Contaminação do solo - Soil contamination

Escavação mostrando contaminação do solo em uma usina de gás desativada na Inglaterra.

A contaminação do solo ou poluição do solo como parte da degradação do solo é causada pela presença de produtos químicos xenobióticos (feitos pelo homem) ou outra alteração no ambiente natural do solo. Geralmente é causada por atividade industrial, produtos químicos agrícolas ou disposição inadequada de resíduos . Os produtos químicos mais comuns envolvidos são hidrocarbonetos de petróleo , hidrocarbonetos aromáticos polinucleares (como naftaleno e benzo (a) pireno ), solventes , pesticidas, chumbo e outros metais pesados . A contaminação está relacionada ao grau de industrialização e à intensidade da substância química. A preocupação com a contaminação do solo origina-se principalmente de riscos à saúde, do contato direto com o solo contaminado, vapor dos contaminantes ou da contaminação secundária de fontes de água dentro e subjacentes ao solo. O mapeamento de locais de solo contaminado e as limpezas resultantes são tarefas demoradas e caras, exigindo grandes quantidades de geologia , hidrologia , química , habilidades de modelagem de computador e GIS em contaminação ambiental , bem como uma apreciação da história da química industrial.

Na América do Norte e na Europa Ocidental, a extensão da terra contaminada é mais conhecida, com muitos dos países nessas áreas tendo uma estrutura legal para identificar e lidar com esse problema ambiental. Os países em desenvolvimento tendem a ser menos regulamentados, apesar de alguns deles terem passado por uma industrialização significativa .

Causas

A poluição do solo pode ser causada pelo seguinte (lista não exaustiva)

Os produtos químicos mais comuns envolvidos são hidrocarbonetos de petróleo , solventes , pesticidas, chumbo e outros metais pesados .

Qualquer atividade que leve a outras formas de degradação do solo ( erosão , compactação , etc.) pode indiretamente agravar os efeitos da contaminação, fazendo com que a remediação do solo se torne mais tediosa.

A deposição histórica de cinzas de carvão usadas para aquecimento residencial, comercial e industrial, bem como para processos industriais, como fundição de minério , era uma fonte comum de contaminação em áreas que foram industrializadas antes de 1960. O carvão concentra naturalmente chumbo e zinco durante sua formação , bem como outros metais pesados ​​em menor grau. Quando o carvão é queimado, a maioria desses metais se concentra nas cinzas (a principal exceção é o mercúrio). Cinzas e escórias de carvão podem conter chumbo suficiente para serem qualificados como " resíduos perigosos característicos ", definidos nos EUA como contendo mais de 5 mg / l de chumbo extraível usando o procedimento TCLP . Além de chumbo, as cinzas de carvão normalmente contêm concentrações variáveis, mas significativas de hidrocarbonetos aromáticos polinucleares (PAHs; por exemplo, benzo (a) antraceno, benzo (b) fluoranteno, benzo (k) fluoranteno, benzo (a) pireno, indeno (cd) pireno, fenantreno, antraceno e outros). Esses PAHs são cancerígenos humanos conhecidos e as concentrações aceitáveis ​​deles no solo são normalmente em torno de 1 mg / kg. A cinza e a escória de carvão podem ser reconhecidas pela presença de grãos esbranquiçados no solo, solo heterogêneo cinza ou (escória de carvão), grãos vesiculares do tamanho de seixos, borbulhantes.

O lodo de esgoto tratado , conhecido na indústria como biossólido , tornou-se polêmico como " fertilizante ". Como é o subproduto do tratamento de esgoto, geralmente contém mais contaminantes, como organismos, pesticidas e metais pesados ​​do que outro solo.

Na União Europeia, a Diretiva de Tratamento de Águas Residuais Urbanas permite que o lodo de esgoto seja pulverizado na terra. O volume deve dobrar para 185.000 toneladas de sólidos secos em 2005. Isso tem boas propriedades agrícolas devido ao alto teor de nitrogênio e fosfato . Em 1990/1991, 13% do peso úmido foi pulverizado em 0,13% da terra; no entanto, espera-se que aumente 15 vezes até 2005. Os defensores dizem que é necessário controlar isso para que os microorganismos patogênicos não entrem nos cursos de água e para garantir que não haja acúmulo de metais pesados na camada superficial do solo.

