Estudo in situ e em laboratório da mobilidade de metais pesados em solo

Abstract

O solo é capaz de depurar e imobilizar parte das impurezas nele dispostas, mas, no entanto, se sua capacidade de retenção é excedida pode ocorrer migração dessas substâncias para as águas subterrâneas. As propriedades filtrantes do solo estão relacionadas às suas características físico-químicas, mineralógicas, à variação da condutividade hidráulica e aos mecanismos de transporte e retenção que nele ocorrem à passagem de solutos como os metais pesados, por exemplo. Esses metais, tóxicos em determinadas concentrações, são contaminantes importantes. Em sua maioria apresentam mobilidade razoavelmente limitada no solo e na água subterrânea, mas, entretanto, alguns podem ter a mobilidade aumentada quando se encontram em competição com outros metais preferencialmente adsorvidos pelo solo. A determinação da mobilidade de metais pesados por meio de ensaios em laboratório não leva em consideração aspectos que ocorrem de fato no campo. Em campo, a mobilidade pode ser distinta daquela obtida em laboratório devido, principalmente, às heterogeneidades dos solos que compõem o perfil e de seus macro e microporos, aos diferentes valores de condutividade hidráulica, ao fluxo de água no solo que também está relacionado à pluviosidade do local, aos estados de tensão que influenciam a distribuição de vazios, aos efeitos de amostragem (perturbação do solo), dentre outros. Considerando esses aspectos, esse trabalho teve por objetivo avaliar a contaminação de solos in situ, aos quais se injetou uma solução sintética de chorume feita a partir de nitratos de seis metais pesados, em concentrações normalmente encontradas em aterros sanitários. A avaliação da contaminação foi realizada com base no monitoramento da água subterrânea, extraída de poços especialmente construídos para esse fim, e na determinação dos perfis de adsorção dos metais, por meio de extração seqüencial, em amostras de solo coletadas no campo, em pontos próximos ao ponto de injeção da solução. Tendo em conta a capacidade dos solos em adsorver os solutos, pretendeu-se obter uma estimativa da migração de contaminantes no perfil e o potencial de contaminação de águas subterrâneas. Com base nos resultados obtidos, a conclusão geral é que não houve contaminação da água subterrânea. Não foi detectado, com base nas análises químicas das amostras de água retiradas dos poços, nenhum valor de concentração acima do de referência de qualquer dos metais injetados. Conclui-se, também, que os metais injetados tenham sido adsorvidos e/ou precipitados nas camadas de solo existentes (colúvio, aluvião, solo residual maduro de gnaisse) entre o poço de injeção e os furos dos quais se extraíram amostras indeformadas para as análises, tendo em vista suas capacidades de adsorção, verificadas no ensaio de equilíbrio em lote.

The soil is capable of purifying and immobilizing part of the substances disposed, however, if its retention capacity is exceeded these substances may migrate to groundwater. The filtering properties of the soil are related to its physic-chemical and mineralogical characteristics, to the variation of the hydraulic conductivity and to the mechanisms of transport and retention that occur due to the passage of solutes, such as heavy metals, for example. These metals, toxic in certain concentrations, are major contaminants. Most of them present fairly limited mobility in soil and groundwater, but, however, some may have increasing mobility when they are in competition with other metals preferentially adsorbed by the soil. The determination through laboratory tests of heavy metals mobility does not take into consideration aspects that occur in situ. In the field, the mobility can be distinct from that obtained in the laboratory, primarily due to the different soils in the profile and their macro and micropores, the different values of hydraulic conductivity, the water flow in soil related to rainfall, the stress states that influence the voids distribution, the effects of sampling (soil disturbance), among others. Considering these aspects, this work aimed to evaluate the contamination of soils to which it was injected a solution from nitrates of six heavy metals, at concentrations normally found in landfills. The evaluation of contamination was accomplished by monitoring groundwater samples collected from wells constructed specially for that purpose; and by the determination of adsorption profiles of metals by means of sequential extraction in soil samples collected in situ close to the point of injection. Given the ability of soils to adsorb solutes, in this work it was intended to obtain an estimate of the migration of contaminants through soil profile and the potential for contamination of groundwater. Based on the results, the general conclusion is that there was no contamination of groundwater. The chemical analysis of the water samples did not detect any value of metal concentration above the reference. It appears that the injected metals have been adsorbed and/or precipitated in soil layers between the injection well and the holes from which undisturbed soil samples were extracted.