal, na cidade americana Niagara Falls considerado um marco nos estudos de áreas contaminadas. Entre os anos de 1942 e 1953 foram depositados mais de t de resíduos com substâncias perigosas, entre as quais DDT, solventes, PCB, dioxinas e metais pesados. Quando o aterro se esgotou, em 1953, foi coberto com terra e após dois anos o terreno foi vendido por um preço simbólico à Comissão Escolar de Niagara Falls (BECK, 1978; SANCHEZ, 2001). Após a venda foi construída uma escola e no final da década de setenta existiam no Love Canal cerca de 800 moradias, 240 apartamentos e 3 escolas. Em 1978, exames médicos mostraram alterações cromossômicas nos residentes e foram identificadas diversas doenças na população, sendo, então, essa zona declarada área de emergência médica. A cidade foi evacuada e a partir desse acidente surgiu a primeira lei para áreas contaminadas. (PORTELLA, 2007; COSTA, 2008). 5

14 Fatos semelhantes ocorreram por todo mundo tornando evidente que a liberação de substâncias perigosas causariam efeitos adversos na saúde de pessoas expostas a essas substâncias. Em reação, políticos de alguns países responderam através da busca pelo controle do risco causado pela poluição, que deveria ser removida ou contida, gerando legislação pertinente e considerando viabilidade técnica (Magalhães, 2000). No Quadro 01 apresentase alguns destes locais onde houve casos de contaminação e seus principais poluentes. Quadro 01 Exemplos de Contaminações de solo no mundo (MAGALHÃES1, 2000; SANCHEZ2, 2001; Machado et al3, 2003; Cunha, 20034; Freitas et al5, 2006; PORTELLA6, 2007; Di Giulio et al7., 2008). Local Poluente (1,2,6) Love Canal, Niagara Falls, EUA Substâncias perigosas, entre as quais DDT, solventes, PCB, dioxinas e metais pesados Lekkerkerk, Holanda(1,2,6) Vizcaya, Espanha Malmö, Suécia Hidrocarbonetos aromáticos (6) Pesticida (2) Dortmund, Alemanha Pesticidas (2) Químicos Orgânicos LaSalle, Canadá(2) Resíduos Urbanos SaintJenasur Richilieu, Canadá (2) Chumbo Cubatão e São Vicente, São Paulo, Brasil São Caetano do Sul, São Paulo, Brasil Santo Amaro, Bahia, Brasil (1,3) (2) (2) Agrotóxicos Resíduos de Indústria química Metais Pesados Vale do Ribeira, São Paulo e Paraná, Chumbo Brasil(4,7) Cidade dos Meninos,Rio de Janeiro, BHC Hexaclociclohexano Brasil(1,2) Bauru, São Paulo, Brasil(4) Chumbo Canoas, Rio Grande do Sul, Brasila Itaguaí, Rio de Janeiro, Brasil (1) (1) Organoclorados Metais Pesados O desenvolvimento industrial levou à produção de quase 9 milhões de novos compostos químicos, dos quais cerca de 100 mil são utilizados correntemente. A poluição originada em atividades industriais, na inadequada gestão de resíduos, ou na agricultura intensiva, é responsável pela destruição das funções vitais de muitos milhões de hectares de solos e de um número incalculável de aquíferos reservatórios subterrâneos que são a melhor reserva estratégica de água potável do planeta (COSTA et al., 1999). Nos países da América do Norte e da Europa, após os desastres citados anteriormente, foram criadas leis para a regulamentação das áreas contaminadas e programas 6

15 para identificação, monitoramento e remediação das mesmas. Nos Estados Unidos e na Holanda, por exemplo, houve a implantação de regras específicas para avaliação de áreas degradadas que levam em consideração ferramentas como a análise de risco na tomada de decisões. Deste modo, os padrões são estabelecidos considerando as condições e os riscos do local contaminando (CORSEUIL & MARINS, 1997). Segundo Costa (2008), estimase que na União Europeia possua mais de sítios contaminados, dos quais já são objeto de remediação, a que se somarão quase dois milhões de sítios potencialmente contaminados já identificados e cerca de três milhões de sítios com atividades potencialmente contaminantes. Já nos Estados Unidos, a EPA contabilizou cerca de 77,000 áreas contaminadas em 2004 e estimou um aumento para 294,000 até 2033 (OLIVEIRA &MORITA, 2008). Entretanto, nas demais partes do globo tal levantamento não tem sido tão eficiente. Um estudo do PNUD1 revelou que apesar de 78% dos países consultados considerarem a contaminação do solo como um problema sério, apenas 28% destes países possuíam regulamentos e procedimentos que tratavam do mesmo assunto (BUTLER, 1996 apud PORTELLA, 2007). Além das dificuldades técnicas, a questão política se reveste de grande importância, pois, se não for adequadamente conduzida, o controle da poluição ficará muito prejudicado e terá consequências irreversíveis para a ciclagem de nutrientes (ciclo do carbono, nitrogênio, fósforo) na natureza e ciclo da água, prejudicando a produção de alimentos de origem vegetal e animal. (CETESB, 2009). O Brasil, por exemplo, possui um extenso território onde não se tem acesso regular a ocorrências nem há legislação específica no âmbito Federal que aborde a questão das áreas contaminadas ou potencialmente contaminadas, seus números de registros e caracterizações de sítios contaminados inventariados. Contudo, observase algumas iniciativas do governo federal, como o Plano Nacional de Prevenção, Preparação e Resposta Rápida a Acidentes Ambientais (P2R2) que tem por objetivo mapear áreas de risco de contaminação por resíduos perigosos, e gerar estratégias, junto os vários níveis de governo e a iniciativa privada, para prevenção, preparação e resposta a acidentes ambientais e do estado de São de Paulo, onde foi criada uma legislação especifica e as áreas contaminadas são 1 Programa das Nações Unidas para o Desenvolvimento 7

16 gerenciadas pela CETESB2 que possui, segundo seu último levantamento em novembro de 2008, cerca de áreas potencialmente contaminadas, sendo que destas 95 estão em processos de descontaminação e 87 foram reabilitadas (CETESB, 2009) Contudo, segundo Oliveira & Morita (2008), poucos casos fora do eixo São Paulo foram registrados. Na Bahia, destacase o caso de Santo Amaro da Purificação localizada no recôncavo baiano, às margens do rio Subaé, objeto de estudo deste trabalho. Estas iniciativa dão início ao encaminhamento de soluções para áreas contaminadas por parte dos órgãos que possuem a atribuição de administrar os problemas ambientais. Devese, dessa maneira, contemplar um conjunto de medidas que assegurem tanto o conhecimento de suas características e dos impactos por elas causados quanto da criação e aplicação de instrumentos necessários à tomada de decisão e às formas e níveis de intervenção mais adequados, sempre com o objetivo de minimizar os riscos à população e ao ambiente decorrentes da existência das mesmas (CETESB, 2009). O Quadro 02 traz os valores de referência para solos contaminados com chumbo e cádmio, estabelecidos pela CETESB em Quadro 02 Valores orientadores para contaminação de solos (Adaptado de Cunha, 2003 e CETESB, 2005). Elementos Qualidade Cádmio Chumbo Chumbo Chumbo Chumbo Chumbo Chumbo <0, Origem Prevenção CETESB CETESB USA Holanda Canadá Inglaterra Alemanha 1,30 72, Agrícola 3,00 180, Intervenção Residencial Industrial 8,00 20,00 300,00 900, *Valores em mg/kg de solo seco Como pode ser visto, a adoção de valores limites de concentração de contaminantes em função do uso pretendido do solo é uma prática relativamente recente e é empregada em diversos países da Europa e nos Estados Unidos. 2 Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental do Estado de São Paulo 8

17 4.3 Transporte de Contaminantes A contaminação do solo ocorre principalmente devido a sua natureza atenuadora, que lhe confere, até certo ponto, uma capacidade de depuração e imobilização de grande parte das impurezas nele depositadas. No entanto, estes contaminantes se tornam móveis ao se ter extrapolada esta capacidade de retenção, que pode ser consequência do efeito acumulativo da deposição de poluentes atmosféricos, da aplicação de defensivos agrícolas e fertilizantes e da disposição de resíduos sólidos industriais e urbanos, podendo, então, atingir a água subterrânea e dificultando em muito a sua remoção deste compartimento ambiental. Para Portella (2007), tais características, filtrante e atenuadora da poluição, foram responsáveis também pelo atraso para a tomada de medidas para remediar a poluição do solo quando comparamos com medidas estabelecidas para água, desde o século VII, e do ar, desde o século V, que possuem relação de causaefeito muito mais evidente. No momento em que um contaminante ou poluente atinge a superfície do solo, ele pode ser adsorvido pela partícula de solo, pode contaminar a água que umidifica o solo, se acumular na forma gasosa nos vazios do solo, ser arrastado pelo vento ou pelas águas do escoamento superficial, ou lixiviado pelas águas de infiltração, passando para as camadas inferiores e atingindo as águas subterrâneas. Uma vez atingindo as águas subterrâneas, esse poluente será então carreado para outras regiões, através do fluxo dessas águas (CETESB, 2009; YONG, 2000). Dessa forma diversos processos estão associados a contaminação do solo. Uma vez dentro do solo o poluente interage com as partículas de solo através de processos químicos, físicos e biológicos que podem ora acelerar ora atenuar a poluição a depender do contaminante. Segundo Shackelford & Rowe (1998), os principais processos físicos são advecção, difusão e dispersão e os principais processos biológicos e químicos são sorção, decaimento da radiação, dissolução e precipitação, reações ácidobase, reações de complexação, hidrólise, reações de oxiredução e biodegradação (ver Tabela 01 abaixo). Assim, fica claro a quantidade de fatores que devem ser levados em consideração quando tratamos de contaminação de solo. Tabela 01 Processos que controlam o transporte de contaminantes (MACHADO, 2002). 9