Pesticidas e herbicidas

Um pesticida é uma substância usada para matar uma praga. Um pesticida pode ser uma substância química, agente biológico (como um vírus ou bactéria), antimicrobiano, desinfetante ou dispositivo usado contra qualquer praga. As pragas incluem insetos, patógenos de plantas, ervas daninhas, moluscos, pássaros, mamíferos, peixes, nematóides (lombrigas) e micróbios que competem com os humanos por comida, destroem propriedades, espalham ou são vetores de doenças ou causam incômodo. Embora haja benefícios no uso de pesticidas, também existem desvantagens, como potencial toxicidade para humanos e outros organismos.

Os herbicidas são usados ​​para matar ervas daninhas, especialmente em calçadas e ferrovias. Eles são semelhantes às auxinas e a maioria é biodegradável por bactérias do solo. Porém, um grupo derivado do trinitrotolueno (2: 4 D e 2: 4: 5 T) possui a impureza dioxina, que é muito tóxica e causa fatalidade mesmo em baixas concentrações. Outro herbicida é o paraquat . É altamente tóxico, mas degrada rapidamente no solo devido à ação das bactérias e não mata a fauna do solo.

Os inseticidas são usados ​​para livrar as fazendas de pragas que danificam as plantações. Os insetos danificam não apenas as plantações em pé, mas também as armazenadas e, nos trópicos, calcula-se que um terço da produção total se perde durante o armazenamento de alimentos. Tal como acontece com os fungicidas , os primeiros inseticidas usados ​​no século XIX eram inorgânicos, por exemplo, Paris Green e outros compostos de arsênico . A nicotina também é usada desde o final do século XVIII.

Existem agora dois grupos principais de inseticidas sintéticos -

1. Organoclorados incluem DDT , Aldrin , Dieldrin e BHC. Eles são baratos para produzir, potentes e persistentes. O DDT foi usado em grande escala a partir da década de 1930, com um pico de 72.000 toneladas usadas em 1970. Em seguida, o uso caiu à medida que os efeitos ambientais prejudiciais foram percebidos. Foi encontrado em peixes e pássaros em todo o mundo e até descoberto na neve da Antártica . É apenas ligeiramente solúvel em água, mas muito solúvel na corrente sanguínea. Afeta os sistemas nervoso e endócrino e faz com que as cascas dos ovos das aves tenham falta de cálcio, tornando-as facilmente quebráveis. Acredita-se que seja o responsável pelo declínio do número de aves de rapina como águias pescadoras e falcões-peregrinos na década de 1950 - eles agora estão se recuperando. Além do aumento da concentração por meio da cadeia alimentar, sabe-se que ele entra por meio de membranas permeáveis, de modo que os peixes passam por suas guelras. Por apresentar baixa solubilidade em água, tende a permanecer na superfície da água, sendo os organismos que ali vivem os mais afetados. O DDT encontrado em peixes que faziam parte da cadeia alimentar humana causava preocupação, mas os níveis encontrados no fígado, rins e tecidos cerebrais eram inferiores a 1 ppm e na gordura eram 10 ppm, o que estava abaixo do nível passível de causar danos. No entanto, o DDT foi proibido no Reino Unido e nos Estados Unidos para impedir seu aumento na cadeia alimentar. Os fabricantes dos EUA continuaram a vender DDT para países em desenvolvimento, que não podiam pagar pelos caros produtos químicos de substituição e que não tinham regulamentos tão rígidos que regem o uso de pesticidas.

2. Organofosforados , por exemplo, paration , metil paration e cerca de 40 outros inseticidas estão disponíveis nacionalmente. O paratião é altamente tóxico, o paratião-metilo é menos tóxico e o malatião é geralmente considerado seguro, uma vez que tem baixa toxicidade e é rapidamente degradado no fígado dos mamíferos. Este grupo age prevenindo a transmissão nervosa normal, pois a colinesterase é impedida de quebrar a substância transmissora acetilcolina, resultando em movimentos musculares descontrolados.

