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RECUPERAÇÃO DE AQUÍFERO COSTEIRO POLUÍDO POR ÁCIDO SULFÚRICO - CAMAÇARI, BAHIA

 

Ernesto Niklaus Moeri e Maria Cristina Salvador
CSD-GEOKLOCK Geologia e Engenharia Ambiental Ltda.
Av. Nações Unidas, 13.797 - Bloco II - 14o. andar
Telefone: (011) 536-3115 - Fax: (011) 241-3492
e-mail: GEOCSD@MANDIC.COM.BR
CEP: 04794-000 - São Paulo - SP - Brasil

A disposição inadequada de resíduos sólidos industriais sobre areias de dunas costeiras, provenientes de uma fábrica de Dióxido de Titânio, causaram danos às águas superficiais e subterrâneas através da redução do pH e do aumento da concentração de íons ferro e sulfato.
Foi realizada uma investigação hidrogeológica compreendendo a cubagem do depósito de resíduos, levantamentos geoelétricos, instalação e amostragens de 37 poços de monitoramento e testes de bombeamento.
A partir do modelamento matemático simulou-se as situações atual e futura da contaminação frente as várias técnicas de recuperação, permitindo avaliar a solução mais adequada à remediação da área.
Com base no balanço de massa efetuado, concluiu-se que a melhor solução consistia no confinamento geotécnico da fonte de contaminação aliado ao bombeamento e tratamento das águas contaminadas.
Dois anos após a implantação do sistema de recuperação, verifica-se uma significativa melhora da qualidade das lagoas costeiras e a redução expressiva da pluma de contaminação, podendo-se assumir que 70% da massa inicial de sulfatos tenha sido removida do sistema lagunar e águas subterrâneas, necessitando mais dois anos para que os impactos negativos da deposição dos resíduos seja completamente eliminado.
Os autores recomendam que o conceito de saneamento baseado na combinação de medidas passivas de eliminação da fonte (confinamento geotécnico) e intervenção ativa no aquífero (bombeamento) seja aplicado em casos similares como alternativa economicamente viável, ao invés de remoção total de resíduos inadequadamente depositados.

ACID AQUIFER REMEDIATION OF AN INDUSTRIAL SITE IN BAHIA STATE, BRAZIL

Ernesto Niklaus Moeri e Maria Cristina Salvador
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Uncontrolled industrial waste disposal from a titanium dioxide plant located at coastal dune environment has caused significant damage to the surface and subsurface waters, due to high concentrations of iron, sulphate and low pH values.
Detailed hydrogeological investigations including geoelectrical survey, monitoring wells installation and pumping tests were done.
Using a two-dimensional mathematical modeling (AQUA) to simulate contamination flow and transport, some remediation options such as total waste removal, confinement, pump-and-treat and others, were evaluated based on mass balance concept, cost analysis and operation time for each case. According to these data, it was concluded that geotechnical confinement of the source area combined with pump-and-treat system would be the best alternative for contaminated aquifer remediation design.
After two years of operation, the combined remediation system shows significant contamination plumes reduction. Roughly, 70% of the existing sulphate mass has already been removed from the aquifer. The natural quality of the coastal lagoons has virtually been reestablished and it can be assumed that in two years the negative impact from the uncontrolled waste disposal should be completely eliminated.
The authors recommend to apply the above described combination of passive source elimination by geotechnical confinement and active intervention in the contaminated aquifer by a pump-and-treat system as technically efficient and economically feasible remediation concept.

RECUPERAÇÃO DE AQUÍFERO COSTEIRO POLUÍDO POR ÁCIDO SULFÚRICO - CAMAÇARI, BAHIA

Ernesto Niklaus Moeri e Maria Cristina Salvador
CSD-GEOKLOCK Geologia e Engenharia Ambiental Ltda.
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INTRODUÇÃO

