A Lixiviação

O Lixiviado

• A lixiviação é o processo de extração de uma substância presente em componentes sólidos através da sua dissolução num líquido. É um termo utilizado em vários campos da ciência, tal como a geologia, ciências do solo, metalurgia e química.

O termo original refere-se a ação solubilizadora de água misturada com cinzas dissolvidas (lixívia) constituindo uma solução alcalina eficaz na limpeza de objetos, mas, em geoquímica ou geologia de modo geral, usa-se para indicar qualquer processo de extração ou solubilização seletiva de constituintes químicos de uma rocha, mineral, depósito sedimentar, solo, etc., pela ação de um fluido percolante .

• Nas regiões equatoriais, e nas áreas de clima úmido, com abundantes precipitações sazonais, verifica-se, com maior facilidade, os efeitos da lixiviação do solo. Dentre os componentes que são extraídos constam minerais solúveis, como fósforo, cálcio, nitrogênio, etc.

Em metalurgia, a lixiviação é utilizada na separação de metais com valor comercial de um outro minério associado, por meio de solução aquosa de maneira barata por dispensar o beneficiamento do minério e, em outros casos, é usada a chamada "lixiviação inversa" para se fazer a remoção de impurezas. Na lixiviação os nutrientes do solo são perdidos.

• Com o crescimento populacional nas cidades e aumento do consumo, está ocorrendo uma produção exacerbada de resíduos sólidos em todo mundo. Mesmo com avanços tecnológicos, o processamento do lixo não é eficiente, havendo um insignificante reaproveitamento e reciclagem do material, e uma grande quantidade de resíduos sendo lançados sem um tratamento adequado na natureza, formando os lixões. 

As consequências adversas da disposição de resíduos sólidos é um importante problema da atualidade que envolve a análise de migração de contaminantes a partir dos locais onde esses resíduos são dispostos, bem como garantia de estabilidade e impermeabilização dos locais usados para disposição dos mesmos. Dentre os contaminantes ou poluentes destes resíduos destacam-se os: cloretos, nitratos, metais pesados e compostos orgânicos de difícil degradabilidade (Oliveira, 1999).

• No Brasil são produzidas aproximadamente 260 mil toneladas de Resíduos Sólidos Urbanos por dia, os quais representam um dos mais graves problemas de saneamento ambiental uma vez que apenas 27,7% são destinados a aterros sanitários e 50,8% vão para vazadouros a céu aberto (IBGE, 2008). 

Estima-se que, em média, 55% (em peso) dos Resíduos Sólidos Urbanos produzidos são constituídos de matéria orgânica putrescível, sendo imprescindível a busca de alternativas tecnológicas adequadas para o tratamento dos resíduos sólidos, líquidos e gasosos gerados na sua decomposição.

• O resíduo líquido gerado da decomposição do material putrescível presente no lixo é denominado chorume, sendo também conhecido por lixiviado ou percolado. O chorume é somente o líquido proveniente da decomposição da matéria orgânica, e os lixiviados e/ou percolados são a solução do chorume e água, de origem superficial (chuva ou escoamento) ou subterrânea (infiltração), carreando materiais dissolvidos ou suspensos, proveniente da digestão anaeróbia da matéria orgânica por ação das exoenzimas produzidas pelas bactérias. 

Este líquido flui pela massa de lixo após atingir sua capacidade de campo ou de retenção (Rocha, 2005).  O Lixiviado ou percolado de aterros sanitários é originário de quatro diferentes fontes:

• Da umidade natural do lixo, aumentando no período chuvoso;
• Do líquido de constituição da matéria orgânica, que se origina durante o processo de 
• decomposição;
• Das bactérias existentes no lixo, que expelem enzimas e as mesmas dissolvem a matéria 
• orgânica com formação de líquido;
• De fontes de águas naturais existentes na área de disposição dos resíduos.

Irrigação Agrícola

• Os resíduos líquidos percolados representam a principal fonte de poluição em aterros sanitários, sendo os mesmos gerados pela infiltração de água das chuvas que percolam através da massa de resíduos, carreando os produtos da decomposição biológica e os elementos minerais em dissolução. Estes efluentes representam um problema de poluição potencial para as águas superficiais e principalmente, para as águas subterrâneas (Souza, 2005).

O impacto produzido pelo lixiviado sobre o meio ambiente está diretamente relacionado com a sua fase de decomposição. O lixiviado de aterro novo, quando recebe boa quantidade de água pluvial é caracterizado por pH ácido, altas concentrações de Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO5) e de Demanda Química de Oxigênio (DQO) e diversos compostos potencialmente tóxicos, além de microorganismos patogênicos. Com o passar dos anos há uma redução significativa da biodegradabilidade devido à conversão em gás metano e CO2 de parte dos componentes biodegradáveis.