Agentes de guerra

O descarte de munições e a falta de cuidado na fabricação de munições causada pela urgência da produção podem contaminar o solo por longos períodos. Há pouca evidência publicada sobre esse tipo de contaminação, em grande parte devido às restrições impostas por governos de muitos países à publicação de material relacionado ao esforço de guerra. No entanto, o gás mostarda armazenado durante a Segunda Guerra Mundial contaminou alguns locais por até 50 anos e o teste do antraz como uma arma biológica potencial contaminou toda a ilha de Gruinard .

Efeitos na saúde

Solo contaminado ou poluído afeta diretamente a saúde humana por meio do contato direto com o solo ou via inalação de contaminantes do solo que evaporaram; ameaças potencialmente maiores são representadas pela infiltração de contaminação do solo em aquíferos subterrâneos usados ​​para consumo humano, às vezes em áreas aparentemente distantes de qualquer fonte aparente de contaminação acima do solo. Isso tende a resultar no desenvolvimento de doenças relacionadas à poluição .

As consequências para a saúde da exposição à contaminação do solo variam muito, dependendo do tipo de poluente, via de ataque e vulnerabilidade da população exposta. A exposição crônica a cromo , chumbo e outros metais, petróleo, solventes e muitas formulações de pesticidas e herbicidas pode ser cancerígena, pode causar doenças congênitas ou pode causar outras condições crônicas de saúde. Concentrações industriais ou artificiais de substâncias de ocorrência natural, como nitrato e amônia associadas ao estrume de gado de operações agrícolas, também foram identificadas como perigos para a saúde no solo e nas águas subterrâneas.

A exposição crônica ao benzeno em concentrações suficientes é conhecida por estar associada a uma maior incidência de leucemia. Mercúrio e ciclodienos são conhecidos por induzir maior incidência de danos aos rins e algumas doenças irreversíveis. Os PCBs e os ciclodienos estão associados à toxicidade hepática. Organofosforados e carbonatos podem induzir uma cadeia de respostas levando ao bloqueio neuromuscular . Muitos solventes clorados induzem alterações hepáticas, renais e depressão do sistema nervoso central. Há todo um espectro de outros efeitos à saúde, como dor de cabeça, náusea, fadiga, irritação nos olhos e erupção cutânea, para os produtos químicos citados acima e outros. Em dosagens suficientes, um grande número de contaminantes do solo pode causar morte por exposição via contato direto, inalação ou ingestão de contaminantes em águas subterrâneas contaminadas através do solo.

O governo escocês comissionou o Instituto de Medicina Ocupacional para realizar uma revisão dos métodos para avaliar o risco para a saúde humana de terrenos contaminados. O objetivo geral do projeto é elaborar orientações que devem ser úteis para as autoridades locais escocesas na avaliação de se os locais representam uma possibilidade significativa de dano significativo (SPOSH) para a saúde humana. Prevê-se que o resultado do projeto seja um pequeno documento que forneça orientação de alto nível sobre a avaliação de risco à saúde com referência às orientações e metodologias publicadas existentes que foram identificadas como sendo particularmente relevantes e úteis. O projeto examinará como as diretrizes da política foram desenvolvidas para determinar a aceitabilidade dos riscos para a saúde humana e proporá uma abordagem para avaliar o que constitui risco inaceitável de acordo com os critérios para SPOSH conforme definido na legislação e na Orientação Estatutária Escocesa.

Efeitos do ecossistema

Não inesperadamente, os contaminantes do solo podem ter consequências deletérias significativas para os ecossistemas. Existem mudanças radicais na química do solo que podem surgir da presença de muitos produtos químicos perigosos, mesmo em baixas concentrações das espécies contaminantes. Essas mudanças podem se manifestar na alteração do metabolismo de microrganismos endêmicos e artrópodes residentes em um determinado ambiente do solo. O resultado pode ser a erradicação virtual de parte da cadeia alimentar primária, o que, por sua vez, pode ter consequências importantes para espécies predadoras ou consumidoras. Mesmo que o efeito químico nas formas de vida inferiores seja pequeno, os níveis inferiores da pirâmide da cadeia alimentar podem ingerir substâncias químicas estranhas, que normalmente se tornam mais concentradas a cada degrau de consumo da cadeia alimentar. Muitos desses efeitos são agora bem conhecidos, como a concentração de materiais DDT persistentes para consumidores aviários, levando ao enfraquecimento da casca dos ovos, aumento da mortalidade de pintinhos e potencial extinção de espécies.