18 Segundo Fostner e Wittman (1981), os minerais de argila atuam como importantes coletores e concentradores de metais pesados. Isso ocorre devido a sua grande superfície específica com carga superficial negativa que permite uma capacidade de troca catiônica entre moderada a alta. Variando com o tipo de metal, a afinidade dos metais pesados de natureza catiônica por minerais de argila, pode ser listada, em ordem decrescente como: Chumbo > Níquel > Cobre > Zinco (MACHADO, 2002). Durante a operação da Plumbum Metalurgia e, ainda hoje, temse a contaminação dos solos e das águas, superficiais e subterrâneas, no entorno da fábrica devido à presença de escória com alta concentração de chumbo e cádmio. Segundo Machado et al. (2002), estes contaminantes metálicos encontramse dissolvidos na água intersticial, absorvidos nas partículas ou na forma de íons trocáveis sobre constituintes inorgânicos do solo, complexados com matéria orgânica insolúvel e precipitados na sua forma pura ou misturas sólidas. Os metais que se encontram dissolvidos na água intersticial do solo, estão sujeitos a movimentação devido à presença de gradientes hidráulicos, podendo ser transportados através da região não saturada em direção à água subterrânea, e também ser incorporados às plantas e organismos aquáticos, podendo, também participar de reações químicas com a fase sólida do solo. A imobilização dos metais por adsorsão, troca iônica, complexação e precipitação podem evitar o movimento dos ions metálicos em direção às águas subterrâneas. Em contrapartida, variações nas condições do solo tais como degradação de matéria orgânica, variações no ph e no potencial de óxido redução (Eh), podem também modificar a sua mobilidade (Machado et al, 2002). Ensaios realizados pelo Projeto Purifica (MACHADO, 2002) demonstram a alta capacidade de absorção e baixa permeabilidade do solo conhecido popularmente como 10

19 Massapê, típico da área do Município de Santo Amaro (Figura 01). Segundo Machado et al. (2002 e 2004), este solos apresentam muito baixos valores de permeabilidade, com valores médios em torno de k = 1,44 x 108 cm/s. Além disso, o solo local apresenta quase que 100% de material passando na peneira #200, com uma média de 63% de fração de argila. Foram obtidos altos valores para os limites de liquidez, WL, e de plasticidade, WP: WL = 78,7% e WP = 27,7%. Um valor de Índice de plasticidade médio, IP, de 51%, foi obtido, sendo o solo classificado pela SUCS como CH (argila de alta plasticidade). Nos resultados de ensaios de coluna obtidos pelos autores o solo apresentou, em função de sua elevada superfície específica, uma alta capacidade de retenção de contaminantes metálicos, com um valor médio de coeficiente de particionamento água/solo, Kd, de Kd = 19,51. Adotandose um valor de porosidade média para o solo de n = 0,51 e uma e uma densidade seca média de ρ = 1,35 g/cm3, chegase a um valor de coeficiente de retardo de R = 52,7, e um valor máximo de absorção previsto para o solo em torno de 1,3% de chumbo (ou ppm)o que demonstra a sua elevada capacidade de atenuação natural. Figura 01 Variação da concentração de chumbo no solo ao longo de uma das colunas de ensaios realizados no Projeto Purifica (MACHADO, 2002). Nesta figura é possível perceber o grande poder de atenuação do solo tipo massapê que durante o ensaio reteve mais de 75% do chumbo nos primeiros dois centímetros e 100% do Pb antes de atingir os primeiros 4 cm. Segundo Machado et al. (2002 e 2004), em 11

20 função das características do solo local nos perfis de concentração de chumbo obtidos em campo, podese observar altos valores de concentrações superficiais para o chumbo, cádmio e zinco (1900, 270 e 20 mg/kg, respectivamente), os quais reduzem mais de 10 vezes a partir da profundidade de 1,0m. Para profundidades superiores a 1,5 metros, os valores de concentração de chumbo no solo são menores ou iguais a 30 mg/l, podendo ser considerados como de referência, principalmente se levarmos em conta o caráter altamente argiloso do material e sua alta capacidade de troca catiônica. Contudo, a alta concentração de metais na superfície do solo, embora diminua a importância a contaminação por via subsuperficial (contaminação da água de subsuperfície), acabam por potencializar os riscos a saúde humana ligadas à presença da escória e solo superficial severamente impactado, seja na área do entorno da fábrica ou na área urbana. Assim, a entrada do chumbo e cádmio na cadeia alimentar, a aspiração de poeira de solo contaminado e a geofagia foram apontadas como formas de exposição prioritárias a serem debeladas. 4.4 Toxicologia Para uma avaliação de risco adequada fazse necessário o estudo da toxicologia dos poluentes e seus efeitos a saúde e ao meio ambiente. A toxicologia é a ciência dos tóxicos e tem o foco de estudo nos efeitos adversos de diversos produtos nos organismos vivos. Qualquer substância ou elemento químico pode ser prejudicial a depender da dose, assim, a toxicologia está mais focada naquelas que causas efeitos adversos mesmo administradas em quantidades relativamente pequenas (STINE & BROWN, 1996). Para Tavares & Carvalho (1992), esta relação entre produto químico (neste trabalho: metais pesados) e resposta biológica, pode ser representada por uma curva doseresposta. Sendo geralmente do tipo sigmóides, as curvas doseresposta partem do princípio que existem tanto uma dose baixa a qual ninguém responderá como uma dose alta a qual todos responderão. A razão devese à variabilidade biológica, isto é, à diferente sensibilidade dos indivíduos (ou animais) à ação de determinada substância química (AMORIM & LEITE, 12

21 s.d.). Tal variabilidade está relacionada com diferentes fatores como: sexo, idade, raça, estado nutricional, hábitos pessoais, tempo de exposição ao poluente, entre outros (TAVARES & CARVALHO, 1992). A toxicologia utiliza além dos princípios de doseresposta, os princípios de risco (exposição toxicidade). Tais princípios são de extrema importância, pois contaminações com potenciais baixos podem, a longo prazo trazer consequências desastrosas devido aos efeitos crônicos de exposição ao poluente. Segundo Tavares & Carvalho (1992) existem em torno de vinte metais considerados tóxicos para seres humanos, sendo o mercúrio, cádmio, chumbo, arsênio, manganês, telúrio, cromo, níquel e selênio os mais estudados pela toxicologia devido ao grande uso dos mesmos na indústria. Tais elementos são denominados, erroneamente, de metais pesados devido ao fato dos primeiros metais identificados como tóxicos serem Hg, Cd e Pb que são metais pesados. Para Duarte & Pascal (2000), o homem tem sido alvo de exposição a contaminantes que colocam em risco sua qualidade de vida, interferindo em sua saúde e sobrevivência. Em todo o mundo são relatados casos de contaminação por metais pesados: México, Suécia, Estados Unidos, Uruguai, Portugal, Índia e Venezuela, com particular destaque sobre as repercussões dos teores elevados de chumbo na saúde infantil (PADULA et al., 2006). No âmbito nacional, eventos adversos envolvendo a contaminação ambiental por chumbo têm sido relatados, como os ocorridos em Santo Amaro (BA), Bauru (SP), Vale do Ribeira (SP), Jacareí (SP) e Luanda (PR) (PADULA et al., 2006). A ASTDR3 dos Estados Unidos a cada dois anos gera uma lista prioritária de substâncias perigosas. No ano de 2007 metais pesados como o chumbo e o cádmio ficaram mais uma vez em posições de destaque (segundo e oitavo lugar, respectivamente) demonstrando atenção que deve ser dada a tais elementos. Rojas et al. apud Padula et al. (2006) referem que, embora a exposição ao chumbo esteja em declínio nos países em desenvolvimento, a contaminação crônica por exposição a baixos níveis continua sendo um problema importante para a saúde infantil. Tal fato está relacionado a tendência das crianças de explorar o mundo com a boca (geofagia), a sua menor 3 ASTDR Agency for Toxic Substances and Disease Registry 13

22 altura respiratória, ao seu maior metabolismo comparado aos adulto, o contínuo crescimento que implica em remodelagem óssea e contribui para a transferência do chumbo do ossos para o sangue, por terem o sistema nervoso em formação aumentando a vulnerabilidade a efeitos neurotóxicos, e, as deficiência metabólicas de Fe e Ca que ocorrem com freqüência e causam uma maior absorção de chumbo (TAVARES & CARVALHO, 1992; PADULA et al., 2006; SILVA et al., 2007; BOSSO & ENZWEILLER, 2008). Tais afirmações corroboram, portanto, com a afirmação do Fundo das Nações Unidas para Infância (UNICEF) no concernente a vulnerabilidade infantil ao chumbo.(padula et al., 2006; SILVA et al., 2007). Segundo Moreira & Neves (2008), crianças de até dois anos de idade retêm 34% da quantidade total de chumbo absorvido, ao passo que os adultos têm uma retenção de apenas 1%. Metais pesados como o chumbo e cádmio, elementos desprovidos de funções biológicas, não participam das reações responsáveis pela vida (SILVA & REGONEZE, 2002; TAVARES & CARVALHO, 1992; MOREIRA & MOREIRA, 2003). Ao entrar no organismo, eles são transportados pelo corpo e reagem de diversas formas causando inúmeros efeitos nocivos. A contaminação por metais ocorre em três estágios: de entrada e absorção; estágio no organismo, onde ocorre o transporte, distribuição, acumulação, biotransformação, e efeitos dos contaminantes no organismo; e, o estágio de saída ou excreção do organismo (TAVARES & CARVALHO, 1992). Neste item, identificamse sintomatologias que estão relacionadas ao chumbo e ao cádmio e que demonstram o grau de toxicidade que estes metais pesados representam à saúde humana. Estudos em humanos e animais provam que exposição a chumbo e cádmio ocorre pelas mesmas vias de ingresso (inalação e ingestão) e que a absorção orgânica afeta o sistema nervoso, medula óssea, rins, além de prejudicar funções psicomotoras e neuromuscular, tendo como efeito irritabilidade, cefaleia, alucinações, além de contribuir para o aparecimento de anemia sideroblástica agindo como iniciadores e promotores na formação do câncer (DUARTE & PASCAL, 2000; SILVA E FREGONESE, 2002; CASTRO et al., s.d). Segundo a FUNASA (2003), existem diversos biomarcadores que indicam contaminação por chumbo. Conforme apresentados no Quadro 03, estes indicadores são os valores de normalidade e o limite que caracteriza a contaminação. 14

