6- Poluição e Remediação de sistemas aquáticosFontes de poluição em sistemas aquáticos e seus efeitos
Necessário distinguir poluição provocada por actividades humanas e por fenómenosnaturais: Poluição natural (erupções vulc...
6.1 – Poluição por metais pesados1. A presença de metais contaminantes em sedimentos de sistemas lacustres pode   apresent...
4. Perigo  dificuldade na avaliação do grau de poluição dos sedimentos:(1) Fácil diluição na coluna de água  condições q...
6. Sob condições ácidas (climas tropicais)  metais adsorvidos facilmentelibertados  solução  a maioria dos metais pesad...
Ciclo aquático do Hg em sistemas aquáticos. Efeitos da interacção da chuva ácida echuva com Hg. Chuva ácida estimula o sub...
Os sedimentos como indicadores da poluição dos sistemas                                               Cores de sedimentos ...
Remediação de sistemas contaminados                                  Técnicas de remediação:                              ...
Remediação de sistemas contaminados                                          A dragagem dos sedimentos para diminuição    ...
6.2 – Poluição por acidificação1) Fontes da acidificação  Precipitação Chuva natural  fracamente acidificada por carbono...
Acidificação  Diminuição do pH + Aumento da concentração de sólidos dissolvidos (sulfatos) nas águas de drenagem Mobili...
Drenagem ácida B) Drenagem de solos sulfatados ácidosDepósitos sedimentares com águas ricas em sulfato misturadas com comp...
2) Química das águas ácidas e mecanismos tampão Entrada directa dos ácidos nos sistemas aquáticos  diminuição do pH aci...
3. Mecanismo tampão com óxidos e hidróxidos pedogénicosSistema Alumínio: Al(OH)3 + H+  Al(OH)2+ + H2O                   ...
3- Remediação e Recuperação de sistemas ácidos1. Controlo da acidificação atmosférica de solos, rios e lagos Redução das ...
3. Remediação de solos sulfatados ácidos  processo complexo Redução e controlo da drenagem artificial, diminuindo o aces...
6.3 – Poluição por organismos patogénicos e toxinas                                                     Substâncias biológ...
 Facilidade de adsorção dos micróbios nas partículas dos sedimentos  transporteem suspensão pela bacia de drenagem Pato...
6.4. Poluição por excesso de nutrientes - eutrofização nos lagosOs lagos são classificados em oligotróficos ou eutróficos ...
Eutrofização – elevada produtividade                                                  biológica resultante do aumento da e...
2- Eutrofização Cultural: Os homens têm acelerado este processo de eutrofização naturalenriquecendo os lagos com muitos nu...
Entrada de N e P nos lagos                                               A eutrofização pode ter efeitos                  ...
Aumento da concentração destes elementos (Nitrogénio, fósforo)  aumento daprodutividade através da produção de matéria or...
Evolução de um lago para um estado eutrófico por entrada de Nitrogénio e fósforo                   com origem em fontes po...
Eutrofização dos sistemas aquáticos  eutrofização marinha
A eutrofização iniciada nos lagos(artificiais) alcança por vezes o oceano                                              Gol...
Remediação e recuperação de sistemas eutrofizados                                                    O estado trófico de u...
Causas do insucesso destas medidas de restauração:1. Existência de fontes difusas que continuam a contribuir com cargas de...
Métodos usados na restauração de lagos eutrofizados resistentes à regulação                             externa de nutrien...
6. Manipulação da estrutura da cadeia alimentar –   Biomanipulação   7. Extracção das macrófitas   8. Adição de tóxicos   ...
6.4 – A dragagem como técnica de recuperação de sistemas aquáticosEm adição a métodos para a diminuição da entrada de nutr...
Dragagem – objectivos1- quebra do ciclo interno de nutrientes, controlo da libertação de nutrientes e metaispara a coluna ...
Aspectos de que dependem as respostas às técnicas de dragagem• Morfologia, hidrologia e história do uso da bacia  influen...
2. Influência do tempo de residência hidráulico  influenciam o impacto da libertaçãode nutrientes/metais na coluna de águ...
Problemas da dragagem de sedimentos               Temporários em alguns casos  1. Ressuspensão dos sedimentos   durante a...
2. Pouco conhecimento sobre análise comparativa da qualidade da água ante- e pós-dragagem3. Remoção dos sedimentos por dra...
6. A dragagem dos sedimentos para diminuição                                          dos teores de elementos metálicos é ...