• Pessin et al. (2000) relatam que o desenvolvimento da atividade microbiana no interior das células de aterramento, associado aos fatores ambientais, é capaz de promover a percolação de quantidades significativas do lixiviado. Em função da elevada concentração de matéria orgânica e de metais, o lixiviado constitui-se como um poluente extremamente agressivo ao ambiente, necessitando de tratamento anterior ao seu lançamento no corpo receptor. 

Os processos de tratamento de efluentes se dividem em dois grandes grupos. Os que concentram o poluente (processos de separação e adsorção) e os que destroem os poluentes (basicamente os processos oxidativos químicos ou biológicos e pirolíticos). Como exemplos de processos que concentram o poluente têm-se a adsorção, filtração, processos com membrana (ultrafiltração, osmose inversa, etc.), decantação e evaporação, dentre outros. 

• A fim de obter um lixiviado de baixas concentrações, reduzindo principalmente amônia e DQO, o tratamento de lixiviado por evaporação se apresenta como uma nova tecnologia de baixo custo (Etalla, 1998). 

A Global Methane (Global Methane, 2010), cita na palestra intitulada “Controle de Lixiviado (Chorume) & Tecnologias de Controle o sistema de lagoas de evaporação como uma unidade de tratamento para o lixiviado em grande escala. 

• A destilação solar utiliza a radiação solar (direta e difusa) para promover o aquecimento e mudança de fase do líquido, em um sistema extremamente simples, permitindo assim a remoção de contaminantes. O processo natural de purificação do líquido, por meio de evaporação, condensação e precipitação, é reproduzido em pequena escala. Esse equipamento, chamado de destilador solar, consiste basicamente em um tanque raso com um tampo de vidro transparente, formando um sistema estanque. 

O processo se realiza da seguinte forma: a radiação solar atravessa o vidro e aquece o líquido, promovendo a sua evaporação. O vapor sobe e condensa ao entrar em contato com o vidro mais frio. O líquido condensado escorre pela superfície interna do vidro até ser coletado nas canaletas, deixando para trás os sais, outros minerais e a maioria das impurezas, incluindo microorganismos nocivos à saúde.

• Uma unidade piloto experimental foi montada com o objetivo de avaliar o processo de evaporação como uma nova alternativa para eliminar os impactos ambientais causados pelo lixiviado, concentrando as substâncias contidas no lixiviado como um resíduo sólido e eliminado os voláteis, como a amônia, por “stripping”, diluindo-a no ar atmosférico. 

Desta forma, este estudo visa assim avaliar o processo de evaporação natural para tratar o lixiviado oriundo de um aterro sanitário. Essa tecnologia foi escolhida pela localização da região na qual foi realizado o experimento, ou seja, uma área que apresenta altas taxas de insolação, mas também apresentam médios a altos níveis de precipitação pluviométrica.

• Existem ainda unidades de tratamento de lixiviados que utilizam o gás gerado nos aterros para promoverem a evaporação do lixiviado (Catanhede et al., 2009; Silva e Segato, 2002). O Sistema desenvolvido no aterro de Bauru, prevê uma evaporação de cerca de 5500 kg/h de lixiviado considerando-se uma captação de 90% do metano gerado no aterro (Silva e Segato, 2002). 

Vários sistemas de tratamento de lixiviado por evaporação são apresentados por Birchler et al. (1994), mostrando inclusive sistemas de múltiplo estágio. Sistemas como estes, que utilizam o metano gerado no aterro, são aplicável para aterros de grande porte. 

Lixiviação em Pilha:

• O método de lixiviação por pilha para extração de cobre e ouro foi introduzido no século XVIII, enquanto a irrigação por gotejamento para este propósito foi desenvolvido nos anos 90. Tendo criado e introduzido a irrigação por gotejamento para a agricultura mundial em 1965.

A principal semelhança é que os gotejadores oferecem na mineração a mesma taxa de uniformidade de aplicação praticada na agricultura (acima de 95%), assim otimizando a extração do metal. A principal divergência é que na agricultura, a mesma água utilizada na irrigação, nunca passa mais de uma vez pelo emissor. 

• Já na aplicação de mineração, a mesma solução passa repetidamente pelos gotejadores em um ciclo fechado. Portanto, a água reutilizada pode conter partículas sólidas e outros poluentes, aumentando assim o risco de obstruções.

A extração de ouro através da técnica de lixiviação com o uso de cianeto, ou compostos de cianeto, tem como base o fenômeno de percolação. O minério é extraído em sua forma “bruta” (em combinação com outros elementos e/ou substâncias) da jazida e é conduzido para sofrer beneficiamento através da lixiviação, complementado ou não por outras técnicas. 

Infiltração dos liquidos no Solo