23 Quadro 03 Biomarcadores de exposição e efeito para o chumbo e parâmetros de normalidade aceitos pela legislação brasileira (FUNASA, 2003; BRASIL, 1994) Biomarcador Valor Normal Nível Limítrofe PbS Até Até 40µg/dL 60µg/dL PbU (chumbo na urina) Até 60µg/dL 150µg/dL ALAD 30 60U/L 10U/L Protoporfirinas Livres Até ALAU (Ác. Deltaminolevulínico) Até 4,5mg/g de creatinina 15 mg/g de creat. Coproporfirina urinária Até 150µg/L 200µg/L ZPP (Zincoprotoporfirina) Até 75µg/dL 200µg/dL Apesar de os bioindicadores de dose interna serem muito utilizados, todos têm algum tipo de limitação. No entanto, a concentração de chumbo no sangue total (PbS) ainda é aceita como indicador de exposição total a esse elemento, embora indique uma exposição ambiental recente (MOREIRA &NEVES, 2008). Apesar de não existir uma dose letal mínima para o chumbo, atualmente utilizase o valor de 10µg/dL como limite tóxico estabelecido pela Organização Mundial da Saúde. O Quadro 04 abaixo mostra os principais efeitos relacionados com as doses de chumbo encontradas no sangue. Quadro 04 Relação de efeitos e Concentrações de Chumbo no Sangue (FUNASA, 2003(1); CUNHA, 2003(2); PRÜSSÜSTÜN, 2004 (3).; WHO, 1995(4)) Efeitos Valor no Sangue Diminuição da performance em testes de QI) A partir de 5µg/dL(3) Aumento da Pressão Aumento de 1.25mmHg para homens e 8mmHg para mulheres para cada aumento5µg/dl no sangue (3) Diminuição da fertilidade, aumento da ocorrência de aborto e de morte, alterações no desenvolvimento como baixo A partir de 10µg/dL (3) A partir de 10µg/dL (Limite Tóxico WHO) peso, prematuridade. Desequilíbrio postural e retardo na taxa de crescimento 11,9ug/dL Até 75µg/dL(1) Efeitos hematológicos em geral Acima de 15µg/dl. (3) Anemia (hematócrito menor que 35%) em crianças Acima de 20µg/dl (1,3) Alterações neurológicas em adultos A partir de 30µg/dL (1) Alterações renais em crianças A partir de 34,2µg/dl.(1) Diminuição da hemoglobina A partir de 40µg/dl em crianças e de 50µg/dl em adultos (1) Sinais de intoxicação incluem: irritabilidade, 100 µg/dl em adultos, e de 80 a 100 µg/dl, em dificuldades motoras, distúrbios na aprendizagem e de crianças (4) comportamento, distúrbios no crescimento 15

24 e, até encefalopatias Distúrbios de humor e neuropatias 40 a 60 µg/dl (2) Perda de apetite, malestar, letargia, dores de cabeça, fadiga, 40120μg/dl (3) tontura e esquecimento Dor abdominal, constipação, cólicas, náuseas, vômitos, Em crianças a partir de 60µg/dl e a partir de 80µg/dl anorexia e perda de peso em adultos(3) Sintomas de toxicidade crônica: cansaço, sonolência, 50 a 80 g dl µg/dl (2) irritabilidade, tonteiras, dores nas articulações e problemas gastrintestinais. Feitos neurotóxicos 90μg/dl r para crianças, 140μg/dl para adultos (3) Neuropatia periférica e diminuição da velocidade de Até 150µg/L (1) condução Encefalopatia µg/dL (1) Óbito µg/dL (1) A meiavida do chumbo no sangue é, aproximadamente, 16 a 40 dias, e nos ossos, cerca de 17 a 27 anos (WHO, 1995). Assim, uma pessoa pode ter o nível de chumbo no sangue normalizado, porém, a quantidade de chumbo no corpo continuará elevada. Por outro lado, a presença de chumbo no sangue da população é um indicativo da presença de rotas de contaminação ainda ativas no local. Em seus estudos, Moreira & Moreira (2003) acreditam, com base em vários modelos cinéticos que tentam explicar a distribuição do chumbo no organismo, que os efeitos nocivos causados pela exposição a este metal podem afetar praticamente todos os órgãos e sistemas do organismo humano. A Organização Mundial de Saúde (WHO, 2003) estabeleceu para o cádmio uma dose semanal admissível de 7 µg/kg de peso corporal. Já a FUNASA (2003) estabelece que os parâmetros de normalidade para o cádmio são: sangue até 5µg/dL, que reflete a intensidade de exposição dos últimos 2 a 3 meses, e na urina até 2µg/g de creatinina, podendo refletir depósito renal. A fração de troca corporal eliminada por dia é cerca de 0,05 a 0,1 por mil. Como indicadores de dose interna podese usar a dosagem de cádmio na urina que reflete carga corporal ou no sangue que indicará exposição recente. Como indicadores de efeito podese utilizar a dosagem de proteínas de baixo peso molecular como a beta2microglobulina (valor normal até 100µg/L de urina) ou a eletroforese de proteínas que mostrará um padrão de dano tubular na intoxicação pelo cádmio (FUNASA,2003). 16

25 Atualmente existem programas que relacionam a contaminação do solo com a probabilidade de contaminação da população. Um desses programas é o IEUBK(EPA, 2007) que foi utilizado no Projeto Purifica e será utilizado neste trabalho. O Quadro 05 abaixo demonstra o resultado encontrado por Machado (2002) no Projeto Purifica. Quadro 05 Valores de concentração média de chumbo no solo superficial em uma jarda quadrada (~0,84 m²) a qual a percentagem de crianças de um a dois anos com mais ou igual do que 10µ g/dl é estimada em 1%, 5% e 10% segundo o modelo IEUBK (Machado, 2002) 4.6 O Caso de Santo Amaro da Purificação Características Gerais Localizada no Recôncavo Baiano a 72 km de Salvador, a cidade de Santo Amaro (Figura 02) possui uma população de aproximadamente 58 mil habitantes em uma área de 518 km² (BRASIL, 2009). Figura 02 Localização da cidade de Santo Amaro no estado da Bahia (Fonte: BRASIL, 2009) 17

26 Com economia em torno do setor terciário possui clima predominantemente seco a subúmido e úmido a subúmido, com precipitações entre 100 e 60mm e temperatura média anual de 25,4 C (BRASIL, 2009; BAHIA, 1996 apud ANJOS, 1998). A região possui solos característicos conhecidos popularmente como massapê. Bahia (1996) apud Anjos (1998) definiu este solos como: [...] vertissolos, originários de folhelhos esverdeados intercalados com calcário do Grupo Santo Amaro. Esses vertissolos caracterizamse como solos argilosos a muito argilosos, com conteúdo de argila do grupo da montmorilonita, que apresenta características de contração e expansão em função do seu conteúdo de umidade, moderadamente drenados a mal drenados e com baixa permeabilidade. Segundo Machado et al. (2003a) estas características do solo, beneficiam a região em caso de contaminação, pois, devido a sua baixa permeabilidade, dificultam a percolação da água, reduzindo a frente de contaminação. Mas, em contrapartida, devido ao seu altíssimo poder reativo, apresenta uma elevada capacidade de retenção dos poluentes, concentrando os mesmos nas camadas mais superficiais do solo e potencializando a ação de rotas de contaminação como a aspiração de particulados, ingestão direta (geofagia) e consumo de alimentos produzidos em locais severamente impactados Breve histórico da contaminação Localizada a noroeste da área urbana de Santo Amaro, a Usina da Companhia Brasileira de Chumbo (COBRAC) funcionou durante 33 anos na região, de 1960 a 1993, ano do seu fechamento (Machado et al, PURIFICA). Com um faturamento de cerca de US$ 450 milhões durante os anos de funcionamento, produziu entre e toneladas de chumbo por ano (MAZONI & MINAS,2009). O processo tinha como matériaprima o minério proveniente das jazidas de BoquiraBA e, após a exaustão da mina utilizouse minério importado do Peru, o que contribuiu para o fechamento da fábrica (Ribeiro et al., 2003; Machado et al., 2003a). 18

