Diagnóstico de áreas contaminadas por hidrocarbonetos : exemplo de uma área urbana em Curitiba

Abstract

Resumo: Métodos geoelétricos medindo a resistividade em corrente contínua e o método eletromagnético GPR (Ground Penetrating Radar) foram utilizados no diagnóstico de uma área urbana em Curitiba impactada por derrame de diesel e lançamentos de efluentes oleosos, oriundos de uma oficina de manutenção de locomotivas. A área de estudo encontra-se em terreno alagadiço, característico da planície de inundação do rio Iguaçu. Seu perfil geológico é constituído por uma camada de solo orgânico com 1,5 metros de espessura, seguida por uma camada de argila plástica (0,5 m) e de um pacote arenoso saturado em água (2,5 m). Estas camadas encontram-se sobrepostas a um espesso pacote argiloso de natureza elétrica muito condutora sobreposta ao embasamento cristalino. O caminhamento elétrico foi realizado com arranjo dipolo-dipolo e espaçamento entre eletrodos de 5 e 10 metros, totalizando 14 níveis de investigação. A seção geoelétrica até o embasamento foi bem caracterizada em suas unidades maiores tanto pelo caminhamento elétrico como pelas sondagens elétricas verticais, mas camadas finas e descontínuas, que interessam ao estudo, não foram resolvidas com os espaçamentos utilizados. O levantamento com GPR, embora com a profundidade de investigação limitada a 7 metros, apresentou melhor resolução para camadas finas superficiais, importantes para a caracterização do problema. Com os perfis GPR identificou-se nitidamente uma pluma de natureza condutiva que se inicia na atual mancha impactada, visível em superfície e concordante com o gradiente hidráulico. Tal feição é distinguida pela ausência de sinais de reflexão. Os resultados analíticos de amostras de solo e água dos parâmetros BTXE e PAH's indicaram a inexistência ou baixos níveis de contaminação. Pontos que ainda apresentavam algum teor de contaminação mostraram também grandes concentrações de bactérias. Isto comprova que os contaminantes foram biodegradados, justificando que, ao invés de uma pluma contaminante de natureza elétrica resistiva, seja observada uma pluma de natureza condutora. Com base nos resultados conclui-se que os métodos geofísicos podem delimitar áreas impactadas e monitorar os processos de biodegradação dos hidrocarbonetos. Contudo, tais ferramentas não podem prescindir de sondagens de calibração e de análises químicas comprobatórias.

Abstract: DC resistivity methods and GPR (Ground Penetrating Radar) were used to investigate a hydrocarbon contaminated site in the Metropolitan Curitiba. Contaminants are mainly diesel and other oleaginous products of locomotive maintenance. The study area is on the swampy region of the Iguaçu river inundation plain. Organic soil constitutes the top 1.5 m of the geological section. Following is a plastic clay layer (0.5 m) and a water saturated sandy unit (2.5 m). A thick, very conductive clayey unit underlies these layers until the basement. The resistivity profiling was carried out with the dipole-dipole array, 5 and 10 m spacing, totaling 14 levels of investigation, providing a complete resistivity imaging. The major geoelectric units until the basement were very well characterized. However, some thin and non continuous layers, which are of interest to the study, were not resolved with the spacing used. The GPR investigation, particularly with the 100 Mhz antenna, despite the limited depth of investigation (7 m), exhibited the best resolution for the thin near surface layers, important for the problem characterization. GPR profiles allowed for the identification of a conductive plume, starting where contamination is seen at the surface, spreading according to the hydraulic gradient. Such a feature is revealed by the attenuation of the GPR signal. Analytic results of soil and water samples, examined for BTXE and PAH's parameters, indicate very low or non existent contamination. In places where there was some contamination, it was also observed high bacteria concentration. This shows that contaminants have been biodegraded, explaining the electrically conductive plume instead of the expected resistive one. Based on the results here presented, one concludes that geophysics can delineate impacted areas and can be used to monitor the hydrocarbon biodégradation processes. There is however a need for these exploration tools to be calibrated by direct investigation and chemical analyses to check results.