Dinâmica da variação dos receptores de elétrons e subprodutos metabólicos em águas subterrâneas impactadas por derramamentos de gasolina com etanol

Abstract

Os vazamentos de combustíveis significam um risco para a saúde humana dada a elevada toxicidade dos hidrocarbonetos aromáticos. A constituição da gasolina brasileira misturada com etanol faz com que seja necessário o desenvolvimento de tecnologias apropriadas para a remediação de áreas impactadas. Nesse estudo, foram avaliados os resultados de um derramamento controlado de gasolina brasileira durante 6 anos e meio de monitoramento em 45 poços multiníveis. As massas dos compostos BTEX, etanol, subprodutos metabólicos e oxigênio dissolvido foram calculadas através da interpolação de dados, comparando-se três métodos de interpolação: mínima curvatura, inverso da distância ponderada e regressão polinomial. A escolha do melhor método foi realizada através do erro médio quadrático (RMSE). A mínima curvatura foi o método que apresentou o melhor resultado para aproximadamente 90% das coletas e níveis de profundidades de todas as variáveis analisadas. Por meio da avaliação da distribuição espacial com a krigagem indicativa foi possível acompanhar a variação dos parâmetros geoquímicos no meio monitorado (formação de zonas anaeróbias, de zonas fortemente redutoras, de zonas ácidas, acúmulo de íon ferro (II), metano e acetato) e a migração e biodegradação dos substratos (etanol e compostos BTEX). Em relação ao uso dos receptores de elétrons e subprodutos metabólicos na biodegradação da mistura BTEX/etanol, foram identificadas quatro fases distintas: predominância da respiração aeróbia (0-5 meses), predominância da ferro-redução (5-16 meses), concomitância da ferro-redução e metanogênese (16-32 meses) e predominância da metanogênese após 32 meses. Enquanto a biodegradação do etanol envolveu as três primeiras fases, a biodegradação dos compostos BTEX ocorreu preponderantemente por processos metanogênicos. A presença do etanol na mistura com os contaminantes tóxicos (BTEX) causou dois efeitos importantes. Inicialmente, o etanol teve um efeito negativo pela sua preferencial degradação e pela sua grande demanda de receptores de elétrons, o que impediu a degradação dos contaminantes BTEX. O efeito positivo é a formação de uma biobarreira reativa natural, gerada pela degradação do etanol, que impediu o avanço da pluma e também acelerou a taxa de degradação dos compostos BTEX dissolvidos na água subterrânea. A exaustão do etanol, aos 32 meses de monitoramento, e a significativa redução de mais de 90% da máxima massa dos compostos BTEX dissolvida no meio, aos 79 meses, associadas ao uso dos receptores de elétrons e acúmulo dos subprodutos metabólicos, demonstraram a eficácia da atenuação natural monitorada para contaminações sem riscos imediatos a receptores.