Avaliação da transferência de metais pesados em mistura nos solos de sistemas compensatórios de infiltração de águas pluviais da cidade do Recife (BR) : experimentação e modelagem

Abstract

Inundações nos meses mais chuvosos do ano causam vários problemas, principalmente nas grandes cidades brasileiras. Os Sistemas Compensatórios de Infiltração de Águas Pluviais (SCIAP), foram desenvolvidos para ajudar sistemas convencionais de macro e microdrenagem, acelerando a infiltração e minimizando o escoamento superficial. O lençol freático da cidade do Recife é raso e são amplamente exploradas por meio da abertura de poços para uso doméstico. Para avaliar a reatividade e a mobilidade iônica, estudou-se o comportamento dos metais, zinco, cromo e cádmio, considerados representativos por serem frequentemente detectados nas águas pluviais. Os metais foram estudados em duas camadas de um SCIAP: Solo Superficial (0-20cm, SS) e Solo Profundo (60-80cm, SP). A modelagem das isotermas foi realizada usando o código PREEQC e ajustadas pelo modelo Langmuir, com exceção do Cr, que teve comportamento linear. Para efeitos de comparação, os efeitos da mistura de metais no meio, foram estudados nos dois solos em condições idênticas. O comportamento iônico das isotermas de adsorção foram avaliadas por meio de (i) sorção dos metais Zn, Cr e Cd isoladamente (condição mono-metal MM); (ii) por meio de dois metais combinados (DM : Zn [Cd]; Zn [Cr]; Cd [Zn]; Cd [Cr]; Cr [Cd] e Cr [Zn] ; (iii) e de três metais combinados (TM: Zn [Cd Cr]; Cd [Zn Cr] e Cr [Cd Zn]). Para testes em lote, as isotermas obtidas em baixa concentração de metal adicionado (íons secundários) foram lineares, dentro de limites aceitáveis de incerteza, resultando em altos níveis de interação, com valores elevados de Kd. A sorção expressa pelo valor de Kd foi maior no solo SS, apresentando Kd de 600 L.kg-1. No solo SP, a força de sorção de Zn foi menor, com valores de Kd de 225 L.kg-1. O Cr apresentou os menores valores de Kd (<1,0), o que denota sua fraca interação com fase reativa do solo. Os valores de KL foi igual para os dois solos, apresentado 10.000 L.kg-1. A modelagem dos dados de colunas de solo, para os três metais foi realizada pelo HYDRUS 1-D. O Cr apresentou maior mobilidade no solo SS (mais rico em MO), provavelmente este comportamento esteja ligado a mecanismos de repulsão eletrostática. Em condições de mistura de cromo com Zn e/ou Cd, foi observado que o cromo apresentou mobilidade nos dois solos, com fatores de retardo (R) aumentados em quase uma unidade, principalmente no solo superficial. O Zn e Cd, por outro lado, apresentaram mobilidade muito baixa nos dois solos, em coerência com as constantes de sorção caracterizadas na primeira parte da tese. Por outro lado, em condições de mistura binária ou ternária, uma pequena parte da massa injetada de metais (1 a 3%) foi recuperada no solo SP. O Solo SS adsorveu 100% dos metais Zn e Cd em todas as condições de mistura, demostrando a elevada reatividade desta camada superficial do SCIAP, apresentando elevado potencial de adsorção para esses metais. O Cr, por sua vez, apresenta elevado risco ambiental devido sua alta mobilidade, podendo facilmente contaminar águas subterrâneas da região.