Estudos a fazer nos sedimentos antes da dragagem Mais importante aspecto num projecto de dragagemCaracterização dos sedime...
10. Alto custo da dragagem  teor e forma dos contaminantes versus profundidade dragar até profundidades em que o sedimen...
Dragagem e EquipamentoCaracterísticas do lago e dos sedimentos  escolha do equipamento  remoçãodos sedimentos sem ressus...
Extracção
Tecnologias de Extracção
Tecnologias de Extracção
Tecnologias de Extracção         Dredging Sluiceway Sand Separator
Tecnologias de Transporte                          Pipe Line                                                           Bar...
Onde depositar o sedimento dragado Desvantagem da dragagem: grande quantidade de material fino e necessidade de um local p...
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Curso de Biogeoquímica de Sedimentos Aquáticos - Parte IV

  1. 1. 6- Poluição e Remediação de sistemas aquáticosFontes de poluição em sistemas aquáticos e seus efeitos
  2. 2. Necessário distinguir poluição provocada por actividades humanas e por fenómenosnaturais: Poluição natural (erupções vulcânicas, oxidação natural da pirite)  adequam-se àevolução natural dos ecossistemas naturais poluição antrópica  rápida, persistente, efeitos mais devastadoresFontes de poluição: Fontes naturais Fontes difusas  mais difíceis de identificar e eliminar. Medidas derecuperação mais dispendiosas ; requerem gestão mais prolongada e perfeitacoordenação de medidas a nível da bacia hidrográfica
  3. 3. 6.1 – Poluição por metais pesados1. A presença de metais contaminantes em sedimentos de sistemas lacustres pode apresentar especiais problemas;2. Causas para os seus elevados teores nestes meios  embora ocorram em pequenas concentrações na litosfera, a acção do homem pode aumentar perigosamente os seus teores nestes sistemas: Mobilização e extracção de combustíveis fósseis Mineração Actividades agrícolas e industriais3. Os sistemas lacustres  um dos últimos receptáculos para os elementos pesados descarregados nos ambientes aquáticos. As características apresentadas pela maioria dos sedimentos (elevados teores de argila, de minerais argilosos e de óxidos de ferro, alumínio e manganês)  intensas fixações dos elementos tóxicos (processos de adsorção, precipitação e co-precipitação)  evitando a sua passagem para a fase solúvel;
  4. 4. 4. Perigo  dificuldade na avaliação do grau de poluição dos sedimentos:(1) Fácil diluição na coluna de água  condições químicas do meio(2) Flutuações biológicas ao longo do tempo e da profundidade(3) Amostragem e procedimentos laboratoriais  perca por mudanças de condições químicas5. Dificuldade em se estabelecerem valores de referência para a concentração de metais na água Quase todas as bacias têm intervenção do Homem Na maior parte das regiões do Globo o fallout atmosférico é influenciado pela actividade humana
  5. 5. 6. Sob condições ácidas (climas tropicais)  metais adsorvidos facilmentelibertados  solução  a maioria dos metais pesados têm maiormobilidade sob condições ácidas;7. Sedimentos destes sistemas (características redutoras)  o potencialredox (Eh) pode afectar a mobilidade dos metais, geralmente, associado aopH: A) Os elementos classificados como micronutrientes (Fe, Mn) sãogeralmente mais solúveis quando em estado reduzido; B) Os elementosmais tóxicos sendo móveis em condições oxidantes, quando se encontramem meio redutor, precipitam.8. Correcta resolução destes problemas  conhecimento sobre os factoresque poderão mobilizar e imobilizar os metais nos sedimentos, de forma adecidir quais as melhores possibilidades de remediação.
