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Estabilização de metais nos solos no antigo Lixão da Estrutural

A prática de aterrar o lixo é um dos meios mais antigos de disposição de resíduos sólidos e tem sido adotada por séculos. Parte dos resíduos aterrados dá origem ao chorume, um líquido extremamente poluente com odor fétido e coloração escura, formado a partir da biodegradação da matéria orgânica. Esse efluente é uma das maiores restrições em relação ao descarte de rejeitos diretamente sobre o solo, uma vez que, durante a percolação do chorume, desde a zona vadosa até a zona saturada do aquífero, vários compostos químicos e biológicos podem ser transportados e, consequentemente, poluir o solo, o aquífero e as águas superficiais. O Distrito Federal conta atualmente com 3.015.268 habitantes (IBGE, 2019), cujos resíduos sólidos foram descartados no Aterro Controlado do Jockey Club, popularmente conhecido como Lixão da Estrutural, desde o início da década de 1970 até o início de 2018. A constante atividade antrópica acarretou no aumento do volume desses resíduos, o que resultou em inúmeros problemas ambientais relacionados aos métodos inadequados de disposição e estocagem, provocando a contaminação do solo e das águas subterrâneas. À vista disso foi elaborado um diagnóstico de contaminação fundamentado com testes pilotos a partir de tecnologias adequadas para o efetivo controle da contaminação e remediação dos danos causados. Este experimento foi dividido em de três etapas: amostragem prévia dos solos na poligonal piloto, calagem do solo com uso de pó de dolomito, e amostragem posterior. Para a coleta dos solos foram utilizados enxadão, cavadeira articulada (boca de lobo), trado manual, trena, sacos plásticos, fita adesiva, pincel permanente e câmera fotográfica. Cada ponto foi georreferenciado com auxílio de GPS de mão. Após a tradagem as amostras eram acondicionadas nos sacos plásticos, identificadas e registravam-se os dados do ponto e amostra.

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável - ODS

Desafios OICS

  • Tratamento e recuperação de áreas contaminadas ou degradadas
  • Saneamento adequado
  • Ar e água superficial e subterrânea limpos
  • Qualidade de vida, saúde e nutrição

Eixos PCS

  • AÇÃO LOCAL PARA A SAÚDE
  • GESTÃO LOCAL PARA A SUSTENTABILIDADE

Palavras-chave

  • Fitorremediação
  • Recuperação do Lixão do Distrito Federal
  • Descontaminação de solo
  • Fitorremediação de solos contaminados

Atores

Subsecretaria de Gestão das Águas e Resíduos Sólidos (Sugars) da Secretaria de Estado de Meio Ambiente do Distrito Federal - Sema/DF

governamental

Serviço de Limpeza Urbana do Distrito Federal (responsável pela gestão e controle da URE - SLU

multiplos-atores

Fornecedores

multiplos-atores

Fundação de Empreendimentos Científicos e Tecnológicos - Finatec

Público beneficiado

População dos arredores do antigo Lixão da Estrutural.

Processo de articulação

A Sema/DF desde o início da implementação do projeto CITinova em Brasília se aproximou do SLU para dar conhecimento e também trocar informações quanto a execução dos trabalhos que seriam realizados no “Lixão”, foram realizadas diversas reuniões entre gestores e equipes da Sema e do SLU para alinhamento, inclusive elaboração do termo de referência que viria a ser a base da contratação da Finatec. Após a assinatura do contrato de realização do Diagnóstico Ambiental e proposta de remediação do “Lixão da Estrutural” com a Finatec, o SLU autorizou, sem maiores dificuldades, à equipe técnica contratada a utilizar a área da URE para as atividades dos projetos-pilotos.

Investimento necessário

DE 100 ATE 500 MIL

Especificação dos valores

  • amostragem prévia dos solos na poligonal piloto (R$ 40.300,00)
  • calagem do solo com uso de pó de dolomito (R$ 38.000,00)
  • e amostragem posterior (R$ 37.700,00)