A década de 70 foi marcada por um intenso processo de industrialização do país. No entanto, como consequência do rápido crescimento econômico, surgiram os problemas ambientais. A degradação ambiental deveu-se principalmente à inexistência, nesta época, de normas e controles legais.
As transformações ocorridas desde então colocaram o meio ambiente como assunto prioritário no mundo moderno. Deste modo, as indústrias necessitaram assumir uma postura responsável, tornando seu desenvolvimento compatível às questões ambientais, nunca antes consideradas.
O presente trabalho enfoca os resultados da recuperação de uma área impactada pela disposição inadequada de resíduos sólidos industriais e domésticos. Estes resíduos, através da percolação de águas pluviais, foram lixiviados e provocaram a contaminação do aquífero local, principalmente através da redução do pH e do aumento da concentração de íons ferro e sulfato. Além disto, devido a processos erosivos naturais, formou-se uma voçoroca que possibilitou o transporte dos resíduos diretamente às águas superficiais.
A área em estudo corresponde à fábrica da TIBRÁS - TITÂNIO DO BRASIL S.A., localizada no município de Camaçari - BA. A indústria situa-se a 600 m do mar, junto à dunas, áreas alagadiças e várias lagoas inter-dunas. O principal produto da indústria é o dióxido de titânio, utilizado como pigmento, cuja geração é da ordem de 50.000 t/a.
As operações industriais, assim como a deposição de resíduos nas dunas próximas, tiveram início em 1971. Até 1982 foi depositado um total de 81.700 t de resíduos compostas por limalha de ferro, borra de enxofre e lama do processo fabril. Do mesmo modo, 34.500 m3 de resíduos domésticos foram co-dispostos até 1990.
Além dos resíduos sólidos, antigas perdas no processo industrial e nos pátios de estocagem temporária de resíduos, bem como acidentes em tubulações representaram fontes adicionais de contaminação ao aquífero.

CONTEXTO REGIONAL

Regionalmente, a área em estudo insere-se no contexto da Bacia Sedimentar do Recôncavo de idade Cretácea (área de 10.000 km2), localida na porção sul do Graben da Bahia (56.000 km2). Os sedimentos que a compõe possuem origem flúvio-lacustre, espessura superior a 2.000 m e são denominados Supergrupo Bahia (REBOUÇAS, 1990).
O Supergrupo Bahia é composto pelas Formações São Sebastião e Marizal, respectivamente, de idades Cretácea inferior e superior. Dentre estas o Aquífero São Sebastião corresponde ao principal aquífero regional, que abastece indústrias e as vazões dos manancias da cidade de Salvador . Sotopostos a estes, ocorrem sedimentos Terciários da Formação Barreiras, que se constituem em aquíferos de pouca produtividade, mas de grande importância local, uma vez que nas áreas rurais é utilizado como fonte de água potável através de cacimbas.

HIDROGEOLOGIA LOCAL

As investigações hidrogeológicas da área ocorreram de 1991 a 1994 e compreenderam a cubagem do depósito de resíduos, levantamentos geoelétricos, instalação e amostragens de 37 poços de monitoramento e 8 de bombeamento e execução de testes de permeabilidade e bombeamento.
Na área em estudo ocorrem sedimentos quaternários aluviais (predominando termos arenosos) e areias de dunas (aonde foram depositados os resíduos) assentados discordantemente sobre o embasamento cristalino gnáissico (Figura 1).
O aquífero local é formado por estes sedimentos, possui caráter livre e espessura saturada variável entre 5 e 10 m. Ao longo dos períodos seco e chuvoso, a profundidade do nível freático oscila de 0,5 a 1,5 m.
O padrão geral do fluxo subterrâneo ocorre a partir dos altos topográficos (áreas de recarga) para as áreas alagadiças no bairro Areias e para o condomínio Interlagos (Figura 2). Deste modo pode-se perceber que a contaminação a partir dos resíduos dispostos nas dunas espalhou-se nos dois sentidos, afetando as duas comunidades locais.
A condutividade hidráulica média é de 1 x 10-4 m/s. As velocidades de escoamento calculadas segundo a Lei de Darcy variam de 4 a 210 m/a no bairro Areias (NW), 63 m/a no condomínio Interlagos e 690 m/a na área industrial. A descrição das investigações hidrogeológicas consta nos relatórios técnicos da CSD-GEOKLOCK (1992) e em GOMES (1994).
A primeira amostragem das águas subterrâneas e superficiais data de agosto/92. Nesta ocasião, o pH atingia valores de 1,5 no interior da área industrial e 2,0 no bairro Areias, sendo as concentrações de íons sulfato nestes locais, respectivamente de 17.000 mg/L e 6.000 mg/L.
A área da pluma de contaminação, com concentrações acima de 400 mg/L de sulfatos (limite de potabilidade - Ministério da Saúde, Portaria 36, 19/01/90), totalizava 820.000 m2 e continha uma massa total de 2.300 t de sulfato (1.700 t no centro de massa situado na área industrial - pluma sudeste e 600 t no bairro Areias - pluma noroeste).
A massa total de sulfatos contida nos resíduos em 1990, ocasião da cubagem do depósito, totalizava 16.500 t. Comparando-se este valor ao total contido na pluma em agosto/92 e às concentrações determinadas nos centros de massa, observa-se que os resíduos continuariam a contaminar o aquífero a níveis relevantes ao longo de muitos anos, caso não fossem adotadas medidas de recuperação.