  6. 6. Ciclo aquático do Hg em sistemas aquáticos. Efeitos da interacção da chuva ácida echuva com Hg. Chuva ácida estimula o subciclo do MeHg  contaminação
  7. 7. Os sedimentos como indicadores da poluição dos sistemas Cores de sedimentos  informação sobre os eventos decorrentes ao longo do tempo no rio/lago e na bacia de drenagem, ao longo do tempo História da poluição de um sistema Distribuição vertical dos metais pesados em perfis de cores  a influência do Homem ao longo do tempo. Valores mais elevados no topo
  8. 8. Remediação de sistemas contaminados Técnicas de remediação: 1. aumento/diminuição do pH, 2. modificação das condições de oxidação e redução, 3. complexação orgânica e inorgânica 4. mediação microbiológica 5. Dragagem dos sedimentos contaminados Elemento mais complexo  Hg Principal fonte nos lagos  deposição atmosféria proveniente de emissões antropogénicas Não existe consenso sobre qual o tempo após um controle nas emissões gasosas, em que existe um efeito mensurável no nível de contaminação 2. Incerteza sobre a responsabilidade dos1. Incerteza sobre o efeito lagos a mudanças de deposição  solos +relativo de fontes regionais e sedimentos – enormes reservatórios de Hgglobais de Hg sobre uma desde décadas  remobilização poderá levardeposição local de Hg décadas ou séculos
  9. 9. Remediação de sistemas contaminados A dragagem dos sedimentos para diminuição dos teores de elementos metálicos é uma solução a desencorajar  modificações das condições ambientais que poderão levar ao aumento da sua mobilidade e biodisponibilidade. Condições redutoras  condições oxidantes Fe, Mn, Cd, Hg processos de fixação não < solubilidade irreversíveis Zn, Cu, Pb > solubilidadeSolução mais prudente: a solução dedragagem só deverá ser aplicada após se Minorização do problema: o estado maisconhecer se os níveis dos elementos oxidado destes elementos, embora maismetálicos que aumentam a solubilidade solúvel, é geralmente um estado menosem condições oxidantes, se encontra tóxico.abaixo dos níveis considerados tóxicos.
  10. 10. 6.2 – Poluição por acidificação1) Fontes da acidificação  Precipitação Chuva natural  fracamente acidificada por carbono atmosférico  ácido carbónico Águas naturais  dominadas por carbonatos solúveis (únicos minerais das rochas/ sedimentos facilmente dissolvidos por água da chuvaChuva ácida  excesso de SO2, NOx e NH3 naatmosferaSO2 e NOx  combustão de carvão e petróleo,gases de veículos, gases industriaisNO3  Agricultura intensiva Entrada de substância ácidas na bacia(fontes naturais e antrópicas) Diminuição do pH e ineficácia do sistema tampão dos carbonatos
  11. 11. Acidificação  Diminuição do pH + Aumento da concentração de sólidos dissolvidos (sulfatos) nas águas de drenagem Mobilização de metais potencialmente tóxicos Perda de diversidade biológica Proibição do uso da água para irrigação, pesca, aquacultura, consumo humanoA) Meteorização da piriteÁcidos de origem litológica libertados por (1) meteorização natural ou (2) processosinduzidos por mineração ou agricultura Pirite (FeS2) é estável em ambientes anóxicos Mineração Contacto com o ar  oxidação (acelerada por bactérias oxidantes de Fe e S) FeS2 + 7/2O2 + H2O   Fe2+ + 2SO42- + 2H+ Fe2+ + ¼ O2 + H+   Fe3+ + ½ H2O Fe3+ + 3H2O  Fe(OH)3 + 3H+ FeS2 + 14Fe3+ + 8H2O  15Fe2+ + 2SO42- + 16H+
  12. 12. Drenagem ácida B) Drenagem de solos sulfatados ácidosDepósitos sedimentares com águas ricas em sulfato misturadas com compostos orgânicosDecomposição de compostos orgânicos  redução do SO42- e Fe3+  Pirite (FeS2) Oxidação (mobilização por agricultura) (abaixamento das toalhas freáticas) Drenagem ácida
  13. 13. 2) Química das águas ácidas e mecanismos tampão Entrada directa dos ácidos nos sistemas aquáticos  diminuição do pH acidificação Entrada indirecta dos ácidos nos sistemas aquáticos Contacto entre a fase sólida do solo e os Passagem pelos solos e subsolo ácidos  mecanismos tampão (reacções de consumo de protões) Dissolução de minerais1. Mecanismo tampão com carbonatos e ácidos carbónicos -CaCO3 + 2H+  Ca2+ + CO2 + H2O Sistema ácido carbónicoCaCO3 + H+  Ca2+ + HCO3-CO32- + H+ HCO3-HCO3- + H+  H2CO3H2CO3  CO2 + H2O2. Mecanismo tampão com silicatosDissolução do Feldspato : KAlSi3O8 + 7H2O + H+  Al(OH)3 + 3H4SiO4 + K+ 2KAlSi3O8 + 9H2O + 2H+  Al2Si2O5 (OH)4 + 4H4SiO4 + 2K+Dissolução da argila: Al2Si2O5 (OH)4 + 6H+  2 Al3+ + 2H4SiO4 + H2O