Piloto

Período de implementação

Início 25/11/2019

Finalização 20/06/2020

País

Brasil

Estado/província

Distrito Federal

município

Brasília

bairro

Localização

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Detalhes

Foi aplicado pó do mineral Dolomito para elevar o pH dos solos e reter os metais biodisponíveis, de forma a limitar sua mobilidade e proteger os organismos que ocupam a área de ocorrência destes solos e suas adjacências.
O presente projeto piloto é parte integrante do estudo intitulado “Elaboração do Diagnóstico da Contaminação e Proposta de Remediação do Antigo Lixão da Estrutural”. No contexto da realização do diagnóstico ambiental para determinar a extensão da contaminação no ar, no solo, nas águas superficiais e subterrâneas tendo em vista a elaboração de propostas para sua remediação, a partir do teste de soluções inovadoras com indicação daquelas que pudessem ser viáveis para a implementação. A intenção é minimizar os teores de metais pesados que ocorram em elevados teores nos solos adjacentes à área principal de acumulação de resíduos no antigo Lixão da Estrutural no Distrito Federal. A contaminação dos aquíferos situados em área sob influência do Lixão da Estrutural é considerado o principal impacto ambiental decorrente da disposição sem controle dos resíduos do Distrito Federal acumulados por décadas, sem a devida aplicação de medidas mitigadoras. Os estudos foram desenvolvidos na poligonal do antigo Lixão da Estrutural e adjacências incluindo faixas no interior do Parque Nacional de Brasília (situado a leste), faixas no interior da cidade Estrutural (localizada a sul e sudoeste) e áreas nas chácaras do Núcleo Rural Cabeceira do Valo (situadas a oeste). Esta área está localizada na porção centro-oeste do Distrito Federal, no divisor das bacias dos ribeirões Vicente Pires e Bananal, respectivamente afluentes dos braços sul e norte do Lago Paranoá. O Aterro Controlado do Jóquei, ou como é mais conhecido, o antigo Lixão da Estrutural, atual Unidade de Recebimento de Entulho – URE, está localizado a 15km do Congresso Nacional e é contíguo ao Parque Nacional de Brasília; ocupa uma área de aproximadamente 200 hectares - o que corresponde a cerca de 243 campos de futebol. O local está ativo desde a década de 1950, mas foi oficializado pelo GDF há quase 40 anos. O depósito era listado como o segundo maior lixão a céu aberto da América Latina recebendo cerca 2,2 mil toneladas de rejeitos de domicílios ao dia e pelo menos 5 mil toneladas de entulho de construções, o que equivale a uma média de 7,2 mil toneladas de lixo por dia. Acumula mais de 40 milhões de toneladas de lixo, que formam um maciço de resíduos, o qual alcançou mais de 35 metros nos pontos mais elevados e que estão enterrados. Em 2018, passou a receber apenas resíduos da construção civil e galhadas (restos de podas de vegetação). Existe apenas um tanque para armazenar o chorume, com capacidade de 7,5 milhões de litros. O chorume penetra o solo, é drenado para uma lagoa, mas, em períodos de chuva, são feitas retiradas da lagoa para aplicação de volta à superfície do aterro, evitando que o reservatório transborde. No local, há aproximadamente 150 pontos de escape do Metano (CH4), que é queimado 24 horas por dia. O antigo Lixão da Estrutural encerrou as atividades em 20 de janeiro de 2018 pelo Governo do Distrito Federal após uma determinação do Tribunal de Justiça do Distrito Federal motivada por uma ação do Ministério Público do Distrito Federal e Territórios desde 2007. A decisão pelo seu fechamento atende também à Política Nacional de Resíduos Sólidos. Para Moreira et al. (2010) os resíduos sólidos urbanos possivelmente podem servir como fonte de metais pesados que afetam principalmente os solos e as águas subterrâneas incluindo cádmio, cobre, chumbo, zinco, cobalto, crômio e arsênio. Contudo, Costa (2005) aponta que o problema reside não só no fato da maior concentração total destes metais pesados no solo, mas também na sua biodisponibilidade. Segundo Guedes (2008), o metal na forma solúvel está na forma iônica ou de complexos orgânicos e é facilmente absorvido pelas plantas ou é lixiviado, podendo atingir as águas subterrâneas. Na forma trocável, o metal ligado eletrostaticamente em sítios de adsorção carregados negativamente na matéria orgânica ou em minerais, pode ser facilmente trocado por íons presentes na solução do solo, sendo então biodisponibilizados. Mesmo após a mudança para o novo aterro em Samambaia, ainda existe o passivo ambiental e os danos provenientes de anos de acumulação de resíduos na região são visíveis. Para tanto, uma área de estudo piloto de 1,9 ha de extensão foi selecionada nos limites do terreno do Lixão da Estrutural para o experimento de estabilização da contaminação por metais no solo. O experimento desenvolvido objetivou a estabilização de metais biodisponíveis nos solos a partir da elevação do pH nos horizontes superficiais de forma a funcionar como uma medida de mitigação da contaminação eventualmente incorporada no perfil de solos pela destinação de resíduos sólidos urbanos na área.
A área do antigo Lixão da Estrutural, atual URE, possui em suas adjacências pequenas propriedades rurais, inclusive abastecidas por corpo d´água impactado pelo Lixão, áreas de ocupação urbana recentemente regularizadas com 45 mil moradores e outras ocupações irregulares, em contexto de ampla vulnerabilidade social. Além de ser limítrofe ao Parque Nacional de Brasília, importante Unidade de Conservação Federal. Observa-se ainda que parte desses moradores da Estrutural exploravam o Lixão.

