Atenuação Natural de Contaminantes

    Os processos que devem ser considerados na atenuação natural de contaminantes são: diluição, dispersão, (bio) degradação, adsorção irreversível e/ou decaimento radioativo de contaminantes em solos e águas subterrâneas. Apesar da atenuação natural causar uma redução da toxicidade de um dado contaminante e uma diminuição do risco para seres humanos e meio ambiente, esta metodologia tem sido muitas vezes desconsiderada em projetos de remediação ambiental. Pelo contrário, muitas vezes considera-se os contaminantes de subsuperfície como "bombas relógio" tendo poder letal ad infinitum. De fato, a maioria dos contaminantes em solos e águas subterrâneas sofrem profunda atenuação natural, sendo retirados dos respectivos ambientes muito mais rapidamente do que através de custosos projetos de engenharia.

    Uma metodologia de remediação cientificamente embasada, seria a de ignorar os contaminantes que sofrem acentuada atenuação natural e remediar aqueles de alta persistência. Deve-se, no entanto, comprovar a eficácia do processo de atenuação natural para estes compostos e limitar a exposição futura aos persistentes. Em geral, o que se faz atualmente, é partir tentativamente para uma remediação de todos os compostos, muitas vezes conseguindo-se apenas uma redução desprezível do risco à saúde (humana e do meio ambiente), com custos que podem chegar a centenas de milhões.
    A EPA, (Environmental Protection Agency) agência reguladora ambiental dos Estados Unidos, tem aceito vários projetos de remediação, nos quais a atenuação natural é parte importante do projeto. Recentemente desenvolveu uma recomendação, de como a atenuação natural deveria ser integrada à projetos de remediação (MNA - Monitored Natural Atenuation Policy Directive).

    Toda decisão de se optar pela atenuação natural como alternativa num projeto de remediação, precisa considerar os aspectos específicos do site a ser remediado. Às vezes, a atenuação natural "passiva" pode ser suficiente como medida de remediação para um dado site, ou então, a atenuação natural acelerada, que, através da injeção de nutrientes ou microorganismos, aumenta a degradação.

    Processos de atenuação natural ocorrem em graus diferentes em todos sites contaminados. A dimensão da degradação depende dos tipos e concentrações de contaminantes e das características hidrológicas, hidrogeológicas e geológicas existentes na área. A atenuação natural pode reduzir o risco causado pelos contaminantes de um dado site de três maneiras diferentes, dependendo do tipo de contaminante:

1. Os contaminantes são transformados em formas menos tóxicas através de processos destrutivos (biodegradação, decaimento radioativo, etc.).

2. As concentrações dos contaminantes são reduzidas através de processos como diluição, dispersão, etc.

3. A mobilidade e disponibilidade do contaminante para processos biológicos é reduzida através dos processos de adsorção no solo e na estrutura da rocha.

    Os mais bem documentados processos de atenuação natural são os relacionados aos sites de petróleo, onde a degradação de contaminantes orgânicos pôde ser na maioria das vezes comprovada. Através da ação de microorganismos no solo e na água subterrânea, os contaminantes são degradados biologicamente a produtos muitas vezes não tóxicos e inofensivos. Por exemplo, sob condições especiais no campo, os compostos benzeno, tolueno, xilenos e etil-benzeno (BTXE), podem degradar naturalmente através de ação microbiana e produzir produtos finais não-tóxicos (CO2, H2O).

    Uma outra classe de contaminantes orgânicos comuns e que biodegradam em certas condições ambientais (normalmente através de declorinização redutiva) são os solventes clorados, como por exemplo o tricloroetileno. No entanto, estas condições hidrológicas e geológicas favoráveis à biodegradação de solventes clorados, podem não ocorrer em determinados sites.