  14. 14. 3. Mecanismo tampão com óxidos e hidróxidos pedogénicosSistema Alumínio: Al(OH)3 + H+  Al(OH)2+ + H2O Al(OH)2+ + H+  AlOH2+ + H2O AlOH2+ + H+  Al3+ + H2OSistema Ferro: Fe(OH)3 + H+  Fe(OH)2+ + H2O Fe(OH)2+ + H+  FeOH2+ + H2O FeOH2+ + H+  Fe3+ + H2O4. Mecanismo tampão por troca iónica X – K + H+  X – H – K+5. Mecanismo tampão por protonização de substâncias húmicas R – COO- + H+  RCOOH
  15. 15. 3- Remediação e Recuperação de sistemas ácidos1. Controlo da acidificação atmosférica de solos, rios e lagos Redução das emissões de gases e fumos (reduções desde as últimas 2 décadas) Aumento do pH por adição de calcário em suspensão  remediação química seguida de uma resposta biológica Resposta das águas superficiais à calagem  rápida Resposta dos solos à calagem  lenta2. Remediação da drenagem ácida Medidas preventivas  restrição das actividades mineiras Tratamento directo das águas poluídas neutralização por adição de químicos alcalinosTratamento passivo com uso de reacções naturais geoquímicas e biológicas pararedução da acidez e concentração de iões Tratamento in situ dos lagos ácidos
  16. 16. 3. Remediação de solos sulfatados ácidos  processo complexo Redução e controlo da drenagem artificial, diminuindo o acesso do O2 aos leitossulfídricos Tratamento das águas de drenagem ácida dos solos sulfatados por adição dequímicos alcalinos e tratamento passivo com uso de reacções naturais geoquímicas ebiológicas para redução da acidez e concentração de iões
  17. 17. 6.3 – Poluição por organismos patogénicos e toxinas Substâncias biológicas e químicas reduzem o uso benéfico das águas interiores  ameaça para humanos, vida animal Fontes: (1) pontuais (descarga directa para o sistema, possíveis de identificar) e (2) transportadas para os sistemas por precipitação, escorrências (difíceis de identificar e controlar)Patogénicos e toxinas entram nos sistemas aquáticos  destino determinado pelascondições do meio e natureza do patogénico/toxina Sedimentos  Barreira protectora da irradiação solar, das temperaturas extremas, das condições salinas  possibilitam a estes microrganismos uma maior sobrevivência e crescimento  Abundância de populações microbianas > populações na coluna de água
  18. 18.  Facilidade de adsorção dos micróbios nas partículas dos sedimentos  transporteem suspensão pela bacia de drenagem Patogénicos acumulados nos sedimentos  resuspensão na coluna de água elevado teor de poluiçãoRemediação e recuperação de ambientes contaminados1. Medidas preventivas : controlo na disposição de desperdícios, drenagens, lançamento de efluentes nos sistemas aquáticos, monitorização de tanques sépticos, minimização do uso de fertilizantes e pesticidas, etc.2. Purificação da água de consumo  combinação de tratamentos Fervura (não remove matéria particulada e contaminantes químicos) Filtração (eficiente na remoção de matéria particulada, contaminantes biológicos e químicos – utilização omediata) Tratamentos químicos – cloritização, ioditização e agentes oxidantes (eficazes no tratamento de vírus e bactérias)
  19. 19. 6.4. Poluição por excesso de nutrientes - eutrofização nos lagosOs lagos são classificados em oligotróficos ou eutróficos consoante a concentração denutrientes e a produtividade de matéria orgânica. Trófico  nutrição Lagos oligotróficos – têm baixa concentração de nutrientes como P e N. A escassez de nutrientes significa a existência de poucas plantas e baixa taxa de produção de MO por fotossíntese. Os lagos oligotróficos são geralmente profundos, têm água clara e pobre em plâncton, bem oxigenada em profundidade. Lagos eutróficos – têm elevada concentração de nutrientes e de plâncton (devido à elevada produtividade orgânica). As suas águas são pouco límpidas, com abundante plâncton em suspensão e com carência de oxigénio em profundidade – anóxia.
