Universidade Federal do Paraná Engenharia Civil Ciências do Ambiente Aula 19 O Meio Terrestre I: características e aspectos de contaminação do solo Profª Heloise G. Knapik
O Meio terrestre Processo de formação Principais mecanismos de transporte Problemas ambientais no solo Recuperação e remediação de solos degradados
Processo de formação dos solos: Ação combinada de 5 fatores: Clima (pluviosidade, umidade, temperatura) Natureza dos organismos (vegetação, microrganismos decompositores, animais) Material de origem Relevo Idade
Ações físicas: Erosão pela água e vento Variações bruscas de temperatura Congelamento da água em fissuras
Ações químicas: Reações ácido-base (chuva ácida, rochas calcárias) Ataque pela água proporcionando reações Reações de diferentes compostos
Ações biológicas: Decomposição Liberação de enzimas Movimentação e aeração das camadas de solo
Qual a importância ambiental com relação ao processo de formação dos solos?
Formação do solo e importância ambiental
Características gerais do solos Solo desempenha funções diversificadas e fundamentais: Elemento de fixação e nutrição da vida vegetal Substrato essencial para produção de alimentos e matérias-primas Fundação e suporte para edificações, estradas e obras de engenharia Recurso mineral, utilizado no setor da construção civil e na manufatura de diversos produtos Receptor de resíduos
Características ecologicamente importantes do solos Cor Granulometria Estrutura Consistência Espessura dos horizontes Composição (química, macro e micronutrientes) População microbiana e macrofauna
POLUIÇÃO DO MEIO TERRESTRE
Poluição do Solo Consiste na deposição, disposição, descarga, infiltração, acumulação, injeção ou aterramento no solo de substâncias ou produtos poluentes, em estado sólido, líquido e gasoso
Poluição do Solo Processos erosivos do solo Poluição do solo rural Salinização Contaminação por resíduos sólidos e rejeitos
Processos erosivos do solo Erosão: processo de desagregação, transporte e deposição dos solos e rochas em decomposição, pelas águas, ventos ou geleiras
Erosão de via urbana
Formação de um processo erosivo em Frutal, MG
Vossoroca na região de Bauru, SP
Vossorocas na cidade de Buriticupu, MA
Vossoroca na cidade de Umuarama, PR
Contenção margens e dragagem do rio Belém, Curitiba
Poluição do solo rural Fertilizantes FERTILIZANTES SINTÉTICOS: mesmo com boas técnicas de aplicação, a eficiência não é de 100% O excedente incorpora-se no solo, fixando-se à sua porção sólida ou solubilizando-se e movimentando-se em conjunto com sua fração líquida
Poluição do solo rural Fertilizantes Incorporação no solo: pode tornar o solo impróprio para o cultivo (excesso de algum elemento) Transporte em meio aquoso: problemas de contaminação de águas e de eutrofização (excesso de nutrientes intensifica o crescimento de algas) Incorporação no tecido das plantas: excesso de nitratos e outros elementos (não se conhece ainda as possíveis implicações nos seres humanos)
Poluição do solo rural Defensivos agrícolas DEFENSIVOS AGRÍCOLAS: Inseticidas, fungicidas, herbicidas, rodenticidas (roedores), etc. Substâncias tóxicas ou resistentes à decomposição no ambiente (p. ex. DDT, metais pesados, etc)
Poluição do solo rural Defensivos agrícolas Mortandade inespecífica perda da biodiversidade Redução da natalidade e fecundidade de espécies Bioacumulação impactos na cadeia trófica
Poluição do solo rural contaminação de águas superficiais: Eutrofização
Salinização Aumento do teor de sais na camada superficial do solo
Resíduos sólidos rejeitos, lodos e resíduos Rejeitos de mineração Lodos de estação de tratamento de água (ETA) e de esgoto (ETE) Resíduos da construção civil
Rejeitos de mineração Mineração impactos na supressão da vegetação, exposição do solo aos processos erosivos, exposição de compostos perigosos (solo, água e ar)
Rompimento da barragem da Samarco MG (05/11/2015)
LODO DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ÁGUA 30
Lodos de estação de tratamento de água (ETA) Tratamento de água: remoção das impurezas para tornar a água potável e palatável
Etapas Tratamento Convencional de Água Manancial Coagulação Agente oxidante CAP (Carvão ativado em pó) Coagulante Alcalinizante Agente oxidante Floculação Polímero Flotação Sedimentação Filtração Polímero / Agente oxidante Desinfecção Agente oxidante Tratamento do lodo Fluoretação Correção de ph Alcalinizante Flúor Água final
Características do lodo de ETAs Lodos de ETAs podem variar em função de: Qualidade da água bruta Técnica utilizada para tratar a água De como ocorre o processo de coagulação Da quantidade e dos tipos de produtos químicos utilizados durante o tratamento da água Dos locais onde foram gerados (decantador, floculador, filtros, etc) Do intervalo de limpeza dos decantadores e dos filtros
Características do lodo de ETAs Composição básica: Microrganismos Sólidos orgânicos e inorgânicos Sólidos do próprio coagulante e de outros produtos químicos utilizados para o tratamento
Características do lodo de ETAs Potencial tóxico depende de: Teor de metais presentes (Alumínio, cobre, chumbo, níquel, etc) Reações sofridas durante o processo Forma e tempo de retenção Características do curso d água Composição e impureza dos coagulantes e outros produtos químicos utilizados