Os efeitos ocorrem em terras agrícolas que apresentam certos tipos de contaminação do solo. Os contaminantes normalmente alteram o metabolismo da planta, muitas vezes causando uma redução no rendimento das colheitas. Isso tem um efeito secundário sobre a conservação do solo , uma vez que as colheitas enfraquecidas não podem proteger o solo terrestre da erosão . Alguns desses contaminantes químicos têm meias-vidas longas e, em outros casos, produtos químicos derivados são formados a partir da decomposição de contaminantes primários do solo.

Opções de limpeza

A limpeza ou remediação ambiental é analisada por cientistas ambientais que utilizam medição de campo de produtos químicos do solo e também aplicam modelos de computador ( GIS em contaminação ambiental ) para analisar o transporte e o destino dos produtos químicos do solo. Várias tecnologias foram desenvolvidas para a remediação de solo e sedimentos contaminados com óleo. Existem várias estratégias principais para a remediação:

Por país

Vários padrões nacionais para concentrações de contaminantes específicos incluem as Metas Preliminares de Remediação da Região 9 da EPA dos Estados Unidos (US PRGs), as Concentrações Baseadas em Risco da Região 3 da EPA dos Estados Unidos (US EPA RBCs) e a Diretriz do Conselho Nacional de Proteção Ambiental da Austrália sobre Níveis de Investigação no Solo e Lençóis freáticos.

República Popular da China

O crescimento imenso e sustentado da República Popular da China desde os anos 1970 cobrou um preço da terra com o aumento da poluição do solo. O Ministério da Ecologia e Meio Ambiente acredita que é uma ameaça ao meio ambiente, à segurança alimentar e à agricultura sustentável. De acordo com uma amostra científica, 150 milhões de mu (100.000 quilômetros quadrados) de terras cultivadas da China foram poluídos, com água contaminada sendo usada para irrigar outros 32,5 milhões de mu (21.670 quilômetros quadrados) e outros 2 milhões de mu (1.300 quilômetros quadrados) cobertos ou destruídos por resíduos sólidos. No total, a área representa um décimo das terras cultiváveis ​​da China e está principalmente em áreas economicamente desenvolvidas. Estima-se que 12 milhões de toneladas de grãos estão contaminados por metais pesados a cada ano, causando perdas diretas de 20 bilhões de yuans ($ 2,57 bilhões USD ).

União Européia

De acordo com os dados recebidos dos Estados-Membros, na União Europeia o número de locais potencialmente contaminados estimados é superior a 2,5 milhões e os locais contaminados identificados cerca de 342 mil. Os resíduos municipais e industriais são os que mais contribuem para a contaminação do solo (38%), seguidos do setor industrial / comercial (34%). Óleo mineral e metais pesados ​​são os principais contaminantes, contribuindo com cerca de 60% para a contaminação do solo. Em termos de orçamento, a gestão de locais contaminados está estimada em cerca de 6 bilhões de euros (€) por ano.

Reino Unido

As orientações genéricas comumente usadas no Reino Unido são os Valores de Orientação do Solo publicados pelo Departamento de Meio Ambiente, Alimentos e Assuntos Rurais (DEFRA) e pela Agência Ambiental . Esses são valores de triagem que demonstram o nível mínimo aceitável de uma substância. Acima disso, não pode haver garantias em termos de risco significativo de danos à saúde humana. Estes foram derivados usando o Modelo de Avaliação de Exposição à Terra Contaminada (CLEA UK). Certos parâmetros de entrada, como valores de critérios de saúde, idade e uso da terra, são inseridos no CLEA UK para obter uma saída probabilística.

A orientação do Comitê Interdepartamental para o Desenvolvimento de Terras Contaminadas (ICRCL) foi formalmente retirada pelo DEFRA , para uso como um documento prescritivo para determinar a necessidade potencial de remediação ou avaliação adicional.

O modelo CLEA publicado pela DEFRA e a Agência Ambiental (EA) em março de 2002 estabelece uma estrutura para a avaliação apropriada dos riscos para a saúde humana de terras contaminadas, conforme exigido pela Parte IIA da Lei de Proteção Ambiental de 1990. Como parte desta estrutura, Valores genéricos de diretriz de solo (SGVs) foram derivados atualmente para dez contaminantes para serem usados ​​como "valores de intervenção". Esses valores não devem ser considerados como alvos corretivos, mas valores acima dos quais uma avaliação mais detalhada deve ser considerada; veja os padrões holandeses .