  20. 20. Eutrofização – elevada produtividade biológica resultante do aumento da entrada de nutrientes ou de matéria orgânica, acompanhado pela diminuição de volume do lago. Existem 2 tipos de eutrofização: 1- Eutrofização Natural: ocorre quando os lagos gradualmente vão sendo assoreados por sedimentos ricos em compostos orgânicos durante um largo período de tempo, tendo tendência a transformarem-se em pântanos e a desapareceremLago formado após a regressão do períodoglaciar 10.000-15.00 anos. O lago originalmenteera claro, com pequena população defitoplâncton, zooplâncton, peixes. Com a mortedos organismos, os seus resíduos, juntamentecom os provenientes das margens vão-seacumulando no hipolímnio. A elevada erosão dosdepósitos glaciares enterra a matéria orgânicaentão produzida e transporta para a águaelevada quantidade de nutrientes. Aprodutividade biológica interna vai aumentando.O lago vai ficando estratificado no verão e oplâncton morto e os restos orgânicosacumulam-se e decompõem-se no fundoconsumindo o oxigénio e libertando nutrientes
  21. 21. 2- Eutrofização Cultural: Os homens têm acelerado este processo de eutrofização naturalenriquecendo os lagos com muitos nutrientes ou matéria orgânica provenientes de efluentes,agricultura e indústria. Podem ainda contribuir para um aumento da eutrofização “natural” através dadesflorestação e cultivo de terra que produz maior fluxo de entrada de sedimentos enriquecidos emMO e nutrientes para os lagos Os lagos constituem receptáculo das águas de escorrência provenientes de todas as actividades existentes nas respectivas áreas de drenagem .Agricultura ou actividade queperturba a superfície do solo aceleração dos processos erosivosnaturais. A destruição massiva docoberto vegetal provocado pelaagricultura é um dos principaisproblemas que muito temcontribuído para a erosãoacelerada dos solos
  22. 22. Entrada de N e P nos lagos A eutrofização pode ter efeitos temporários ou irreversíveis nos lagos, contribuindo sempre para uma deterioração da qualidade da águaEstado trófico das massas de água Fósforo (elemento-chave limitante naeutrofização)Fósforo  fixado/adsorvido nos constituintesdo solo  transportado sob forma particulada Lagos
  23. 23. Aumento da concentração destes elementos (Nitrogénio, fósforo)  aumento daprodutividade através da produção de matéria orgânica pelos organismos aquáticos(desenvolvimento em excesso)  escassez do oxigénio dissolvido. “eutrofização” ” "blooms" de algas cianofíceas, crescimento de plantas planctónicas e fixas, odores ofensivos e turbidez  morte de peixes, impossibilidade de utilização da água para abastecimento público e como zona de recreio
  24. 24. Evolução de um lago para um estado eutrófico por entrada de Nitrogénio e fósforo com origem em fontes pontuais e difusas
  25. 25. Eutrofização dos sistemas aquáticos  eutrofização marinha
  26. 26. A eutrofização iniciada nos lagos(artificiais) alcança por vezes o oceano Golfo do México 1999 – zona de hipoxia: 20.000Km2Problemas mais graves: Mar Adriático,Mar Negro, Mar Báltico, Golfo do O Nitrogénio tem maior controlo naMéxico produtividade aquática das águas costeirasExcesso de nutrientes (N,P) carreados + estratificação da coluna de água (interacçãocom águas fluviais) • fitoplancton à superfície •“blooms” de algas tóxicas • rápido consumo de oxigénioN,P consumidos por org. unicelulares • menor penetração da luz solar
  27. 27. Remediação e recuperação de sistemas eutrofizados O estado trófico de um lago  forte/ influenciado pela modificação das cargas externas de nutrientes Lago eutrófico  lago oligotrófico após medidas de controlo de cargas externas de nutrientes Os ecossistemas não retornam exacta/ às mesmas condições físicas, químicas e ecológicas existentes antes do enriquecimento em nutrientesEutrofização é reversível mas nãoà escala de vida humana excepto se houver modificações Nas últimas 3 décadas  tentativa de restauração de lagos eutróficos por reduçãosubstanciais na gestão da bacia e da carga de nutrienteslago Sucesso Sistemas cuja eutrofização se deve a fontes pontuais bem identificadas (ex: efluentes)
  28. 28. Causas do insucesso destas medidas de restauração:1. Existência de fontes difusas que continuam a contribuir com cargas de N e P2. Existência de “memória química” de cargas de nutrientes passadas em sistemas pouco profundos. Elevados teores de nutrientes fortemente retidos nos sedimentos.3. Lagos existentes em regiões naturalmente eutrofizadas  restauração não economicamente e fisicamente possível