Benefícios

Sociais

Melhoria da qualidade vida da população residente na área contaminada, com diminuição dos riscos de contaminação.

Ambientais

A remediação de solos contaminados por metais a partir da elevação do pH é uma técnica viável, efetiva e eficaz. Os resultados mostraram redução dos teores de ferro, alumínio, cobre e zinco.

Econômicos

Baixo custo para descontaminação de solos com elevados teores de metais em comparação com as técnicas tradicionais.

Emissão de GEE (Gases de Efeito Estufa)

Este piloto contribui para a redução da emissão de GEE (Gases de Efeito Estufa)

Justificativa

Informações sobre o processo

12 meses para implementar

7 meses para obter retorno

A metodologia, etapas, conclusões e bases conceituais norteadoras do estudo realizado por meio de técnica “in situ” por meio da obtenção de dados primários estão descritos e fundamentados nos Produtos 1, 2, 3,4 e 5 do contrato firmado com a Finatec. Passo 1 O experimento desenvolvido objetivou a estabilização de metais biodisponíveis nos solos a partir da elevação do pH nos horizontes superficiais como uma medida de mitigação da contaminação incorporada ao perfil de solos pela destinação de resíduos sólidos urbanos na área. Figura 07 (em anexo). O experimento foi realizado em de três etapas: - amostragem prévia dos solos na poligonal piloto; - calagem do solo com uso de pó de dolomito; e - amostragem posterior. No momento da amostragem prévia, o solo encontrava-se compactado em alguns trechos com o perfil alterado por antigos aterros, dessa maneira, apresentou a presença de resíduos próximos à superfície, e recoberto por gramíneas exóticas. Na data de 04 de janeiro de 2020 foram amostrados 13 pontos de melhor acesso e com maior facilidade de perfuração manual, a duas profundidades: - Amostra A - 0 a 20 cm; e - Amostra B - 40 a 60 cm. O material foi moído em pó fino e pistilo de porcelana, e preparado de duas maneiras: - amostra total - pó prensado sobre a lâmina; e - fração argila separada seca ao ar e orientada sobre a lâmina. Passo 2 Com o intuito de descompactar o solo e de potencializar a incorporação do mineral dolomito durante a calagem, o terreno foi arado e gradeado com grade armadora. Primeira série de amostragem. O preparo do solo ocorreu nos dias 12 e 13 de março de 2020. Após uma semana foi realizada a pulverização do pó de dolomito na área. No dia 20 de março de 2020, foi constatado que a pulverização não aconteceu de forma homogênea, assim, foi feita a demarcação de 17 pontos espalhados pela área gradeada e realocou-se o pó de dolomito junto a estas áreas específicas. O dolomito utilizado na calagem foi amostrado para as mesmas análises químicas dos solos submetidos, para obtenção dos valores químicos de referência. Três toneladas de pó de dolomito foram incorporadas ao solo na parcela experimental. Em 13 de maio de 2020, com o intuito de simular uma precipitação, foram adicionados aproximadamente 40 l (litros) de água junto a cada uma das demarcações. Esta ação foi necessária para compensar o encerramento do período chuvoso, assim, o aumento da umidade poderia auxiliar na incorporação do dolomito, no aumento do pH do solo e consequente otimização das reações químicas em subsuperfície. Figura 8A e 8B (em anexo). Passo 3 Segunda série de amostragem. A segunda série de amostragem aconteceu no dia 11 de junho de 2020, por meio das técnicas semelhantes: Amostra A - 0 a 20 cm; Amostra B - 40 a 60 cm de profundidade. A tradagem foi feita preferencialmente no local onde foi despejada a água. Prontamente foram encaminhadas ao laboratório. Os procedimentos analíticos foram realizados com a mesma metodologia de estudos de fertilidade de solos (Silva et al., 1998) nos dois conjuntos de análises. A metodologia de fertilidade de solos está referenciada no Produto 1(SILVA et al., 1998, p. 20). Figura 9 (em anexo). As análises das duas séries de amostras de solo e do dolomito utilizado foram feitas no laboratório Soloquímica Análises de solos, em Brasília. Para se avaliar a efetividade do controle do pH na estabilização dos metais trocáveis, os procedimentos analíticos foram realizados com a mesma metodologia de estudos de fertilidade de solos (Silva et al., 1998) nos dois conjuntos de análises. Em ambas as etapas de amostragem foram analisados os seguintes metais: potássio, cálcio, magnésio, sódio, alumínio, ferro, cobre, zinco, chumbo, cádmio, arsênio e mercúrio. A Tabela 9 traz os resultados analíticos da primeira campanha de amostragem e a Tabela 10 os resultados da segunda campanha. Os teores obtidos da análise do dolomito são os seguintes: K - 0,02 cmol/dm3 ; Ca - 2,6 cmol/dm3 ; Mg - 0,8 cmol/dm3 ; Na - 0,01 cmol/dm3 ; Al - zero; Fe - 45,1 mg/Kg; Cu - 0,9 mg/Kg; Zn - 0,1 mg/Kg; Pb - 0,1 mg/Kg; Cd - < 0,01 mg/Kg; As - < 0,01 mg/Kg e Hg - < 0,01 mg/Kg. Passo 4 Os autores Huertos & Baena (2008), afirmam que a presença de carbonatos além de garantir a manutenção de pH elevado, tende a induzir a precipitação dos metais (especialmente como carbonatos) e adsorver determinados metais. Na ocorrência de monitoramento prolongado é esperado que a manutenção na tendência crescente nos valores de pH e consequentemente uma redução maior nos teores de metais retidos, seja na forma de precipitada ou adsorvida. E posteriormente, com prováveis condições ambientais favoráveis à mobilidade desses metais, a sua liberação não ocorreria devido ao fato de já estarem fora do sistema retidos na estrutura de minerais estáveis ou adsorvidos em fases amorfas. Por meio do histórico e do levantamento fotográfico da situação da área observou-se que o passivo ambiental existe, e é necessário monitoramento de diferentes formas a se complementar a interpretação da dinâmica da contaminação ou poluição nos diferentes meios possíveis de serem afetados. As concentrações totais dos metais apresentaram valores homogêneos de acordo com cada série de amostragem. Os teores dos metais que poderiam acarretar contaminação não ultrapassaram os valores de referência de um solo natural de acordo com os valores orientadores da CETESB (2014). Estudos de geofísica (eletrorresistividade) nas proximidades da área (CAVALCANTI et al., 2011) indicam valores anômalos de condutividade elétrica nas águas subterrâneas, possibilitando a lixiviação destes metais para a zona saturada, contribuindo para a manutenção da pluma de contaminação. A partir dos resultados analisados antes e após a calagem, e observando-se que os teores originais já se apresentam reduzidos, na ocorrência de valores maiores, provavelmente a técnica utilizada poderia ser ainda mais eficaz na estabilização dos metais. Tabelas e figuras dos resultados do piloto de estabilização de metais no solo (em anexo).

