Análise da aplicação prática e dos modelos de negócios das tecnologias de remediação do solo em áreas poluídas no nosso país

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Este tópico foi editado pela última vez por yinkuilin6868 em 25/02/2016, às 09:23. Nos últimos anos, com a reestruturação da indústria do nosso país e o aceleramento do processo de urbanização, as grandes e médias cidades de todo o país adotaram políticas como “deixar a indústria pesada para focar na indústria leve” e “sair das cidades para se instalar em parques industriais”. Muitas empresas poluidoras dos setores químico, metalúrgico, petrolífero, de transportes e de indústrias leves foram realocadas ou fechadas. No processo de reaproveitamento dos solos poluídos, resultante da mudança de muitas indústrias para outros locais, os contaminantes podem representar uma ameaça à saúde das pessoas que trabalham ou vivem nessa área. À medida que a área de poluição do solo em nosso país continua a aumentar, surgem áreas de alta contaminação, de tipo complexo ou misto. Além disso, há uma tendência de expansão da poluição das áreas suburbanas para as zonas rurais, e de forma local para áreas mais amplas. De abril de 2005 a dezembro de 2013, o **Ministério da Proteção Ambiental e o Ministério dos Recursos Territoriais realizaram uma investigação conjunta sobre a situação da poluição do solo em todo o país. Os locais pesquisados incluíram todas as áreas agrícolas, além de algumas áreas florestais, pastagens, terras não utilizadas e áreas destinadas à construção. Os resultados da investigação mostram que a situação do solo em todo o país não é nada otimista. Em algumas regiões, a poluição do solo é grave; a qualidade do solo nas áreas agrícolas também é preocupante. Os problemas relacionados ao solo em áreas abandonadas por indústrias e minas são evidentes. As atividades humanas, como as industriais e agrícolas, além dos altos níveis de poluição natural, são as principais causas da poluição do solo ou de seus valores estarem acima dos limites permitidos. Diante de recursos terrestres limitados e de uma capacidade de suporte ambiental frágil, a realização ativa de trabalhos de remediação da poluição do solo pode oferecer uma garantia importante para que o nosso país alcance um desenvolvimento sustentável e verde. Este artigo, com base na situação da poluição do solo em nosso país e nas características dos locais contaminados, apresenta as técnicas de remediação do solo em vários desses locais, bem como seu estado atual de aplicação em projetos no país. São abordados os aspectos relacionados à adequação das técnicas de engenharia, à estrutura dos sistemas, aos equipamentos necessários, a casos práticos e aos custos envolvidos. E, levando em consideração as características atuais do setor de restauração de solos no nosso país, foi realizada uma análise sistemática dos modelos de negócios desse setor nos locais contaminados no país, bem como das direções futuras de desenvolvimento. 1 Situação atual da aplicação prática das tecnologias de remediação de solos poluídos em nosso país 1.1 Tecnologias de desadsorção 1.1.1 Aplicações práticas As tecnologias de desadsorção podem ser divididas em desadsorção a temperatura ambiente e desadsorção térmica. A desadsorção térmica também é conhecida como técnica de desligamento térmico. Ela pode ser classificada em desadsorção térmica a baixa temperatura (quando a temperatura do solo é inferior a 315 °C) e desadsorção térmica a alta temperatura (quando a temperatura do solo é superior a 315 °C). Em aplicações de engenharia no país, a tecnologia de dessecação à temperatura ambiente geralmente envolve a formação de montes de solo contaminado em formato de pilhas. Em seguida, são utilizados equipamentos para revirar esses montes, permitindo que os poluentes voláteis presentes no solo sejam removidos por evaporação. Os sistemas e equipamentos utilizados na tecnologia de desativação térmica são relativamente complexos, como os sistemas de desativação térmica em rolo, os sistemas de desativação térmica em leito fluidizado, os sistemas de desativação térmica por microondas e os sistemas de desativação térmica por infravermelho distante. Nos projetos nacionais, o sistema de desativação térmica por rolos é o mais utilizado. Esse sistema é composto principalmente por