  29. 29. Métodos usados na restauração de lagos eutrofizados resistentes à regulação externa de nutrientesA – Métodos de prevenção1. Tratamentos secundários e terciários no tratamento de águas residuais  redução dalibertação de material com carência bioquímica de oxigénioB- Métodos in situ  aumento do O2 na água1. Arejamento e destratificação artificial2. Aumento do fluxo de água3. Subida do hipolímnio (remoção da água do hipolímnio por bombagem até à superfície  contacto com O2 atmosférico  bombagem de novo para o hipolímnio)4. Inactivação dos nutrientes e oxigenação dos sedimentos (instalação de compressores, misturadores, cones para supersaturar a água ou injecção de O2 molecular)5. Remoção dos sedimentos – dragagem
  30. 30. 6. Manipulação da estrutura da cadeia alimentar – Biomanipulação 7. Extracção das macrófitas 8. Adição de tóxicos 9. Adição de agentes de controlo biológico Todos os métodos têm limitações Métodos de oxigenação da água  ineficácia doequipamento, ineficácia na quantificação equantificação da carência bioquímica de oxigénio,não utilização de equipamento com dimensãoadequada Métodos de destratificação  aquecimento geralda coluna de água  aumento da taxa metabólicados microrganismos  aumento do consumo de O2Controlo da entrada de nutrientes +biomanipulação em lagos pouco profundos  variacom dimensão do lago e clima  sem taxa desucesso Adição de tóxicos e agentes de controlo biológico riscos
  31. 31. 6.4 – A dragagem como técnica de recuperação de sistemas aquáticosEm adição a métodos para a diminuição da entrada de nutrientes e metais através dasbacias de drenagem  a dragagem dos sedimentos contaminados é uma técnica “inlake” de remediação, que contraria a eutrofização cultural e que aumenta a capacidadede assimilação do corpo de águaDragagem  remoção de sedimentos fonte de elevados níveis de nutrientes e MO queestimula crescimento de algas e macrófitas, e/ou metais  diminuição da reciclageminterna de nutrientes/metais a partir da camada sedimentar (66% da carga interna de Pprovém dos sedimentos)  restauração da qualidade de água
  32. 32. Dragagem – objectivos1- quebra do ciclo interno de nutrientes, controlo da libertação de nutrientes e metaispara a coluna de água  melhoria da qualidade da coluna de água2- aprofundamento das áreas de navegação e recreio3- restauração do fluxo hídrico4- restauração dos habitat piscícolas5- restauração da capacidade de geração eléctrica6- controlo de cheias no reservatório
  33. 33. Aspectos de que dependem as respostas às técnicas de dragagem• Morfologia, hidrologia e história do uso da bacia  influenciam o impacto dadragagem sobre a qualidade da água influenciam Taxa de sedimentação, tempo de residência hidráulico, distribuição do sedimento, taxa de libertação de P e metais• Volume do sedimento, granulometria e geometria do depósito, local de deposição disponívele opções de reutilização, nível da água e critérios ambientais.Estudos a fazer ante-dragagem  compreensão do comportamento e características do lago Previsão dos efeitos da dragagem sobre a qualidade da águaSelecção da tecnologia de dragagem mais adequada 1. Influência do controlo das fontes externas  factor mais importante para o sucesso da redução do ciclo interno de nutrientes por dragagem dos sedimentos. Se não forem controladas, qualquer benefício do processo de dragagem será curto e o custo-benefício será alto
  34. 34. 2. Influência do tempo de residência hidráulico  influenciam o impacto da libertaçãode nutrientes/metais na coluna de água.Lagos com longo tempo de residência hidráulico  aumento do tempo de ressuspensãodos sedimentos na coluna de água após dragagem3. Influência das características e distribuição dos sedimentos  determinam aprofundidade da dragagem, equipamento a usar, custo e direcção da dragagemMaior eficiência  dragar em 1º lugar os sedimentos com maiores teores de nutrientese/ou metais4. Influência do comportamento doselementos em profundidade  taxasde libertação de elementos diminuicom profundidade. Conhecimento dastaxas de libertação  conhecimentoda espessura de sedimentos a dragar