27 O processo de beneficiamento do chumbo baseavase na obtenção do óxido de chumbo (PbO) por meio de ustulação oxidante da galena (PbS), seguida de etapas de sinterização e redução do óxido de chumbo a Pb metálico. O processo tem como coproduto, escórias, que são originadas com adição de fluxantes durante a etapa de redução, para remover as impurezas do banho metálico. As escórias sobrenadam o banho metálico e podem arrastar considerável quantidade de metal durante vazamento. Escórias típicas da metalurgia do chumbo contêm até 4% em peso de PbO e traços de cádmio (Cd), antimônio (Sb) e arsênio (As) (Ribeiro et. al., 2003). Esse coproduto, a escória de chumbo, era depositado, sem qualquer cuidado na área da fábrica, situada a menos de 500 metros do rio Subaé e a menos de 10 km da Baía de Todos os Santos, gerando um passivo ambiental de enormes proporções (Machado et al., 2003a).Segundo Anjos e Sanchez (2001), entre os anos de 1994 e 1995, a Plumbum Mineração e Metalurgia Ltda., a qual incorporou a COBRAC em 1989, por sugestão do Conselho de Recursos Ambientais (CRA), caracterizou e classificou a escória como resíduo tóxico classe I Perigoso, conforme NBR (Enaldo, 2009). Estimase que existam cerca de ton de escória depositadas na cidade de Santo Amaro (Machado et al, 2002; Ednaldo, 2009) Agregado ao processo altamente poluidor, a falta de medidas de prevenção à poluição a chaminé de 90m, por exemplo, só foi instalada após exigência do CRA4 no início da década de 80, ou seja, cerca de 20 anos após o início do seu funcionamento ocasionou ainda na década de 70 uma série de reclamações por parte da população e motivou um estudo que demonstrou as primeiras evidências de contaminação por conta da poluição atmosférica através da morte de cavalos e bois nas áreas próximas da fábrica (CARVALHO, 2003; ANJOS, 1998; OLIVEIRA, 1977 apud ANJOS, 1998). Segundo Magalhães (2000) apud CRA (1992), a empresa informou que no período de 1960 a 1977, emitiu para a atmosfera cerca de 400 ton de cádmio em forma de material particulado, e nos 33 anos de produção lançou mensalmente ton de SO2 e efluentes líquidos despejados diretamente no Rio Subaé. Acreditase que esse problema evoluiu e deixou como herança um passivo ambiental decorrente da deposição dessas emissões no solo ao longo dos anos. 4 Centro de Recursos Ambientais da Bahia, atual Instituto de Meio Ambiente IMA. 19

28 Após o fechamento da fábrica, o CRA, exigiu que a Plumbum realizasse um plano de gerenciamento dos resíduos sólidos, com uma disposição adequada da escória contudo, o trabalho só foi realizado muitos anos depois, de forma precária e aquém das normas técnicas após determinação da justiça Figura 03 (ANJOS, 1998; ANJOS, 2003; MACHADO, 2002). Figura 03 Depósito de escória antes e depois do encapsulamento (Fonte: CARVALHO, 2009) Para agravar ainda mais a situação, a prefeitura de Santo Amaro, entre as décadas de 1960 e 1970, recebeu doações da escória de chumbo que foi utilizada como base para a pavimentação de ruas da cidade, jardins e pátios das escolas devido a sua característica granular e boa capacidade de suporte para pavimentação (Machado et al., 2004). Tal fato não ocasionaria, em princípio, grandes problemas, visto que a impermeabilização promovida pelo asfalto ou pelo pavimento de paralelepípedo hoje existente diminui a infiltração das águas das chuvas no solo, reduz a lixiviação da escória, o espalhamento e o arraste de partículas de poluentes pelo vento (GEOAMB, 2002). Contudo, a recorrente necessidade de remover a pavimentação das ruas para trabalhos nas redes de abastecimento de água e de esgoto (por exemplo, Programa BAHIA AZUL em 1998), e eventuais correções de problemas nos mesmos (Figura 04) acabam por expor a escória na frente das residências, gerando fontes de contaminações ativas sem qualquer tipo de controle. Figura 04 Flagra de exposição de escória durante obras de saneamento (fotos tiradas pela autora em 20

29 Outro ponto que deve ser levado em consideração é que muitos moradores, inspirados pela prefeitura e suas obras de pavimentação, obtiveram doações de escória e a utilizaram em suas casas e quintais como material para aterro tornando, assim, o problema ainda mais complexo. Segundo Carvalho (2009), foi realizado estudos no ano de 2008 em 200 domicílios selecionados aleatoriamente e em 21,5% (43 domicilios) houve referência de presença de escória. Desta forma, durante os 34 anos de operação da fábrica, várias foram as rotas de contaminação derivadas do processo metalúrgico, das operações de transformação, de transporte dos minérios, da disposição da escória de chumbo no solo e, entre outras, das práticas laborais. As emissões diretas de metais pela Indústria ocorreram através de material particulado expelido através das chaminés; efluentes líquidos despejados diretamente no rio Subaé e/ou por transbordamento da bacia de rejeito e as águas de drenagem da área de estocagem de escória. Sendo assim, a produção da fábrica gerou um impacto ambiental que se refletiu no ar, na água e no solo e ocasionou a morte de animais e o comprometimento da saúde da população (OLIVEIRA, 1977, apud ANJOS e SÁNCHEZ, 2001). Segundo Carvalho (2009), em 1980, comprovouse que o nível de chumbo no cabelo das crianças tendia a crescer segundo a concentração de chumbo no solo e que a cada 1ppm de Cd no solo resultava no aumento de 0,024 ppm da concentração de Cádmio no cabelo das crianças. Também em 1980, os níveis de PbS no sangue das criancas tendiam a diminuir a medida que suas residências se afastavam da fábrica (CARVALHO et al, 1986). Em 1985, os níveis de contaminação de chumbo e cádmio eram alarmantes: 89% da população apresentavam valores de concentração de chumbo no sangue acima dos limites aceitáveis (TAVARES, 1989). Já em 1998, um novo estudo foi realizado em crianças com até cinco anos de idade, mostrando que 31,9% destas ainda apresentavam níveis de contaminação de chumbo no sangue acima de 20 µg/dl, apesar de estas terem nascido somente após o fechamento da fábrica (CARVALHO et al., 2003). No mesmo estudo, foi demonstrado que crianças que possuiam escória próxima de seus domicílios apresentavam valores de contaminação maior do que as crianças que não tinham escória próxima de casa, 18,7 μg/dl e 15,5 μg/dl, respectivamente (CARVALHO ET AL, 2003). As repercussões da poluição por chumbo e cádmio sobre o meio ambiente e a saúde das populações residentes no entorno são enormes e foram relatadas em vários estudos produzidos desde a década de 70 (MUITO, 1977; SILVANYNETO et al., 1984; 21

30 CARVALHO et al., 1989; ANJOS, 1998; CARVALHO et al., 1997; ANJOS & SANCHEZ, 2001; MACHADO, 2002; ANJOS, 2003; CARVALHO et al., 2003; MACHADO et al., 2003a; MACHADO et al., 2003b; MACHADO et al., 2004, MAZONI&MINAS, 2009). Devido a estes fatos, o Ministério Público do Estado da Bahia desde 2003 move ações contra a empresa poluidora, junto à Comarca de Santo Amaro da Purificação, exigindo reparação do seu legado de poluição ambiental (CARVALHO, 2003). No mesmo ano, foi desenvolvido pelo Ministério da Saúde um estudo de avaliação de risco para a saúde humana na localidade, comprovando a exposição da população vizinha e dos extrabalhadores da Cobrac (via solo, poeira domiciliar, sedimentos e alimentos) por metais pesados (chumbo, cádmio, zinco, cobre e arsênio) e a necessidade de se realizar medidas mitigadoras na região (FUNASA, 2003). Como resultado deste estudo, o município de Santo Amaro da Purificação foi identificado como uma das áreas prioritárias relacionada com solos contaminados no país estabelecidas pelo Ministério da Saúde Coordenação Geral de Vigilância em Saúde Ambiental, no Programa Vigisolo. Assim, em janeiro de 2005, foi criado o Plano de Ação para Vigilância e Atenção à Saúde da População em Santo Amaro, através do Decreto Estadual de no 9.295, instituindo a Comissão Intersetorial da Purificação (BRASIL, 2009) Caracterização da escória A escória é um subproduto do processo de fabricação de chumbo. De forma granular, e cor cinzenta, a escória (Figura 05) foi caracterizada e classificada pela Plumbum como resíduo perigoso classe I durante os anos de 1994 e 1995 (SANCHES e ANJOS, 2001). Tal fato foi confirmado por Anjos (1998), que após analises realizadas em dez amostras, observou que 90% das amostras apresentou valores superiores ao limite máximo e concentrações de chumbo de até 31,8 vezes o limite estabelecidos pela NBR

31 Figura 05 Escória da Plumbum (2008). Anjos (2003) também realizou um estudo da composição média da escória obtida através de análise de fluorescência de raios que apontou valores em torno de SiO2 (21,5 a 25,5%), FeO (23,3 a 26,6%), CaO (20,4 a 23,2%), PbO (3,25 a 5,35%), ZnO (11,3 a 15,3%), SO3 (1,7 a 3, 72%) e Cu (0,08 a 0,61%). Tal análise foi repetida por Ribeiro et al. (2003) que, usando a mesma técnica, obteve composições semelhantes: 32,5% de SiO2; 4,19% de Al2O3; 5,02% de MgO; 0,74 de SO3; 18,90% de CaO; 1,10% de MnO; 7,68% de ZnO; 3,78% de PbO; 24,4% de Fe2O3 e 1,69% de outros. Durante o funcionamento da Plumbum, essa escória foi depositada nas áreas adjacentes à planta de produção, principalmente em um vale, entre as edificações da fábrica e o Rio Subaé. Como já foi dito, em nenhum momento houve qualquer tipo de cuidado e/ou proteção nesse depósito, que não seguiu nenhum tipo de legislação vigente no estado da Bahia e no Brasil (Machado et al..,2003b). Atualmente, após estudos realizados pelo Projeto Purifica, estimase que existam aproximadamente m³ de escória depositada na área da fábrica e m³ espalhadas na área urbana. Este resultado foi obtido através de análises geofísicas na área urbana e da Plumbum realizados por Machado et al. (2003b). 23