    Alguns compostos inorgânicos, em especial os radioativos, também "quebram" com o tempo. No caso destes compostos, pode-se prever com mais segurança o decaimento e determinar uma taxa de decaimento, o que geralmente não é possível com os compostos orgânicos. A meia-vida destes compostos permite um prognóstico preciso do tempo necessário para a redução da radioatividade para valores que não representam mais um risco.

    As concentrações de contaminantes inorgânicos não-degradáveis, móveis e com formas tóxicas, podem ser reduzidas de maneira significativa através de outros processos naturais. O movimento de metais e compostos radioativos pode ser diminuído na subsuperfície através da adsorção a superfícies minerais ou partes de solo orgânico e eventualmente através de volatilização. Reações de oxido-redução podem, adicionalmente modificar a valência de alguns contaminantes inorgânicos produzindo compostos de formas menos solúveis e menos móveis ou compostos menos tóxicos (por exemplo cromo hexavalente formando cromo trivalente).

    A imobilização de contaminantes através de processos naturais depende do contaminante e da matriz em que se encontra. Alguns metais e compostos radioativos possuem uma interação muito reduzida com a matriz e podem, conseqüentemente, se mover livremente em subsuperfície. Além disso, a adsorção pode ser revertida (desorção) dependendo do contaminante e da atenuação natural que esteja acontecendo no momento. Ou seja, o composto se fixa na matriz definitivamente ou mantém um potencial de remobilização.

    Mesmo que, alguns contaminantes orgânicos e inorgânicos não possam ser destruídos através dos processos da atenuação natural, os mesmos podem sofrer diluição ou dispersão na medida em que se movimentam em subsuperfície. Ao contrário dos processos de destruição e transformação, a diluição e dispersão não proporcionam uma redução na massa de contaminante presente no meio, mas apenas uma redução da concentração do contaminante.

    A atenuação natural monitorada (monitored natural atenuation) pode ser vista como sendo uma metodologia dependente dos processos de atenuação natural, dentro de um contexto de remediação controlado e monitorado, para atingir os objetivos específicos do site dentro de um prazo razoável, se comparado com o de outras metodologias ativas de remediação. O monitoramento é, portanto, o componente crítico de toda remediação baseada em atenuação natural. O monitoramento é necessário para:

1. Garantir que os objetivos estipulados estejam sendo atingidos,

2. Identificar se está ocorrendo uma migração inaceitável da contaminação, de maneira que medidas de contingência sejam implementadas, para evitar riscos à saúde humana e ao meio ambiente.

    Um dos softwares existentes no mercado e que permite visualizar os processos de atenuação natural que ocorrem em águas subterrâneas é o programa SEQUENCE (Groundwater Insight & Waterloo Hydrogeologic Inc.). O programa utiliza diagramas radiais para demonstrar a degradação de compostos e a existência de trends. No programa podem ser avaliados mapas do tipo oxido-redução (redox) para identificar indicadores geoquímicos como por exemplo, receptores de elétrons (oxigênio, nitrato e sulfato) e produtos de metabolismo (manganês, ferro e metano). Cada diagrama radial de SEQUENCE representa dados químicos de um poço de monitoramento e consiste de eixos múltiplos (um para cada composto) saindo de um dado ponto de origem.

    Através do arranjo de dados de diferentes campanhas de amostragem é fácil fazer a comparação dos mesmos e identificar concentrações de montante e jusante.

    A figura 1 mostra um diagrama radial do programa SEQUENCE com os valores de concentração para os compostos BTXE no poço fonte da contaminação e para o poço de monitoramento CPT-19.

    A figura 2 mostra um diagrama radial do programa SEQUENCE exibindo a variação dos valores de concentração para os compostos 1,2-DCE, TCE, cloreto de vinila e cloretos no poço fonte da contaminação e para um poço de monitoramento de jusante.

Dr. Michel W. Kohnke é consultor senior da Waterloo Hydrogeologic Inc.
Tel: 1 (519) 746-1798 R.241 (Waterloo, Canada)
(11) 3030-9344 (São Paulo)
E-mail: mkohnke@flowpath.com