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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.44.1995.tde-27102015-144811
Documento
Autor
Nome completo
Cyro Bernardes Junior
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1995
Orientador
Banca examinadora
Branco, Samuel Murgel
Duarte, Uriel
Kimmelmann e Silva, Annkarin Aurelia
Rebouças, Aldo da Cunha
Silva, Adelbani Braz da
Título em português
Avaliação de risco de longo prazo, em casos de contaminação de águas subterrâneas como instrumento de gerenciamento da remediação
Palavras-chave em português
Águas subterrâneas
Brasil
Hidrogeologia
Resumo em português
Uma das questões mais críticas em uma situação de contaminação ambiental é a definição do que é "limpo". Até a década de 70 em todo o mundo, esta resposta era dada exclusivamente por padrões de qualidade de água ou de ar estabelecidos pela legislação, sem se levar em conta o contexto onde o problema ocorria, e sem considerar a presença de compostos orgânicos tóxicos. Como forma de solucionar isto, a agencia americana de contrôle ambiental (USEPA), introduziu no começo da década de 80, o conceito de análise de risco ambiental, onde de forma adicional aos padrões legais de qualidade, se introduz a análise do contexto onde ocorre o problema e de forma detalhada os efeitos de cada substância tóxica presente ou potencialmente presente. Esta metodologia, embora faça uma análise individualizada de cada substância envolvida, em cada um dos meios de transporte existentes (ar, água, solo, biota) e dos receptores existentes ou potenciais (pessoas e biota) da contaminação, o resultado da análise é sistematizado em índices, que podem ser comparados. Estes índices, além de representarem de forma simples, uma situação complexa de contaminação, tornam explícita a necessidade ou não de remediação, bem como os níveis de remoção que serão necessários, evitando que essa decisão se faça com base em critérios não científicos. No Brasil este tipo de abordagem de problemas de contaminação ainda está muito longe de ser utilizada, mesmo porque, são poucos os órgãos de contrôle de poluição que conhecem esta metodologia. Este trabalho teve como objetivo desenvolver esta metodologia para as condições brasileiras, ampliando sua representatividade pela adição de conceitos probabilísticos. Além disso, foram desenvolvidas expressões para a determinação das concentrações objetivo de substâncias tóxicas em um processo de remediação, envolvendo águas subterrâneas, onde hajam vários compostos contaminantes, utilizando também conceitos estocásticos, o que não era previsto na metodologia original. Para a aplicação prática da sistemática foi utilizado o caso de poluição das águas subterrâneas ocorrido no Pólo Cloroquímico de Alagoas. Neste processo os contaminantes envolvidos são compostos organoclorados voláteis, como 1,2 dicloroetano, 1,2,3 tricloropropano, cloreto de metileno, 1,2 dicloropropano e clorofórmio. A poluição causada por uma das empresas instaladas no Pólo foi detectada em 1990 e o processo de remediação continua em atividade. Para o estabelecimento das curvas de distribuição de probabilidade dos Índices de Toxicidade e das Concentrações Objetivo se utilizou o método de simulação de Monte Carlo. Isto foi feito com o auxílio de um programa de computador desenvolvido nos EUA, o Cristall Ball. Com base nas análises de qualidade de água executadas no Brasil pela CINAL (empresa do pólo) e por laboratórios americanos foi possível estabelecer uma distribuição de probabilidade para os desvios nas análises de laboratório, incorporando este fator (qualidade de análises) ao processo de análise de risco, procedimento este pouco considerado neste tipo de análise. Com base em dados censitários foram estabelecidas as distribuições para peso e área corpórea. Para os demais dados, as distribuições foram estabelecidas à partir de dados bibliográficos. Para efeito da análise foram consideradas duas situações de exposição diferentes, uma relativa aos trabalhadores do pólo e outra de moradores do entorno. Para os moradores do entorno sua exposição seria devida á injestão de água contaminada e absorção durante o banho e para os trabalhadores seria somente a injestão de água. Para estes o período de exposição também é menor. Consistente com o adotado pela USEPA este trabalho considerou que o percentil 95% como sendo um valor aceitável de probabilidade de ocorrência de risco. De forma semelhante foi o de considerado que o risco adicional de câncer de 1/100000 é o maior risco aceitável, sendo o valor utilizado para estabelecer a necessidade ou não de remediação envolvendo substâncias cancerígenas. Os resultados mostraram que: O uso de técnicas estatísticas realmente se traduziu em uma avaliação de risco mais precisa que o uso de valores médios. O uso de valores médios pode significar uma subestimativa de risco de até 100 vezes para compostos carcinogenicos. O método mostrou claramente que pode-se adotar padrões diferenciados para a área do pólo e da vizinhança, indicando inclusive os valores. Os valores seguros na área do pólo são 5 vezes maiores que os para a população vizinha, pois a exposição dos trabalhadores é menor. Um dos fatores importantes na composição do risco é a baixa qualidade das análises. Sendo o fator com maior peso na variância dos Índices de Risco. Padrões de qualidade de água não podem ser simplesmente