Tratamento de Metais em Águas Subterrâneas

A água é um recurso finito, no entanto, a sociedade ainda não se deu conta disso, pois a degradação ambiental provocada pela poluição dos recursos hídricos, a partir de diversas fontes poluidoras, contribui para um agravamento da escassez da água, representado pelas dificuldades de abastecimento das grandes cidades e áreas industriais, do fornecimento da água para irrigação, entre outros fins.

Relatórios da ONU apontam duas sugestões básicas para diminuir a escassez da água: aumentar a sua disponibilidade e utilizá-la de forma mais eficiente. No que concerne ao aumento da disponibilidade da água, são sugeridos o aproveitamento de geleiras, a dessalinização da água do mar e a intensificação do uso dos estoques subterrâneos (lençóis e aquíferos).

A primeira alternativa sem dúvida é a mais custosa e inviável para a maior parte dos centros urbanos, a segunda é ainda relativamente onerosa porém vem se tornando a cada dia mais viável, e a terceira opção, quando disponível, com certeza é a mais adequada.

Estes são alguns fatores que favorecem a exploração das águas subterrâneas:

Alto grau de qualidade (bacteriológico), pois o próprio solo purifica a água, tornando os mananciais subterrâneos fontes ideais de suprimento de água doce.
Os processos químicos, biológicos e físicos que ocorrem no solo removem a maior parte das impurezas da água.
As águas subterrâneas, estando protegidas abaixo da terra, estão menos propensas à poluição.
A habilidade natural do solo acaba por devolver a qualidade da água, desde que não haja contaminação química ou infiltração de agrotóxicos e metais pesados.

Metais Pesados

Metais pesados são elementos químicos com número atômico superior a 22 e são conhecidos, principalmente, por apresentarem efeitos nocivos à saúde humana. O Chumbo, por exemplo, pode causar envenenamento crônico, atingindo o sistema nervoso central com sérias consequências. Para os peixes, as doses fatais desta matéria variam de 0,1 a 0,4 mg/L, valores que também se aplicam a outras substâncias como Níquel e Zinco.

Problema

O tipo geológico do solo brasileiro, favorece uma grande presença de minerais como o ferro, manganês, fluoretos e outros; e a falta de saneamento básico, pode acarretar também na contaminação dos aqüíferos. Por isso, é comum as águas subterrâneas apresentarem problemas de contaminação microbiológica.

Dependendo da quantidade presente de ferro e manganês, além de toxicidade, formam-se pequenos grãos que se precipitam nos reservatórios e tubulações em forma de lama, impedindo o uso das águas para a maioria das aplicações, além de servir de meio para o crescimento de muitas formas de bactérias.

Descarte de resíduos industriais

Outro fator agravante é o descarte de resíduos industriais que contaminam rios com metais pesados. Alguns processos de produção de indústrias metalúrgicas, tintas, cloro e plástico, utilizam estes metais que, quando lançados irregularmente, contaminam a água. Entre os principais elementos tóxicos estão o mercúrio, chumbo, cádmio, arsênico, bário, cobre e cromo.

Devido às suas altas toxicidades, os níveis de metais pesados e fluoretos são controlados por Legislações como, por exemplo, a Portaria GM/MS n° 888 que dispõe sobre procedimentos de controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano ou o Decreto 8468 do Estado de São Paulo, que dispõe sobre o controle da Poluição do Meio Ambiente, principalmente, em ETAs e ETEs.

SOLUÇÃO

ANALISAR

As técnicas usuais de determinação de metais na água são:

Espectrofotometria de Visível (VIS)

Espectrofotometria de Absorção Atômica (Chama ou Forno de Grafite)

É uma das técnicas analíticas utilizadas na determinação de metais. Nesta técnica a amostra é introduzida no equipamento e os metais presentes sofrem ação de uma chama e os metais presentes são decompostos em átomos. Estes na forma gasosa e no estado fundamental absorvem energia radiante em comprimentos de onda específico. Esta energia é detectada e transformada em sinal analítico, proporcional a concentração dos metais de interesse presentes na amostra. As vantagens desta técnica são a alta sensibilidade e a baixa interferência.

Plasma – ICP (OES ou MS)

A principal vantagem de se determinar metais por ICP-OES é a determinação simultânea dos metais presentes na amostra. É uma técnica que alia rapidez, precisão e sensibilidade.

Após a etapa de digestão da amostra, esta é introduzida na forma de aerossol em uma tocha com fluxo de argônio, resultando no que definimos como plasma. O plasma é um ambiente constituído por gás e elétrons livres. No interior desta tocha o plasma se encontra sob altas temperaturas vaporizando a amostra resultando não somente na dissociação em átomos, mas também causando excitação colisional e consequentemente a ionização dos átomos da amostra. O resultado da combinação de altas temperaturas, elétrons livres do gás e átomos da amostra é a excitação dos átomos que ao retornarem para o estado fundamental emitem energia (luz) em comprimentos de onda específico. A intensidade desta luz possibilita a quantificação dos metais de interesse na amostra.

Etapa de digestão da amostra de Plasma — Tratamento de Metais em Águas Subterrâneas

TRATAR

Normalmente, as águas subterrâneas têm boa qualidade, atendendo aos padrões de potabilidade – identificação para a água de beber (potável). Para o consumo humano, é necessário apenas que elas passem antes por um processo de desinfecção. No entanto, é comum encontrar nelas ferro sob a forma de bicarbonato ferroso dissolvido em água, principalmente de captações ocorridas em terrenos antigos e aluviões – locais de baixada. Há diversos métodos para eliminação de ferro em água proveniente de poços artesianos e tubulares.

A descontaminação destas águas pode ser feita através de processos convencionais de tratamento, químico e físico, onde o ferro bivalente solúvel é oxidado à forma trivalente insolúvel e removido da água por decantação e/ou filtração .

Outro contaminante comum nas águas subterrâneas é o fluoreto que em concentrações elevadas, acarretam sérios problemas à saúde especialmente em ossos. O processo recomendado para remoção do excedente, é a aplicação de resinas de troca iônica específica ou alumina ativada. Estes processos removem eficientemente mas, requerem regenerações periódicas sempre que saturadas.

O GRUPO EP possui estrutura e profissionais qualificados para atender a toda a cadeia acima descrita, ou seja, a seguinte sequência:

Coleta de amostras;
Análises dos parâmetros de interesse (metais pesados, microbiologia e orgânicos);
Realização de testes de tratabilidade para se obter parâmetros exatos de projeto;
Equipe de projetos para todas as disciplinas (hidráulica, mecânica, elétrica, civil e automação);
Caldeiraria própria para construção de equipamentos como filtros, reatores de coagulação / floculação, decantadores, pontes arrastadoras de lodo, sistemas de membranas (UF / OR), sistemas de troca iônica, entre outros;
Equipe de montagem dos sistemas em campo, comissionamento e start-up;
Estrutura completa para Operação Terceirizada dos sistemas, caso seja do interesse do cliente que os sistemas funcionem em sua melhor performance;
Fornecimento de insumos químicos e consumíveis para a perfeita operação dos sistemas.

Escrito por:

Rogerio Toledo de Almeida – Diretor geral

Otávio Riedel Almeida – Gerente de contratos

Karina Oliveira – Gerente técnica laboratório

Referências:

Boss, C.B; Fredeen, K. J – Concepts, Insteumentation and Techniques in Inductively upled Plasma Optical Emssion Spectrometry (no laboratório de metais)
Lacerda, T.M – apresentação: Espectroscopia de absorção atômica (USP)

26 maio 2020