32 Ribeiro et al. (2003), em seus estudos, levantou a possibilidade de reprocessamento da escória para obtenção de chumbo, tendo visto os altos teores do metal ainda presentes na mesma. 24

33 5 METODOLOGIA 5.1 Análise da Contaminação de solo remanescente na área Urbana Como foi dito no histórico do problema, devido à falta de informações sobre a periculosidade da escória produzida pela Plumbum e pelas características do solo de Santa Amaro, tipo massapé, a Prefeitura utilizou a escória, doada pela Plumbum, para base na pavimentação de ruas da cidade. Observando tal gesto, a população, desinformada, coletou parte da escória e utilizou nas suas casas para aterro de casas e quintais, no intuito de diminuir a poeira, em tempos de seca e a lama, em tempos chuvosos. Podese dizer então, que na zona urbana, além da existência da escória disposta em ruas e quintais, existe o agravante da proximidade da fábrica da malha urbana da cidade que recebeu, durante a época de funcionamento da Plumbum, uma grande quantidade de poluentes provenientes das emissões atmosféricas expelidas pelas suas chaminés. Visto tais informações, optouse por fazer um trabalho experimental mais detalhado na área urbana (ruas e casas) da cidade de Santo Amaro, procurandose assim, separar a influência da escória e das antigas emissões atmosféricas nas rotas de contaminação ativas, além de se avaliar os riscos e as possíveis soluções para o problema Análise das Ruas de Santo Amaro Durante o ano de 2008, o GEOAMB realizou campanha para coleta e posterior análise de concentração de metais (As, Cd, Pb e Zn) no solo em algumas ruas de Santo Amaro. Com base nos dados levantados no Projeto Purifica (MACHADO, 2002) onde foi realizado um levantamento do uso de escória através de sondagens e ensaios indiretos utilizando GPR (Ground Penetrating Radar) nas ruas da cidade optouse por trabalhar nas Ruas Rui Barbosa (18 amostras), Rua Sacramento (7 amostras) e na Praça da Purificação (10 amostras), áreas classificadas como de intervenção prioritária em caso de remediação, totalizando 35 amostras individuais e 07 amostras compostas. As amostras individuais 25

34 consistem em amostras de solo de cada ponto de coleta realizada nas ruas de Santo Amaro e tem por objetivo encontrar a concentração de metais em cada ponto, já as amostras compostas consistem em um apanhado das amostras de cada rua que é quarteada, homogeneizada, analisada com o objetivo de comprovar os resultados obtidos nas amostras individuais. Neste pontos foram feitas sondagens a trado (D= 4 ) para obtenção do perfil do solo e amostras. As amostras foram armazenadas em sacos plásticos, identificadas, e foi feitoo registro fotográfico e das coordenadas (utilizouse um GPS MAP 76CS Sistema de Posicionamento Global, marca GARMIN) de cada ponto de coleta. A técnica de análise empregada para a detecção dos teores de chumbo e cádmio no solo para amostras individuais foi a EAA Espectrometria de Absorção Atômica, através de métodos de digestão parcial e total, de forma a simular diferentes graus de biodisponibilidade dos elementos de interesse. Já as amostras compostas foram analisadas por Microscopia Eletrônica de Varredura. O método de digestão parcial é feito conforme a Norma ASTM 1971/95. Neste procedimento a amostra é digerida por microondas em temperatura de 121ºC com os ácidos nítrico e clorídrico e posteriormente filtrada e levada para volume de 100 ml com água deionizada. Por fim, os analitos de interesse são quantificados por EAA. Já o método de digestão total é feito conforme Norma USEPA Semelhante ao método de digestão parcial, a amostra é digerida por microondas em temperatura de 180ºC por 30 minutos com os ácidos nítrico, clorídrico e fluorídrico e posteriormente filtrada e levada para volume de 100 ml com água deionizada. Os analitos de interesse são quantificados por EAA Análise das Casas e Quintais: No ano de 2008, a equipe do GEOAMB/CEPED realizou trabalho de investigação preliminar em casas da Rua Rui Barbosa e Rua São Sacramento com o intuito de comprovar a presença de escória nos quintais da cidade de Santo Amaro da Purificação. A escolha das ruas levou em consideração a localização, o histórico de utilização de escória para aterro de pavimentação por parte da prefeitura da cidade e a utilização de escoria para aterro de casas e quintais por parte da população devido a falta de informações sobre a periculosidade do resíduo. O trabalho nos quintais foi realizado nas seguintes etapas: 26

35 Etapa 01: Escolha das Ruas Foram escolhidas as ruas Rui Barbosa e do Sacramento pelo seu potencial de contaminação devido a proximidade da fábrica, histórico de utilização de escória e, assim como as ruas, os resultados obtidos no Projeto Purifica (Machado et al, 2003) que identificou nestas ruas a utilização de escória para aterro. Etapa 02: Análises Preliminares Esta etapa teve como principal objetivo comprovar os dados levantados na literatura e com a população local, servindo de base para as próximas etapas previstas neste trabalho. Assim, com base em informações locais dos moradores que indicaram residências com possível presença de escória, foram executados furos de sondagens do solo em 28 casas, detalhandose cada perfil, além de um croquis de localização de cada residência, acompanhado de registro fotográfico dos pontos de amostragem. As analises foram executadas conforme descritos no Item Nesta fase, comprovouse que aproximadamente 57% dos quintais (16 casas) analisados obtiverem concentrações de metais pesados no solo acima do limite estabelecido pela CETESB para áreas residenciais, confirmando a necessidade de um estudo mais detalhado de todos os quintais destas ruas. Trabalho que será descrito nas etapas seguintes. Etapa 03: Elaboração de Comunicado e Questionário Após a confirmação da necessidade de aprofundar a investigação, foram elaborados um comunicado (Apêndice A) aos moradores e um questionário (Apêndice nexo B) para ser aplicado durante a etapa de entrevistas, ocasião em que serão realizadas as demarcações de pontos de amostragem. O comunicado teve por objetivo apresentar a equipe e esclarecer o trabalho a ser realizado na área. Já os questionários tinham como principais objetivos: Realizar o primeiro contato com os moradores; Identificar as casas através do endereço e registro fotográfico da entrada; Quantificar e identificar os moradores (sexo e idade) das casas investigadas; 27

36 Identificar as casas em que ocorreu possível utilização da escória como aterro; Elaborar croquis com medidas da casa e do terreno (comprimento e largura) e identificação dos pontos de amostragem; e, Realizar o levantamento prévio das principais espécimes de plantas encontradas nas casas que serão utilizadas para estudos posteriores na área de biodisponibilidade de metais em plantas, trabalhos desenvolvidos dentro da mesma linha de pesquisa por outro Mestrando do MEAU e através de intercambio com outros departamentos da UFBA e outras instituições (UNIFACS, UNEB). Etapa 04: Entrevistas As entrevistas serão realizadas nas casas das ruas indicadas anteriormente por pessoal treinado durante um período de quinze dias nãoconsecutivos seguindo o seguinte roteiro: Identificação oral dos entrevistadores; Distribuição do comunicado; Entrevista com morador; Visita ao quintal com demarcação de pontos de coleta com a utilização de estacas de madeira (2x2x20cm); Identificação de espécimes plantados; Medição do quintal e casa; e, Registro fotográfico da fachada da casa. Etapa 05: Escolha dos pontos de amostragem no quintal Optouse por realizar, em cada quintal, uma amostra composta formada por 3 pontos de coleta de solo superficial de forma a ter maior representatividade do quintal e de acordo com a disponibilidade econômica do laboratório. A escolha dos pontos levou em consideração os seguintes critérios: Os pontos estarem distribuídos de forma a obter uma amostra representativa da área total do quintal; 28

37 Priorizar pontos próximos a hortas e/ou plantas que são utilizadas como fonte de alimento para os moradores da casa; Observado que o quintal é muito grande ou muito pequeno (em relação a média dos demais) optouse por reduzir (1 a 2) ou aumentar (4 a 5) o número de pontos de amostragem. Etapa 06: Compilação dos dados levantados nas entrevistas Os dados levantados durante as entrevistas serão compilados em uma planilha e os croquis serão digitalizados em um aplicativo tipo CAD (Apêndice C) e servirão de apoio na etapa de coleta de amostras. Etapa 07: Coleta de Amostras No momento da coleta, a equipe identificará as coordenadas geográficas de cada quintal utilizando um equipamento GPS MAP 76CS GARMIN. Após a identificação da casa, serão executadas sondagens a trado (D=4 ) com perfuração manual nos locais anteriormente selecionados e demarcados, para coleta de 2 Kg de amostras de solo superficial (profundidade de até 20cm) que serão acondicionadas em sacos plásticos devidamente identificados e etiquetados. Como foi explanado na etapa 05, para cada quintal, foram selecionados, em média, 3 pontos de amostragem. Essas amostras serão encaminhadas ao CEPED, onde para cada quintal, as amostras serão quarteadas e homogeneizadas para a formação de uma amostra composta por quintal, que será analisada. O material coletado deverá ser suficiente para ser guardado para contra prova. Nas amostras compostas dos quintais em que os valores de concentração excederem os limites estabelecidos pela CETESB, procederseá a a análise das amostras unitárias dos quintais contaminados (3 pontos de amostragem), identificando assim, os pontos com altas concentrações, onde serão feitas novas análises para determinação do perfil do solo, através de furos a trado (D=2 ) na profundidade necessária para se encontrar a camada de massapê natural, e para verificar a eventual presença de escória. Deverão ser fotografados todos os pontos de amostragem e suas respectivas amostras. 29

