Camada reativa permeável na prevenção da contaminação de águas superficiais e subterrâneas em áreas urbanas

Abstract

Uma crise global relacionada a água não deve ser descartada, pois a capacidade de abastecimento regida pelo ciclo hidrológico não será capaz de suprir o aumento da demanda, da má gestão dos recursos hídricos e da poluição presente neles. Eventos climáticos intensos geram alagamentos em centros urbanos brasileiros promovendo a mistura das águas superficiais com as residuais e, consequentemente, um aporte de contaminantes nas águas superficiais. Além disso, a baixa quantidade de residências com saneamento básico e a precária condição socioeconômica dos residentes de algumas cidades brasileiras favorecem o escoamento de esgoto a céu aberto em ruas e sarjetas. Visando mitigar a contaminação dessas águas, a adição do biochar no solo tem sido utilizada com o intuito de aumentar a retenção de contaminantes como fármacos, microplásticos, contaminantes orgânicos, metais pesados e outros. Sendo assim, objetiva-se analisar o impacto das Camadas Filtrantes nos mecanismos de transferência de antibióticos do grupo das sulfonamidas presentes em águas superficiais urbanas, com e sem a aplicação de biochar. Para a análise da dinâmica da água do solo, foi utilizado o traçador na forma do sal, KBr. Como contaminantes foram utilizados os antibióticos Sulfadiazina (SDZ) e Sulfametoxazol (SMX) na sua forma pura, ou padrão analítico. Como camada reativa permeável foi utilizado o biochar produzido a partir da casca do café. Ensaios de sorção foram realizados em batelada, utilizando a proporção camada filtrante: solução de 1:10. Já para o transporte dos solutos, foi utilizado um sistema de bombas peristálticas e colunas cromatográficas de vidro e para determinação das concentrações do KBr, das soluções efluentes de cada coluna, foi utilizado um leitor de íons. Para a determinação da massa da solução deslocada através das colunas, foram utilizados capilares flexíveis de teflon, com 2,0 mm de diâmetro interno, e balanças digitais. As colunas de biochar e areia foram montadas em triplicata, de modo que a camada de biochar estivesse no centro da coluna. Além destas, também serão montadas colunas contendo apenas a areia, sem a adição do biochar. Já para a análise dos efluentes contendo os contaminantes, o SDZ e o SMX, foi utilizada a cromatografia líquida de alta eficiência. Com isso, mostrou-se que o biochar foi capaz de adsorver mais da metade da concentração inicial dos contaminantes (53% do SDZ e 59,7% do SMX) presentes nas soluções do batch enquanto que para os ensaios do transporte dos contaminantes, nas colunas, estes valores foram inferiores, 41% no caso do SDZ e 26,3% no caso do SMX. A discrepância entre os resultados dos ensaios de batch e de colunas estão relacionados às características dos dois ensaios, uma vez que no batch a camada filtrante não possui uma estrutura física bem definida, e todos os sítios ativos estão em contato com a solução dos contaminantes e o tempo de contato entre o adsorvente e o adsorvato são maiores. Nas colunas, a estrutura física, organizacional, da camada filtrante permite que alguns poros não estejam hidraulicamente conectados, e consequentemente, nem todos os sítios ativos tiveram contato com os contaminantes. Deste modo, nota-se que o biochar oriundo da casca do café foi capaz de reduzir a carga de poluentes das águas superficiais, minimizando os impactos ambientais causados pela produção, uso e descarte de contaminantes emergentes como os antibióticos, os quais tem sito amplamente encontrados em corpos hídricos urbanos.