Fatores de sucesso

Sociais

Excelente base referencial, a iniciativa possui fundamentação metodológica robusta.

Ambientais

A remediação de solos contaminados por metais a partir da elevação do pH é uma técnica viável, efetiva e eficaz. Os resultados mostraram redução dos teores de ferro, alumínio, cobre e zinco.

Econômicos

Solução de baixo custo para descontaminação de solos com elevados teores de metais em comparação com as técnicas tradicionais.

Políticos

É de extrema importância política o fato de se conhecer a situação real da contaminação do solo do “Lixão” do Distrito Federal para que se possa definir o caminho a ser seguido para a remediação da área. Esse processo de diagnóstico da contaminação, que incluiu experimentos pilotos na busca de demonstrar soluções viáveis para a descontaminação do solo, são muito relevantes para as decisões políticas acerca da recuperação e futuro uso dessa área para outros fins, caso seja de interesse público. O projeto CITinova Brasília entregou esse diagnóstico ao governo e à sociedade do Distrito Federal.

Possíveis complicações

Fraquezas do piloto

Para que testes quanto a técnicas de remediação de solos com concentração de metais tenham sucesso, é importante que as áreas, das coberturas pedogenéticas onde serão aplicadas as técnicas de remediação, estejam efetivamente contaminadas. Vale ressaltar que o experimento ou implementação direta deve ser realizada iniciando pelas análises dos solos e mapeamento das áreas com maior concentração de metais.