um sistema de alimentação, um sistema de desativação térmica e um sistema de tratamento dos gases residuais. A forma de aquecimento pode ser direta ou indireta. Em geral, a temperatura do solo durante o tratamento por aquecimento direto fica entre 150 e 650 °C, enquanto, no caso do aquecimento indireto, a temperatura do solo fica entre 120 e 530 °C. Nas aplicações de engenharia no país, para garantir a eficiência da desadegação térmica e a economia de energia, é necessário realizar um pré-tratamento do solo antes de seu uso, de modo que sua umidade fique abaixo de 25%, e o tamanho máximo dos grãos de solo não exceda 50 mm. 1.1.2 Caso de projeto: Após o descomissionamento de uma fábrica química, investigações no local e avaliações de risco revelaram que o solo do complexo industrial estava contaminado por compostos orgânicos, principalmente VOCs e SVOCs. Os principais poluentes eram BTEX, pesticidas organofosforados e aromáticos policíclicos. A área afetada tinha um volume de aproximadamente 200 mil m³. Para solos com poluição leve, é utilizada a técnica de desativação a temperatura ambiente. Já para solos com poluição grave, é empregada a técnica de desativação térmica por rolos, que aquece uniformemente o solo poluído a uma temperatura entre 300 e 550 °C. A taxa de remoção de contaminantes na câmara de oxidação e queima é superior a 99,9%. A concentração de contaminantes no solo após a restauração atinge os padrões desejados. O custo real do projeto é de aproximadamente 1.000 yuan/m³. 1.2 Técnicas de oxidação/redução química 1.2.1 Aplicações em engenharia Atualmente, nas aplicações das técnicas de oxidação/redução química no país, os agentes de oxidação e redução mais comuns incluem o reagente de Fenton, manganatos, perossulfatos, ozônio, hidrogênio sulfídrico, hidrogenossulfato de sódio, sulfato ferroso, cálcio polissulfeto e ferro de estado zero. Dentre eles, os perossulfatos e o ferro de estado zero são os agentes de oxidação e redução mais utilizados tanto no país quanto em outros países. As tecnologias de aplicação em engenharia podem ser divididas em tecnologias de tratamento in situ e tecnologias de tratamento ex situ. O sistema de tratamento ectópico inclui principalmente o pré-tratamento do solo, a mistura de produtos químicos e sistemas de impermeabilização. O sistema de pré-tratamento consiste em fragmentar, peneirar o solo contaminado ou adicionar agentes melhoradores, sendo que os equipamentos principais incluem caixas de fragmentação e peneiramento, escavadeiras, entre outros. O sistema de mistura de produtos químicos consiste em misturar o solo contaminado com os produtos químicos aplicados. Os equipamentos principais incluem máquinas para melhorar a qualidade do solo e misturadores de solo de baixa profundidade. O sistema de impermeabilização é um tanque reativo com capacidade de resistir à infiltração, e consegue evitar que os equipamentos de agitação o danifiquem. Geralmente, são utilizados concreto impermeável ou membranas impermeáveis, acompanhadas por uma camada de proteção. O sistema de tratamento in situ é composto principalmente por um sistema de preparo/armazenamento de reagentes, um sistema de injeção e um sistema de monitoramento. O agente químico é injetado na área contaminada por meio de poços de injeção. O número e a profundidade desses poços são determinados com base na extensão da área contaminada e no grau de contaminação. Ao redor dos poços de injeção, bem como na periferia da área contaminada, são instalados poços de monitoramento, a fim de possibilitar o acompanhamento da distribuição e do movimento dos poluentes na área contaminada, tanto durante quanto após o processo de reparo. Em solos com baixa permeabilidade, pode-se utilizar técnicas de mistura do solo ou técnicas de ruptura hidráulica para ajudar a dispersar os produtos químicos no solo da área contaminada. 