  35. 35. Problemas da dragagem de sedimentos Temporários em alguns casos 1. Ressuspensão dos sedimentos  durante a dragagem qq ressuspensão dos sedimentos enriquecidos em nutrientes ou metais  aumentar disponibilidade desses elementos na coluna de água Solução 1. Escolha de um método de dragagem adequado às características dos sedimentos (textura) e à profundidade do lago e espessura a remover 2. Uso de “silt curtains” para selar área de dragagem
  36. 36. 2. Pouco conhecimento sobre análise comparativa da qualidade da água ante- e pós-dragagem3. Remoção dos sedimentos por dragagem não é uma solução permanente.4. Difícil antever o grau de sucesso dos projectos de restauração. Definição daquantidade e volume do sedimento a remover + valores para a qualidade da água geralmente mal definidos5. Aumento da produtividade fitoplânctonica e blooms de algas causados pelomovimento do sedimento na zona eufótica  vento e acção da draga
  37. 37. 6. A dragagem dos sedimentos para diminuição dos teores de elementos metálicos é uma solução a desencorajar  modificações das condições ambientais que poderão levar ao aumento da sua mobilidade e biodisponibilidade. Condições redutoras  condições oxidantes Fe, Mn, Cd, Hg processos de fixação não < solubilidade irreversíveis Zn, Cu, Pb > solubilidadeSolução mais prudente: a solução dedragagem só deverá ser aplicada após se Minorização do problema: o estado maisconhecer se os níveis dos elementos oxidado destes elementos, embora maismetálicos que aumentam a solubilidade solúvel, é geralmente um estado menosem condições oxidantes, se encontra tóxico.abaixo dos níveis considerados tóxicos.
  38. 38. Estudos a fazer nos sedimentos antes da dragagem Mais importante aspecto num projecto de dragagemCaracterização dos sedimentos e da química da água antes e depois da dragagem necessário para documentar modificações a curto e longo prazo devido à remoção1. Análise de cores de sedimentos  comportamento dos sedimentos e história do lago; avaliação do balanço de massa dos elementos químicos nutrientes/metais2. Granulometria  determina a concentração de nutrientes e a capacidade das partículas de ressuspenderem durante a dragagem3. Características químicas e físicas  determina a libertação de contaminantes para a coluna de água pré- e pós-dragagem4. Avaliação da profundidade e distribuição dos sedimentos5. Mineralogia6. Tendência do sedimento a depositar7. Densidade8. Teores de compostos orgânicos9. Teor de elementos contaminantes e formas químicas em que ocorrem  avaliação do seu grau de solubilidade e libertação para a coluna de água
  39. 39. 10. Alto custo da dragagem  teor e forma dos contaminantes versus profundidade dragar até profundidades em que o sedimento contém teores mais baixos decontaminantes ou formas menos disponíveis11. Tendo em conta o aumento da solubilidade de certos elementos com o aumentoda oxidação  ensaio piloto para saber durante quanto tempo os metais ficam emsolução ou voltam a precipitar  tempo em que o local de dragagem terá que ficarselado
  40. 40. Dragagem e EquipamentoCaracterísticas do lago e dos sedimentos  escolha do equipamento  remoçãodos sedimentos sem ressuspensão e libertação de contaminantes A draga hidráulica com uma cabeça rotativa de sucção é a mais amplamente usada neste tipo de dragagem. Vantagens: Baixo custo de remoção, elevada taxa de produção e possibilidade de trabalhar sem interrupção do normal funcionamento da barragem.As dragas hidráulicas são amplamentedisponíveis e versáteis, conseguem bombearmaterial por longas distâncias com auxílio deestações de bombagem e podem dragardesde material fino até grosseiro
  41. 41. Extracção
  42. 42. Tecnologias de Extracção
  43. 43. Tecnologias de Extracção
  44. 44. Tecnologias de Extracção Dredging Sluiceway Sand Separator
  45. 45. Tecnologias de Transporte Pipe Line Barcos Calculo da distância funçãoUm pipeline é o método maislimpo e conveniente paratransporte do material do local • Extracçãode dragagem até ao local dedeposição • Secagem • Transporte
  46. 46. Onde depositar o sedimento dragado Desvantagem da dragagem: grande quantidade de material fino e necessidade de um local para permitir a libertação do excesso de água por parte do sedimento.A deposição em bacias nas margens é geralmente utilizado quando se pretende utilizar osedimentos dragado, por exemplo para a agricultura, após 1 ano ou mais de libertação deágua.

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