Ameaças a este projeto

Para se obter a efetiva remediação dos solos, com o uso da técnica de estabilização de metais, as coberturas pedogenéticas devem estar efetivamente contaminadas. Caso contrário não será possível se medir sua efetividade.

Soluções

Soluções encontradas

O passivo ambiental na área do “Lixão” existe, e é necessário monitoramento de diferentes formas a se complementar a interpretação da dinâmica da contaminação ou poluição nos diferentes meios possíveis de serem afetados. As concentrações totais dos metais apresentaram valores homogêneos de acordo com cada série de amostragem. Os teores dos metais que poderiam acarretar contaminação não ultrapassaram os valores de referência de um solo natural de acordo com os valores orientadores da CETESB (2014). Estudos de geofísica (eletrorresistividade) nas proximidades da área (Cavalcanti et al., 2011) indicam valores anômalos de condutividade elétrica nas águas subterrâneas, possibilitando a lixiviação destes metais para a zona saturada, contribuindo para a manutenção da pluma de contaminação. A partir dos resultados analisados antes e após a calagem, e observando-se que os teores originais já se apresentam reduzidos, caso fossem maiores, provavelmente a técnica utilizada poderia ser ainda mais eficaz na estabilização dos metais. A área piloto em que foi aplicada essa sistemática talvez não tenha sido a mais adequada a este experimento e metodologia, pois se esperava alta contaminação devido a suas características e localização. Contudo, isso não anula o fato de que o procedimento proposto e testado pode ser empregado na mitigação de impactos em áreas com contaminação comprovada de maior magnitude. Parte dos metais que sofreram redução de teores são considerados como retidos na estrutura de fases amorfas ou na forma de ankerita, que é um carbonato rico em cálcio, magnésio e ferro. A redução dos teores de outros metais é atribuída a sua absorção por fases amorfas. A elevação de magnésio, chumbo e sódio é, sem dúvida, vinculada ao dolomito utilizado para a elevação do pH. O zinco teve uma queda média de 74,9% (0,35 para 0,08 mg/kg) no seu teor disponível. O cobre teve um decréscimo médio de 44,9% (de 0,45 para 0,25 mg/kg) no seu teor disponível. O ferro apresentou uma redução média de 42,7% (de 85,1 para 48,7 mg/kg) no seu teor disponível. O alumínio teve uma redução média de 16,6% (com média de 0,023 para 0,019 cmol/dm³) no seu teor disponível.

Adaptabilidade

Para os elementos que tiveram seus teores reduzidos, não implica necessariamente na remoção ou inatividade permanente do metal. A metodologia empregada de maneira geral acarreta a retenção dos metais de duas maneiras principais: precipitação (como carbonatos) e adsorção (nos óxidos e hidróxidos), portanto em formas efetivas mesmo com uma eventual queda dos valores de pH. Conforme Huertos & Baena (2008), os óxidos estão finamente dispersos na massa do solo, por isso são muito ativos e devido à sua baixa cristalinidade e pequeno tamanho de partícula, apresentam alta capacidade de sorção para metais divalentes, principalmente cobre e chumbo, e em menor grau zinco, cobalto, cromo, molibdênio, níquel e também arsênio. Afirmam ainda que a presença de carbonatos além de garantir a manutenção de pH elevado, tende a induzir a precipitação dos metais (especialmente como carbonatos) e adsorver determinados 48 metais. Comprovando a adaptabilidade desse experimento. Com mais tempo de monitoramento é esperado a manutenção na tendência crescente nos valores de pH e consequentemente uma redução maior nos teores de metais retidos, seja na forma de precipitada ou adsorvida.

Contribuição para políticas públicas

O fato de se conhecer a situação real da contaminação do solo do “Lixão” do Distrito Federal é de extrema importância política, no intuito que se possa definir o caminho a ser seguido para a remediação da área. Esse processo de diagnóstico da contaminação, que incluiu experimentos pilotos na busca de demonstrar soluções viáveis para a descontaminação do solo, são muito relevantes para as decisões políticas acerca da recuperação e futuro uso dessa área para outros fins, caso seja de interesse público. O projeto CITinova Brasília entregou esse diagnóstico ao governo e à sociedade do Distrito Federal.

Referências e contatos da informação

  • Coordenadora do Corredor Verde
  • Pierre-André Martin - Embya - Paisagens e Ecossistemas - empresa responsável pelo projeto paisagístico

Anexos

  • Anexo 10_Tabelas e Figuras Resultados Template Estabilização de Metais no Solo.docx

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  • Anexo 08_Tabela 4 Template de Fitorremediação Exp 01.pdf

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