38 Etapa 08: Análise de concentração de Metais nos Solos. As análises das concentrações de metais (chumbo e cádmio) no solo superficial dos quintais serão realizadas nos laboratórios do CEPED conforme descrito no item Análise da influência das antigas emissões atmosféricas nos valores atuais de concentração de chumbo e cádmio no solo: Esta etapa consiste na coleta de amostras de solo superficial (até 20 cm), para avaliar a influência das antigas emissões atmosféricas da fábrica e determinar os valores de concentração de chumbo e cádmio provenientes daquelas emissões nos solos da zona urbana e nos arredores de Santo Amaro. A estratégia de investigação adotada consistiu, em primeiro lugar, em realizar uma simulação da dispersão dos particulados lançados quando do funcionamento da fábrica, considerandose os processos metalúrgicos utilizados, as parâmetros topográficas e as condições climáticas médias do local. Assim, em meados de 2008 a Empresa Ecológica realizou junto ao GEOAMB um trabalho de investigação e estimação da dispersão das emissões atmosféricas na época de atuação da Plumbum (entre 1964 a 1993), localizando, assim, as regiões onde ocorreram as maiores as concentrações de poluentes. Segundo relatório apresentado pela empresa, as simulações de dispersão atmosférica foram realizadas considerando dados meteorológicos baseados no Aeroporto de Salvador no período de 2001 a 2005 com dados horários de direção, velocidade, temperatura, estabilidade, altura de mistura rural e urbana, dados que condizem com a realidade de Santo Amaro. A topografia foi baseada nos dados do SRTM Shuttle Radar Topography Mission realizado pela NASA. Já os dados de funcionamento da fábrica, foram levantados com base nos trabalhos feitos pelo CRA (1992), Anjos (1998) e Tavares (1990). Para a simulação foi utilizado o software AEROMOD 5.8 adotado pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (USEPA United States Environmental Protection Agency). 30

39 Assim, o software realizou cálculos para determinar as concentrações de material particulado e óxidos de enxofre no entorno da fábrica, identificando as regiões onde ocorrem as máximas concentrações. Para o cálculo assumiuse que as emissões de SO2 foram lançadas pela chaminé de 80 m e as emissões de material particulado pelas7 chaminés menores distribuídas em cada etapa de processamento, sendo estas calculadas com emissões brutas e sem controle (características condizentes com o maior período de operação da fábrica). Vale ressaltar que o modelo adotado permite associar os cenários climáticos a situações de emissões de poluentes, resultado em uma simulação das concentrações no ar no nível do solo. Tal modelo vem sendo amplamente utilizado para o cálculo de concentração de poluentes e permite a obtenção de resultados na escala espacial e temporal (CESANA, 2008). Assim, os resultados obtidos das simulações numéricas realizadas foram projetados na forma de isolinhas de concentração no ar, conforme apresentado na Figura 05. Determinouse um total de 5 isolinhas de concentração de material particulado (100, 80, 60, 40, e 20 μg/m3, respectivamente) com raio de até 4,5 km da chaminé. De posse dos dados das emissões atmosféricas (isolinhas), foram desenhados oito eixos imaginários a cada 45, tendo como centro a chaminé da fábrica. A interseção dos eixos com as isolinhas de concentração formaram seis pontos de amostragem por eixo, totalizando 48 pontos de amostragem, conforme pode ser visto na Figura 06. Figura 06 Planta da Cidade de Santo Amaro com especificações dos pontos de amostragem no solo devido aos estudos das emissões atmosféricas ( Fonte: GEOAMB) 31

40 Devese observar que os últimos pontos estão dentro de uma isolinha imaginária estabelecida a 1 km da última isolinha e representa os pontos onde as concentrações das emissões produzidas na época tenderiam a zero. Nesses pontos, que foram devidamente georreferenciados para possibilitar a execução dos trabalhos de campo, realizarseão coletas de solo superficial a trado (D=2 ) com profundidade de até 20cm que serão encaminhadas e analisadas pelo CEPED5 conforme procedimentos descritos no item Cabe ressaltar que serão analisadas 48 amostras individuais proveniente de cada ponto de coleta e 3 amostras compostas, formadas pelo conjunto de amostras das isolinhas 12, 34 e Análise de Rotas de Contaminação ativa nos Sedimentos do Rio Subaé. Com o objetivo de analisar o estado atual da contaminação nos sedimentos do Rio Subaé e da provável presença de escória no seu leito serão realizadas sondagens em quatro pontos do rio onde deverão ser perfuradas e coletadas amostras de até 1,5m de profundidade. Etapa 01: Escolha dos Pontos de Amostragem (concluída). A escolha dos pontos para coleta foi feita levando em consideração o riacho proveniente do depósito de escória na área da fábrica e sua projeção em direção ao Rio Subaé. Assim, foram escolhidos quatro pontos de coletas: Ponto 01: Ponto de encontro do riacho vindo da fábrica com o leito antigo do Rio Subaé. Ponto 02: Ponto de encontro do leito antigo com o leito novo do Rio Subaé. Ponto 03: 500 m a jusante do ponto 02; Ponto 04: 500m a montante do ponto Centro de Pesquisa e Desenvolvimento do Estado da Bahia 32

41 Os pontos 03 e 04 foram escolhidos a partir da interseção de um raio de 500m em torno do ponto 02 com o Rio Subaé (leito novo). Já o ponto 01, foi escolhido após visitas em campo em que se constatou, que o leito do rio havia sido modificado do original. A Figura 07 demonstra a região, os leitos antigo e novo do rio Subaé e os pontos de coleta. Figura 07 Foto aérea evidenciando o Rio Subaé e os pontos de coleta Etapa 02: Coleta de Amostra. Para o Ponto 01, localizado no leito antigo, a coleta será realizada no eixo central com o auxilio de trado de 4 polegadas de diâmetro revestido por tubo galvanizado. Durante as primeiras sondagens realizadas observouse que neste ponto houve uma deposição de materiais após o desvio do rio, desta foram, serão coletadas amostras de aproximadamente 1 kg a cada 20 cm até atingir uma profundidade de cerca de 2,5m, contemplando, desta maneira, o material argiloso superficial e o material residual do antigo leito. Para os Pontos 02, 03 e 04 as coletas deverão ser realizadas no leito do rio (eixo central) que possui profundidade de lâmina d'água em torno de sessenta centímetros. Para isso, será utilizado um amostrador do tipo Shelby, com diâmetro de duas polegadas e comprimento de 40 cm revestido por um tubo galvanizado. O Shelby possui um revestimento plástico interno onde são armazenadas as amostras, assim, todo o material coletado 33

42 (revestimento+amostra) deverá ser acondicionado em sacos plásticos hermeticamente fechados para se reproduzir o perfil do sedimento, sendo que se prepararão amostras individuais dos materiais formadores do perfil que serão encaminhadas para análise no laboratório. O procedimento para coleta deverá ser o seguinte: Localização do ponto; Registro fotográfico do mesmo; Inserção do tubo galvanizado; Coleta de amostras até a tingir a altura de determinada; Registro fotográfico das coletas; Armazenamento do material coletado em sacos identificados com: data, hora, local da amostra, profundidade, ph e temperatura da água. Etapa 03: Análise das Amostras. Ao chegar ao laboratório as amostras serão fatiadas a cada 20cm e realizaserá uma análise táctilvisual de cada fatia para identificação e registro das características das amostras. Cada amostra será secadas em estufa a 40 C, homogeneizada e armazenada em recipiente plástico dentro de dessecadores até a hora da análise que será feita no CEPED. As amostras serão preparadas pelo método de extração sequencial (Anjos, 2003) e analisadas pelo método de Espectrometria de Absorção Atômica (E.A.A.) em chama. O método de extração sequencial fornece informações a respeito das frações químicas (trocável, carbonática, solúvel, reduzível, oxidável e residual) em que o metal está ligado e suas respectivas proporções e concentrações na amostra (ANJOS, 2003). 34

43 8 RESULTADOS E DISCUSSÕES De posse dos dados de concentração de metais em solo resultante das quintais e dos resultados de concentração nos solos das ruas foi feita uma análise dos resultados, comparandoos com a legislação (CETESB) e com dados de trabalhos anteriores. Com os resultados das análises será possível determinar a influência das antigas emissões atmosféricas provenientes da chaminé da fábrica após 16 anos de fechamento e bem como, a influência da escória espalhada pela cidade no agravamento da poluição do solo superficial da região. Por fim, pretendese realizar um zoneamento da área de abrangência do estudo comparando os valores de concentrações obtidas com os valores de referência estabelecidos pela CETESB para cada tipo de uso do solo 8.1 Análise de Rotas de Contaminação ativas na área Urbana Análise das Ruas de Santo Amaro Na zona asfaltada da Rua Rui Barbosa e na Praça da Purificação não foi verificada a presença de escória, razão pelo qual os valores de concentração dos metais estudados nos solos abaixo destes pavimentos tiveram como resultados médios: Cd= 1,5mg/kg e Pb= 78,25 mg/kg. Apesar de apresentarem valores um pouco acima do limite de prevenção, é possível sugerir que não haveria necessidade de remoção deste pavimento asfáltico para mitigar os efeitos da presença dos metais. Por outro lado, nas laterais direita e esquerda desta zona asfaltada da rua Rui Barbosa e em toda a extensão da Rua do Sacramento,foi constatada a presença de escória no subsolo, foram encontraram concentrações médias de solos contaminados de 3,79 mg/kg para o Cádmio e de 767,53 mg/kg para o chumbo, ambas acima do limite de intervenção para áreas residenciais estabelecidos pela CETESB SP (2005). 35