importados, pois ao se considerar uma população com menor peso corpóreo, maior ingestão de água e qualidade pior de resultados de análises, que os países desenvolvidos, os padrões seguros para populações como as do entorno do Pólo devem ser menores que os dos países desenvolvidos. No caso verificou-se que os valores seguros poderiam ser até 10 vezes menores que os adotados nos EUA. Com esta metodologia foi possível identificar de forma fundamentada que a ingestão é a forma de exposição mais importante e que os dois principais compostos, do ponto de risco global são o 1,2 dicloroetano e o 1,2 dicloropropano. As remoções necessárias para que as águas subterrâneas atinjam valores seguros na área do Pólo, são altas 99,9991 a 99,9994 %. Uma forma de utilização dos Índices de Periculosidade e de Risco de Cancer é para o acompanhamento da evolução da remediação, conjugando em um único índice o resultado da evolução da concentração de vários compostos, com a vantagem desse número ter um significado em termos de rico à saúde.
Título em inglês
Not available.
Palavras-chave em inglês
Not available.
Resumo em inglês
One of the important point at a contaminated site is "how clean is clean". Until the seventies, the answer for that was based only on fixed standards for water quality or air quality, with no concern over the context where the problem was happening, and with the organic toxics involved. At the beginning of the decade of 80, USEPA introduced the concept of environmental risk analysis, in which in addition to the standards, the contamination problem is evaluated considering the situation where it is, as well as the environmental behavior and toxic effect of each one of the substances present or potentially present. Even though this methodology makes an evaluation of each one of the components present, in each existing transport media (air, soil, water, etc.) as well as of the contaminant receptors (persons and or biota), the result of the analysis is a Index, which can be compared. These numeric index represent in a simple way, a very complex contamination situation, and clearly show the need for remediation or not, in a scientific basis. The Brazilian state environmental agencies barely known about this methodology, which can improve a lot the way to remediate sites. One of the reasons for this work was to contribute to better understanding of this methodology, applying it to our conditions and improving it by introducing variability. Other main objective was to develop the methodology so it will be possible to define which should be the concentration level to be attained in a particular remediation site with the remediation work, related to groundwater contamination by several pollutants. To apply the methodology was chosen the case of groundwater contamination occurred at the Chlorochemical Complex of Alagoas in 1990. The pollutants involved are chlorinated volatiles like 1,2 dichloroethane, 1,2,3 trichloropropane, methylene chloride, 1,2 dichloropropane and chloroform. The variability was added using the Monte Carlo simulation method, with help of a computer program. Based on the analysis done by the existing lab at the site and American labs, was established a probabilistic distribution of analytical errors, adding this factor to the environmental risk analysis. Normally this variable is not considered. The distribution for weight and body surface were derived from Brazilian Census. The other data were got from the bibliography. It were considered two situations of exposition, one for the general population that lives nearby the Complex and the other for the workers. The forms of exposition for the general population were water ingestion and skin adsorption, trough bath. For the workers the exposition was only the ingestion. This work considered the 95% certainity level as adequate to evaluate the level of risk. For carcinogenic substances, the remediation level was the probability of additional cancer risk greater than 1/100.000. The main results were: The addition of variability really improved the risk assessment. The use of average results can lead to an underestimation of the risk of a factor of 100. The methodology is flexible, as expected, in the case of the Complex, the safe levels are 5 times those for the vicinities. This means that the clean-up effort should be, at least 5 times less for the groundwater at the area of the Complex. One of the main factors contributing to the variability of the risk was the analytical error of the Brazilian lab. Water standards should not be copied directly. It was showed that, due to weight, amount of water ingested and lab quality, the water quality standards should be 10 times smaller for the population living near the Complex than for the general US population. The methodology of environmental risk analysis can rank substances and exposition forms. For the case of the Complex the two main organic toxics are 1,2 dichloroethane and 1,2, dichloropropane, and the main exposition form was water ingestion. For the Complex the remediation work will need to reduce the high concentration by values ranging from 99,9991 to 99,9994%. One use for Risk Indexes is their use as a indicator of the improvement of remediation work.
 
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Data de Publicação
2015-10-27
 
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