MEDIDAS DE RECUPERAÇÃO IMPLANTADAS

A avaliação das medidas de saneamento e a definição da solução técnica mais adequada à recuperação da área foi efetuada através de modelamentos matemáticos bidimensionais (VATNASKIL,1990) de fluxo e transporte de contaminantes. A modelagem do aquífero simulou as situações atual e futura da contaminação frente à diferentes técnicas de recuperação, como por exemplo, remoção total dos resíduos, confinamento geotécnico, bombeamento e tratamento das águas contaminadas, dimensionamento da rede de poços de extração, etc.
Com base no balanço de massa do sistema (relação entre as massas contida no aquífero e passível de lixiviação dos resíduos), concluiu-se que a melhor solução para a recuperação da área consistia no confinamento geotécnico da fonte de contaminação aliado ao bombeamento e tratamento das águas contaminadas.
Deste modo, as primeiras medidas implantadas corresponderam ao bombeamento da lagoa existente no interior da fábrica (fevereiro/93) e ao confinamento dos resíduos (junho a setembro/93). Posteriormente foram implantados 6 poços de bombeamento e 2 drenos horizontais.
O confinamento geotécnico impede a infiltração de águas pluviais e o consequente carreamento de poluentes ao aquífero. Foi efetuado a partir do encapsulamento dos resíduos por uma camada de argila compactada com espessura 0,6 m e da recomposição e impermeabilização da voçoroca existente. Acima desta camada confinante foi colocado solo local, revegetado com espécies nativas visando a maior estabilização das dunas e a recomposição paisagística da área degradada.
Todo o sistema de remediação implantado tem sido acompanhado através de intenso monitoramento.

RESULTADOS OBTIDOS

Os resultados obtidos após dois anos mostram uma significante redução em massa da pluma de contaminação (Figura 3).
Até o momento foram realizadas 10 amostragens do aquífero. A pluma de contaminação atual (março/96) apresenta área de 725.000 m2 e 580 t de sulfato, ou seja, 75% menor do que em agosto/92 (2.300 t). A redução mais expressiva ocorreu na planta industrial (83%), onde exitem, atualmente, 285 t de sulfato no aquífero. Já na porção noroeste (bairro Areias), a pluma contém 295 t de sulfato, ou seja, 50% a menos que no início das pesquisas.
As taxas de remoção dos contaminantes através do bombeamento totalizam 1.079.931 m3 de águas contaminadas e 839 t de sulfato.
A redução verificada deve-se ao efeito combinado das medidas ativas de saneamento (bombeamento), da eliminação do aporte de contaminantes (confinamento geotécnico) e da remediação íntrinseca do aquífero (decomposição físico-química e diluição das águas subterrâneas).
Os dados acima atestam que as medidas de recuperação ambiental adotadas são eficazes. Os autores recomendam que o conceito de saneamento baseado na combinação de medidas passivas de eliminação da fonte (confinamento geotécnico) e intervenção ativa no aquífero (bombeamento e tratamento) seja aplicado em casos similares como alternativa economicamente viável ao invés de remoção total de resíduos inadequadamente depositados.

AGRADECIMENTOS

Os autores expressam seus agradecimentos à Diretoria da TIBRÁS - Titânio do Brasil S.A., em especial ao Dr. Axel Westerhaus e ao Dr. Ariosvaldo Bezerra, que têm-se empenhado na concretização dos projetos de recuperação ambiental, e também à toda equipe da CSD-GEOKLOCK pelo apoio e pela execução do projeto com impecável nível técnico.


REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

GEOKLOCK (1992) Monitoramento e Saneamento do Lençol Freático dos Arredores da Tibrás. São Paulo. 46p.
GOMES, D.C. (1994) Poluição de Aquífero Costeiro de Arembepe -BA por Ácido Sulfúrico e Compostos Inorgânicos Oriundos da Produção de Dióxido de Titânio. Dissertação de Mestrado, IG-USP. 116p.
REBOUÇAS, A.C. (1990) Groundwater Use and Protection in Petrochemical Complex Region, Camaçari, Bahia, Brazil. IAWPRC - International Seminar on Industrial Residuals Management. Salvador, Bahia. pp. 147-156.
VATNASKIL (1990) AQUA - Groundwater Flow and Contaminant Transport Model. Reykjavík, Iceland. 99p.


 

 

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