44 Tanto para a Rua Rui Barbosa como para a Rua do Sacramento, os resultados obtidos permitem afirmar que a presença da escória abaixo destes pavimentos é, atualmente, uma potencial rota de contaminação. Principalmente pelo fato destes pavimentos serem frequentemente removidos para a execução de obras e construções de redes de água, esgoto, reparos na via, entre outros, que ao realizaremse estes serviços, normalmente sem controle e disposição adequada dos materiais removidos, acabam trazendo à superfície a escória e os solos contaminados que, com o movimento veicular e ação das chuvas e dos ventos, acabam sendo carregados até os corpos de águas superficiais e subterrâneas, espalhandose pela atmosfera em forma de poeira, depositandose na superfície do terreno onde são absorvido pelas plantas, por animais e pelos seres humanos, seja através do contato direto de crianças(principalmente pelo processo de geofagia) ou pela inalação do material particulado presente na atmosfera contaminada Análise das Casas e Quintais: Como foi explanado na Metodologia, primeiramente foram realizados furos de sondagem em 28 quintais da Rua Rui Barbosa. Estas soldagens apresentaram, principalmente, quatro tipos de solo que foram classificados como: Solo superficial, Solo + Escória, Solo e Solo Massapê que normalmente se apresentavam nesta ordem. Como era de se esperar, devido à Características do perfil, observamos que as médias das concentrações de chumbo variavam em ordem crescente (massapê>solo superficial>solo>solo+escória), ver Quadro 06. Quadro 06 Valores médios, máximos e mínimos encontrados nos solos dos Quintais de Santo Amaro. TIPO DE AMOSTRA SOLO SUPERFICIAL SOLO+ ESCÓRIA SOLO MASSAPÊ Mín Cádmio** (mg/kg) Máx Média Mín Chumbo (mg/kg) Máx Média <1 9,1 7, ,25 <1 12 6, ,76 <1 <1 6,7 20,1 4,5 7, , **média dos pontos acima do Limite de detecção. Desta forma podese acreditar que o altos valores de concentração de chumbo no solo superficial esteja relacionado a multiplicidade de fontes a que estão submetidos: 36

45 influências da antigas emissões atmosféricas depositadas agregada da deposição de poeiras proveniente do manejo de escória no quintal e na ruas da cidade. Como já era de se esperar o solo abaixo da camada de escória (e/ou solo+escória) apresentaram valores superiores ao de solo superficial. Tal fato pode estar relacionado à constante fonte de metais pesados proveniente da lixiviação da escória para camadas inferiores de solo. Já na camada de massapê observamos o decréscimo das concentrações de chumbo que em parte fica retido na camada de solo. Porém, ao analisarmos as concentrações de Cádmio, não observamos o mesmo comportamento. Para este elemento, aproximadamente 48% das amostras apresentaram valores abaixo do limite de detecção e apenas 12% (5 amostras) apresentaram valores acima de 8 mg/kg Limite de Intervenção para Área residencial estabelecido pela CETESBSP sendo que 3 amostras eram de 'Solo+escória'. Como pode ser visto, os valores médios para estes solos, apresentaram concentrações muito acima do estabelecido pelo Limite de Intervenção para áreas residenciais. Comprovouse, também, que aproximadamente 57% dos quintais (16 casas) existia ocorrência de escória. Justificando, dessa forma, o detalhamento que foi realizado neste trabalho. Dando prosseguimento à Metodologia, foram cadastradas, até o momento, 473 casas na Rua Rui Barbosa. Porém, em algumas delas, não existia quintal, ou estavam abandonadas, ou não era habitada de forma que selecionamos 231 casas na Rua Rui Barbosa onde a equipe realizou as entrevistas com os moradores, identificação das casas através do endereço, registro fotográfico da fachada, quantificação e identificação dos moradores (sexo e idade), identificação dos quintais em que ocorreu possível utilização da escória como aterro, visita ao quintal com demarcação de pontos de amostragem de solo superficial e identificação de espécimes de plantas existentes no quintal que serão utilizadas para estudos posteriores de biodisponibilidade. A figura abaixo apresenta os resultados das entrevistas e parte do acervo fotográfico realizado. Neste momento, estamos na Etapa de Coleta e Analise Laboratorial das Amostras da Rua Rui Barbosa e na Etapa de Entrevistas da Rua Sacramento. 37

46 8.2 Análise da influência das antigas emissões atmosféricas nos valores atuais de concentração de chumbo e cádmio no solo Foram coletadas 48 amostras de solo distribuídas de acordo com o estabelecido na metodologia e na simulação das antigas dispersões atmosféricas. Dos resultados encontrados, observouse que 39 pontos de amostragem apresentaram valores de concentrações de cádmio acima do limite de qualidade estabelecido pela CETESB (2005) sendo que destes, 28 estavam acima do limite para uso rural, e 7 estava acima dos limites de intervenção para uso residencial. Para o Cádmio, não foram encontrados valores acima do limite de intervenção industrial estabelecido pela CETESB SP (Quadro ). Quadro 07 Comparação das Concentrações de Cádmio no solo com a Legislação da CETESBSP. Valores Limites CETESB para Pontos Acima do Percentual de pontos Cd limite acima do limite Qualidade <0,5 39 pontos 81,25 Prevenção 1,3 37 pontos 77,08 Interv. Rural 3 28 pontos 58,33 Interv. Urbana 8 7 pontos 14,58 Interv. Industrial 20 0 pontos 0 Os valores de concentração de chumbo também apresentaram resultados preocupantes: 43 amostras apresentavam valores acima do limite de qualidade. Destes, 16 estavam acima do limite para uso rural, e 11 estava acima dos limites de intervenção para uso residencial e 4 acima dos limites para uso industrial. Quadro 08 Comparação das Concentrações de Chumbo no solo com a Legislação da CETESB Valores Limites CETESB para Pb Pontos Acima do limite Qualidade Prevenção Interv. Rural Interv. Urbana Interv. Industrial pontos 33 pontos 16 pontos 11 pontos 4 pontos Percentual de pontos acima do limite 89,58 68,75 33,33 22,92 8,33 38

47 Os valores de concentrações de Pb e Cd encontrados no solo superficial permitem afirmar que as antigas emissões atmosféricas ainda desempenham um papel importante na contaminação da área estudada, já que existe uma clara correlação entre os valores de concentração no solo e os valores obtidos na simulação da dispersão atmosférica observase um decréscimo da concentração de Pb e Cd no solo à medida que se aumenta a distância da chaminé da fábrica ou que se passa para as isolinhas de menor concentração. A Figura 08 mostra o gráfico das médias das concentrações de chumbo no solo, para cada isolinha, em função da concentração estabelecida na simulação atmosférica. São apresentados resultados englobandose todos os eixos analisados (linha tracejada), e excluindose o eixo DA01 DA06, que passa pela zona urbana do município de Santo Amaro (linha cheia). Figura 08 Gráfico da média das concentrações de chumbo no solo em função das concentrações simuladas das emissões atmosféricas da fábrica. Podese notar claramente que a inclusão do eixo que passa pela zona urbana provoca um um grande acréscimo nos valores de concentração médios obtidos em campo. Este fato está provavelmente relacionado à presença da escória na zona urbana, que como já relatado anteriormente, foi usada para a pavimentação de ruas e aterros de quintais. Acreditase que a circulação de veículos e pessoas nesses locais, gere uma quantidade significativa de poeira com altos teores de chumbo e cádmio, que acaba por se depositar no solo superficial da área urbana. Outro aspecto a ser considerado é que a escória de chumbo, classificada como resíduo classe I, libera uma quantidade significativa de chumbo para o ambiente em função da lixiviação das águas pluviais. 39

48 De posse destes dados de concentração, as coordenadas dos pontos de coleta e o mapa da cidade com a simulação atmosférica foi construídos mapas de concentração em um programa data explorer (método de diferenças finitas) para os metais chumbo e cádmio na área denominada de influência da DA. Optouse diferenciar as plumas de concentração com diferentes tonalidades em planta para cada limite de Valor de Referência. Para o cádmio, a pluma de concentração do contaminante no solo gerada a partir dos valores de Dispersão Atmosférica, sem considerar os valores obtidos na Linha DA01 a DA06 (Zona Urbana), se apresenta nafigura 09a. Se percebe que numa extensa área os valores superam os limites de Intervenção (1,3 mg/kg). Numa área menor, mas também de extensão considerável, as concentrações superam os limites para uso agrícola (3,0 mg/kg). Já no entorno da fábrica, bem como numa área da zona rural e outra na zona urbana, estes valores superam os limites para uso Residencial (8,0 mg/kg). Como já havíamos mencionado, não se encontrou valores de concentração em solo que superassem os limites de uso Industrial (20 mg/kg) para este metal. Quando incluído os valores obtidos na Zona Urbana (Figura 09b), se percebe que há um incremento das concentrações, aumentando a pluma de concentração numa região próxima a antiga fábrica, dentro da Zona Urbana, para uso Residencial. a) Pluma de concentração de cádmio utilizando b) Pluma de concentração de cádmio utilizando os dados de dispersão atmosférica sem considerar os os dados de dispersão atmosférica considerando os valores obtidos na área urbana valores obtidos na área urbana Figura 09 Plumas de concentração obtidas para o cádmio 40