Três conjuntos de SGVs CLEA foram produzidos para três usos de solo diferentes, a saber

  • residencial (com e sem absorção da planta)
  • loteamentos
  • comercial / industrial

Pretende-se que os SGVs substituam os antigos valores ICRCL. Os SGVs CLEA referem-se à avaliação de riscos crônicos (de longo prazo) para a saúde humana e não se aplicam à proteção de trabalhadores do solo durante a construção ou outros receptores potenciais, como águas subterrâneas, edifícios, plantas ou outros ecossistemas. Os SGVs CLEA não são diretamente aplicáveis ​​a um local totalmente coberto com argamassa, pois não há rota de exposição direta a solos contaminados.

Até o momento, os primeiros dez dos cinquenta e cinco SGVs contaminantes foram publicados, para o seguinte: arsênio, cádmio , cromo, chumbo, mercúrio inorgânico, níquel, selênio etilbenzeno, fenol e tolueno. Os projetos de SGVs para benzeno, naftaleno e xileno foram produzidos, mas sua publicação está suspensa. Dados toxicológicos (Tox) foram publicados para cada um desses contaminantes, bem como para benzo [a] pireno, benzeno, dioxinas, furanos e PCBs semelhantes a dioxinas, naftaleno, cloreto de vinil, 1,1,2,2 tetracloroetano e 1, 1,1,2 tetracloroetano, 1,1,1 tricloroetano, tetracloroeteno, tetracloreto de carbono, 1,2-dicloroetano, tricloroeteno e xileno. Os SGVs para etilbenzeno, fenol e tolueno dependem do teor de matéria orgânica do solo (MOS) (que pode ser calculado a partir do teor de carbono orgânico total (TOC)). Como uma tela inicial, os SGVs para 1% SOM são considerados apropriados.

Canadá

Em fevereiro de 2021, havia um total de 2.500 mais sites contaminados no Canadá. Um infame local contaminado está localizado perto de uma fundição de níquel-cobre em Sudbury, Ontário . Um estudo que investigou a poluição por metais pesados ​​nas proximidades da fundição revela que níveis elevados de níquel e cobre foram encontrados no solo; valores chegando a 5.104 ppm de Ni e 2.892 ppm de Cu dentro de uma faixa de 1,1 km do local da fundição. Outros metais também foram encontrados no solo; esses metais incluem ferro, cobalto e prata. Além disso, ao examinar a vegetação diferente ao redor da fundição, ficou evidente que eles também haviam sido afetados; os resultados mostram que as plantas continham níquel, cobre e alumínio devido à contaminação do solo.

Índia

Em março de 2009, a questão do envenenamento por urânio no Punjab atraiu cobertura da imprensa. A causa foi alegada por lagoas de cinzas volantes de usinas térmicas , que supostamente causaram graves defeitos congênitos em crianças nos distritos de Faridkot e Bhatinda , em Punjab . As notícias afirmavam que os níveis de urânio eram mais de 60 vezes o limite máximo de segurança. Em 2012, o governo da Índia confirmou que as águas subterrâneas do cinturão de Malwa do Punjab contêm urânio metálico que está 50% acima dos limites de rastreamento estabelecidos pela Organização Mundial da Saúde das Nações Unidas (OMS). Estudos científicos, com base em mais de 1000 amostras de vários pontos de amostragem, não puderam rastrear a origem das cinzas volantes e quaisquer fontes de usinas térmicas ou indústria como originalmente alegado. O estudo também revelou que a concentração de urânio nas águas subterrâneas do distrito de Malwa não é 60 vezes os limites da OMS, mas apenas 50% acima do limite da OMS em 3 locais. Esta concentração mais alta encontrada em amostras foi menor do que aquelas encontradas naturalmente em águas subterrâneas atualmente usadas para fins humanos em outros lugares, como a Finlândia . A pesquisa está em andamento para identificar fontes naturais ou outras fontes de urânio.

Veja também

Referências

links externos