Disposição do lodo de ETAs Disposição função do teor de sólidos presente: Aterros sanitários (teor de sólidos > 30%) Disposição controlada em certos tipos de solos Co-disposição com biossólidos gerados em estações de tratamento de esgotos Incineração dos resíduos Lançamento em rede coletora de esgotos Aplicações industriais diversas, tais como fabricação de tijolos ou outros materiais de construção
FOSSA SÉPTICA 37
Fossa séptica O nível d água deverá ser profundo para evitar contaminação com microrganismos patogênicos
Fossa séptica
Fossa séptica
Fossa séptica SUMIDOURO VALAS DE INFILTRAÇÃO 41
DISPOSIÇÃO DE ESGOTO NO SOLO 42
Tratamento secundário de esgoto Disposição no solo Disposição final, tratamento (primário, secundário ou terciário) ou ambas as finalidades. Conduzem à recarga do lençol subterrâneo e/ou à evapotranspiração Possíveis destinos: retenção na matriz do solo, retenção pelas plantas, aparecimento na água subterrânea, coleta por drenos superficiais. Mecanismos físicos, químicos e biológicos de degradação
Tratamento secundário de esgoto Disposição no solo
Tratamento secundário de esgoto Disposição no solo
LODO DE EFLUENTES DOMÉSTICOS: DISPOSIÇÃO NO SOLO 46
Características do lodo de ETEs Lodo gerado em ETAs Presença de produtos químicos (processos físicos de remoção) Lodo gerado em ETEs Presença de matéria orgânica/biomassa (processos físicos, biológicos e químicos) Composição básica do lodo da ETE depende de: Do efluente que será tratado Da técnica utilizada para tratar o esgoto Da eficiência obtida durante o tratamento
Características do lodo de ETEs Composição básica de lodo de ETEs: Sólidos (matéria orgânica e biomassa) Metais pesados Poluentes orgânicos variados Microrganismos patogênicos Gramas de sólidos secos/hab.dia: Europa: 82 Brasil: 35,64
Características do lodo de ETEs Características de degradabilidade depende do sistema prévio de tratamento Deve necessariamente ser adensado e digerido antes do descarte final
Tratamento e disposição do lodo de ETEs Disposição final: destinação final dos subprodutos Reciclagem agrícola, aterro sanitário Recuperação de áreas degradadas Landfarming (disposição no solo) Uso não agrícola (lajotas, combustível) Depende da tecnologia de tratamento utilizada!!!
Tecnologias de estabilização e disposição final do lodo de ETEs Digestão anaeróbia/aeróbia Biossólido apto para ser utilizado (após tratamento) na agricultura, condicionador de solos e fertilizantes Tratamento químico (alcalinização) Utilizado na agricultura ou na cobertura de aterro sanitário Compostagem Produto tipo terra vegetal para uso em viveiros, horticultura e paisagismo Secagem térmica (peletização) Elevado teor de sólidos, presença de nitrogênio e livre de patógenos indicado para uso irrestrito na agricultura
Disposição final do lodo de ETEs ATERRO SANITÁRIO Disposição de resíduos em valas ou trincheiras, compactadas e recobertas com solo. Aterro sanitário exclusivo ou co-disposto com resíduos sólidos urbanos. Disposição sem fins benéficos. Vantagens: baixo custo Desvantagem: necessidade de grandes áreas, localização próxima a centros urbanos, características especiais do solo, isolamento ambiental, produção de gases e percolado, dificuldade de reintegração da área após desativação.
Disposição final do lodo de ETEs LANDFARMING DISPOSIÇÃO SUPERFICIAL NO SOLO O substrato orgânico é degrada biologicamente na camada superior solo. A parte inorgânica é transformada ou fixada nessa mesma camada de solo. Disposição sem fins benéficos. Vantagens: Degradação microbiana, baixo custo, disposição de grandes volumes por unidade de área. Desvantagem: Acúmulo de metais pesados e elementos de difícil disposição no solo, possibilidade de contaminação do lençol freático, liberação de odores, presença de vetores.
Disposição final do lodo de ETEs RECUPERAÇÃO DE ÁREAS DEGRADADAS Disposição em locais drasticamente alterados (p. ex. mineração), para recuperar a matéria orgânica e atividade microbiológica. Disposição com fins benéficos. Vantagens: Resultados positivos sobre a reconstituição do solo e flora. Desvantagem: Odores, limitações de composição e uso, contaminação do lençol freático, fauna e flora.
Disposição final do lodo de ETEs RECICLAGEM AGRÍCOLA Disposição em solos agrícolas em associação ao plantio de culturas. Disposição com fins benéficos. Vantagens: grande disponibilidade de áreas, efeitos positivos sobre o solo, solução a longo prazo, potencial como fertilizante, resposta positiva das culturas ao uso. Desvantagem: Contaminação do solo com metais, contaminação dos alimentos com elementos tóxicos e organismos patogênicos, odores
RESÍDUOS DA CONSTRUÇÃO CIVIL 56
Resíduos da construção civil Todos e quaisquer resíduos originados das atividades de construção novas obras, reformas, demolições e limpeza de terrenos Solos Materiais cerâmicos (rochas, argamassas, cimento, tijolos, telhas, gesso, vidro) Materiais metálicos (aço, ferro, etc) Materiais orgânicos (madeira, tintas, papel, restos vegetais)
Resíduos da construção civil Cerca de 80% dos resíduos da construção civil é passível de ser reciclado Geração de novos agregados a partir de material cerâmico Base para pavimentação a partir de solos e materiais cerâmicos Aproveitamento da fração metálica como sucata