49 Para o chumbo se estabeleceram critérios semelhantes ao cádmio. A pluma de concentração do contaminante no solo gerada a partir dos valores de Dispersão Atmosférica sem considerar os valores obtidos na Linha DA01 a DA06 (Zona Urbana), se apresenta na Figura 10. Se percebe que numa extensa área os valores superam os limites de Intervenção (72 mg/kg), sendo que o raio supera os limites da área de estudo. Numa extensa área, com raio superior em alguns pontos a 4 Km da chaminé, as concentrações superam os limites para uso agrícola (180 mg/kg). Já no entorno da fábrica, numa extensão de até aproximadamente 2 km da chaminé, estes valores superam os limites para uso Residencial (300 mg/kg). Os valores de concentração em solo que superassem os limites de uso Industrial (900 mg/kg), para este caso, estão localizados no entorno da fábrica. No momento que na simulação são incluídos os valores de concentração de Pb obtidos na Zona Urbana (Linha DA01DA07) se percebe um incremento considerável nas concentrações e consequentemente no aumento da pluma de concentração na zona urbana, como visto na Figura 10b, onde se nota a pluma superando valores para uso residencial e toda área urbana, inclusive um aumento considerável nas áreas de limites para uso industrial. Este mapa confirma os resultados apresentados na Figura 08 e sugere que o aumento da concentração do contaminante em solo tem a influência de outras fontes, além da contaminação residual Dispersão Atmosférica. a) Pluma de concentração de chumbo utilizando b) Pluma de concentração de chumbo utilizando os dados de dispersão atmosférica sem considerar os os dados de dispersão atmosférica considerando os valores obtidos na área urbana valores obtidos na área urbana Figura 10 Plumas de concentração obtidas para o chumbo 41

50 Como pode se observar, os dados de concentrações de Pb e Cd no solo medidos nesses pontos se ajustam bem aos resultados obtidos das simulações atmosféricas realizadas, o que implica dizer que os efeitos das antigas emissões atmosféricas ainda impactam o local. Contudo, os resultados apresentaram discrepância nos pontos DA07, DA13 e DA03 (Figura 11). Em campo os pontos DA07 e DA13 correspondem a margem do rio Subaé, onde se esperava concentrações mais elevadas, porém, parece que estes resultados ocorrem devido a deposição ou arraste de solo superficial pela ação das aguas do rio. No caso do DA03 os baixos valores estão associados à localização do ponto em um quintal com construção recente, provavelmente posterior ao fechamento da fábrica, onde o material de aterro utilizado não seja do próprio local da obra. Estas hipóteses serão analisada com mais detalhes numa segunda campanha de investigação, onde foram coletadas novas amostras de solo que estão sendo analisadas no CEPED conforme procedimentos descritos no item 5.2 e que serão apresentadas no documento final deste trabalho. DA 03 DA 07 DA 13 Figura 11 Fotos dos pontos DA03, DA07 e DA Comparação dos Resultados De posse de todos os dados apresentados até o momento, optamos por realizar um levantamento da literaturados trabalhos onde foram realizas coletas de solo na cidade de Santo Amaro. A Tabela e a Figura sintetizam as informações da literatura sobre a 42

51 concentração de metais na área externa(zona urbana e rural) e área interna da fábrica ao longo dos anos. A confirmação de que a contaminação vem persistindo nos solos da cidade e arredores é perceptível quando comparados os resultados de pesquisas realizadas em períodos diferentes, desde 2001 até 2008, como os verificados nesta tabela, em trabalhos realizados por Costa (2001), Anjos (1998), Funasa (2003), Machado et al. (2003c) e Machado et al. (2008).O Quadro 09 apresenta para cada autor os valores de concentração máxima (Cmáx) e de concentração mínima (cmin) dos metais estudados encontrados no solo bem como, a distância (D) destes pontos de coleta para chaminé da fábrica. Quadro 09 Compilação dos valores máximos e mínimos de concentração de cádmio e chumbo no solo de Santo Amaro encontrados na literatura. Concentração metais Distancia Área da fábrica Metal Cmax (mg/kg) Chumbo D (m) Cmin (mg/kg) Cadmio Chumbo Cadmio Área externa D (m) Cmax (mg/kg) D (m) Cmin (mg/kg) D (m) (1) (2) 27,6 300 (1) 0, (2) (3) (4) (3) (4) Chumbo (5) 15, (6) Cadmio 30,2 672 (5) 0, (7) Chumbo (8) 31,7 363 (9) 2582,79 468,14 (10) 162,93 446,78 (11) Cadmio (8) 0, (9) 7,82 468,14 (10) 1,01 302,25 (12) Referência Costa (2001) Anjos (1998) Funasa (2003) Machado et al. (2003) Área da Fábrica Chumbo ,97 (13) ,61 (15) Cádmio ,71 (14) <5 431,47 (16) Machado et al. (2008) Área Externa Dispersão atmosférica Chumbo ,91 (17) <1 3764,14 (19) Cádmio ,95 (18) <1 3569,23 (20) Área Externa Quintais Preliminar Chumbo ,62 (22) ,55 (24) Cádmio 9,1 1094,55 (21) <1 733,79 (23) Chumbo ,02 (25) ,05 (27) Cádmio ,29 (26) 1 966,41(28) Este Trabalho Área externa Ruas Obs.: Os pontos (1) a (28) estão localizados na Figura 12 43

52 Cabe destacar que os resultados da tabela mostram ora informações de concentrações de solos superficiais contaminados com Pb e Cd na área da fábrica ora na área externa e que estes pontos estão representados na Figura 12 abaixo. Figura 12 Mapa da Cidade de Santo Amaro Destaque para os pontos máximos e mínimos da literatura. Como pode ser observado a contaminação em Santo Amaro da Purificação é alvo de estudos já há muitos anos. Contudo, somente a partir deste trabalho é que estão sendo realizados estudos nas diversas áreas incluindo,também, a área rural. Assim, de posse dos dados dispersão atmosférica, resultados preliminares de quintaise ruas e dados da literatura apresentados foi possível classificálos em três categorias: Áreas com escória: Foram selecionados resultados onde as amostras estavam sob influência direta da escória, ou seja, solos abaixo de uma camada de escória. Áreas sem escória: Foram selecionados os resultados das amostras de solo superficial que não sofriam influência de depósitos de escória. Ex: Amostras superficiais de solos da área rural. Área Urbana: Nesta categoria foram selecionadas todos os resultados de coletas de solos superficiais localizadas na zona urbana de Santo Amaro. Com essa classificação, foi construído um gráfico em função médias dos pontos dentro de cada isolinhas de concentração da simulação atmosférica. O resultado pode ser visto na Figura 13 abaixo. 44

53 Concentração de chumbo no solo (mg/kg) sem escória sem escória com escória com escória urbana Urbana Concentração de emissões atmosféricas (microg/m3) Figura 13 Gráfico da Concentração de chumbo no solo superficial por concentração no ar estabelecida na simulação da dispersão atmosférica, considerando 'Área Urbana', 'Área Sem influência da Escória' e 'Áreas com presença de escória'. Percebese, através das linhas de tendência, que as concentrações de chumbo no solo seguem uma ordem crescente de concentração em função da classificação dada. Com escória > urbana > sem escória. Uma possível explicação para este resultado é que as áreas classificadas como Sem escória estão localizadas em áreas que tiveram influência apenas das emissões atmosféricas, já as áreas classificadas como com escória foram amostras localizadas imediatamente abaixo de depósitos de escórias, ou seja, além da influência das emissões antes do depósito da escória, estes solos sofreram a influência de prováveis infiltrações de contaminantes provenientes da escória ao longo do tempo. Já a classificação urbana, são áreas onde não foram encontrados depósitos de escória mas que além de sofrerem a influência das emissões atmosféricas da fábrica, sofreram, também com as emissões proveniente do transporte e manejo de escória que ocorreram na zona urbana. Diferente do Chumbo, o cádmio apresenta uma maior proximidade entre a as linhas sem escória e urbana (Figura 14). Uma explicação provável para este acontecimento é a grande mobilidade do cádmio que por não ter uma fonte constante do elemento, como é o caso do com escória, acabou diminuindo a concentração no solo de cádmio através da lixiviação. 45

54 35 concentração de Cd no solo ( mg/kg) sem escória Regressão exponencial de sem escória com escória Regressão exponencial de com escória urbana Regressão exponencial de urbana Concentração de emissões atmosféricas (microg/m3) Figura 14 Gráfico da Concentração de cádmio no solo superficial por concentração no ar estabelecida na simulação da dispersão atmosférica, considerando 'Área Urbana', 'Área Sem influência da Escória' e 'Áreas com presença de escória'. Assim como os resultados da dispersão atmosférica, os dados foram implementados em um programa data explorer para obtenção das plumas de concentração dos poluentes. Os mapas resultantes para cada categoria pode ser visto no Apêndice D. Além deles foi feito um mapa contemplando todos os dados obtidos neste trabalho e na literatura demonstrando resultados extremamente preocupantes, como se percebe na Figura 15 e Figura 16. Figura 15 Pluma de concentração de chumbo utilizando os dados de dispersão atmosférica e considerando os valores obtidos pela Literatura 46

55 No mapa observamos que praticamente toda a área urbana de Santo Amaro apresenta valores acima do limite de Intervenção para área Residencial (300 mg/kg) ou o Limite de intervenção para área industrial (900 mg/kg), resultado de grande importância que mostra o solo como grande fonte de contaminação da população e a necessidade de uma solução urgente para o problema. Para a zono rural, percebese que uma grande área no entorno da fábrica com raio de até 4,5 km apresentou valores acima de 180mg/kg (Limite de Intervenção Rural) demonstrando a necessidade de um monitoramento detalhado da região. Para o cádmio os resultados são semelhantes, porém com concentrações menores condizentes com a grande mobilidade que metal apresenta. Figura 16 Pluma de concentração de cádmio utilizando os dados de dispersão atmosférica e considerando os valores obtidos pela Literatura Observase no mapa que toda a área no entorno da fábrica apresentam valores de concentração acima do limite de intervenção industrial (20mg/kg). Já para zona rural, percebese que as áreas mais próxima da zona urbana e em torno do eixo06 apresentam valores acima do limite de intervenção rural (3 mg/kg), resultado bastante preocupante que mostra a necessidade de estudo de biodisponibilidade nas plantas da região. Contudo, para a área urbana observase concentrações acima do limite de prevenção (1,3 mg/kg) esta possível 47