2.2 Caso de estudo: Em uma fábrica de produção de pesticidas, após investigações no local e avaliações de risco, foi constatado que os principais poluentes eram a anilina orto-tolueno, o tolueno clorado e o 1,2-dicloroetano, entre outros poluentes orgânicos. A área afetada pelas substâncias poluentes no lençol freático era de aproximadamente 6.000 m², com profundidade de contaminação de 18 m. Levando em consideração as características dos poluentes presentes no local, suas concentrações, as características do solo, bem como as necessidades de desenvolvimento do projeto, foi escolhida a técnica de oxidação química in situ para tratar a contaminação das águas subterrâneas nas áreas onde não é possível realizar escavações. O custo de operação e gestão de todo o projeto de restauração fica entre 2.000 e 2.500/m². 1.3 Técnicas de lixiviação química 1.3.1 Aplicações em engenharia Na aplicação das técnicas de lixiviação química, para a contaminação orgânica, os agentes de lixiviação utilizados são geralmente surfactantes e solventes orgânicos. Já, para a contaminação por metais pesados, os agentes de lixiviação mais comuns são ácidos inorgânicos, ácidos orgânicos e complexantes. No caso de contaminação combinada por substâncias orgânicas e metais pesados, pode-se considerar o uso de uma combinação desses dois tipos de agentes de lixiviação. A tecnologia de aplicação em engenharia também pode ser dividida em técnicas de tratamento in situ e técnicas de tratamento ex situ. No entanto, nas aplicações de engenharia no país, devido a fatores como as condições do local, as técnicas de tratamento in situ são raramente utilizadas. Em vez disso, prefere-se o uso de técnicas de lixiviação química ex situ. Os sistemas de tratamento ectópico incluem, principalmente, o pré-tratamento do solo, peneiramento, lixiviação, separação entre solo e água, tratamento de águas residuais e sistemas de controle de gases voláteis. Os equipamentos principais incluem equipamentos de pré-tratamento do solo (como britadores, peneiras, etc.), equipamentos de transporte (como transportadores em espiral, transportadores de correia, etc.), equipamentos de peneiramento físico (como peneiras vibratórias a úmido, peneiras de rolo, etc.), equipamentos para lavagem eficaz (como tanques de agitação para lavagem, osciladores horizontais, equipamentos para adição de produtos químicos, etc.), equipamentos para separação de solo e água e desidratação (como peneiras de desidratação, filtros prensa, separadores centrífugos, etc.), sistemas de tratamento de águas residuais (como tanques de sedimentação, sistemas de tratamento físico-químico, etc.), sistemas de transporte de lama (como bombas de lama, tubulações, etc.) e equipamentos de controle automático. Essa técnica é mais eficaz em solos com partículas grandes, onde os poluentes se concentram (como cascalho, areia e partículas finas semelhantes). O tratamento de solos argilosos é mais difícil. A porcentagem de partículas finas no solo é um fator crucial para determinar a eficácia e o custo do processo de reparação. Se o solo contiver mais de 25% de partículas argilosas, o custo de reparação aumentará. Nesses casos, geralmente não se considera o uso da técnica de lixiviação química. 1. 3. 2 Caso de estudo: Uma fábrica de pesticidas organoclorados, após investigações no local e avaliação de riscos, constatou que partes do solo da área afetada estavam contaminadas por substâncias orgânicas. Os principais poluentes eram o DDT e o HCH; as maiores concentrações encontradas foram de 46,4 e 33,2 mg/kg, respectivamente. A capacidade de produção da fábrica era de aproximadamente 1.000 m³. A contaminação do solo se dá principalmente devido à presença de camadas mistas; a proporção de partículas grossas (2 a 10 mm) é de aproximadamente 58%. A proporção de partículas de areia (0,3 a 2 mm) é de cerca de 25%, enquanto as partículas finas (menos de 0,3 mm) representam cerca de 17%. Considerando as características dos poluentes presentes no solo, suas concentrações e as propriedades do próprio solo, foi escolhida a técnica de lixiviação química para tratar essa contaminação. Após o tratamento, a taxa de remoção dos poluentes do solo é superior a 85%, atendendo assim aos requisitos estabelecidos para a restauração do solo. O custo operacional do sistema utilizado é de aproximadamente 300 yuan/m³, enquanto o custo dos produtos utilizados para a lixiviação e tratamento das águas residuais é de cerca de 240 yuan/m³. 1.4 Técnicas de cura/estabilização 1.4.1 Aplicações em engenharia Os materiais utilizados nas técnicas de cura/estabilização podem ser divididos em 3 categorias: adesivos inorgânicos (cimento, materiais à base de escória vulcânica, cal, apatita e escória mineral, etc.), adesivos orgânicos (argilas orgânicas, asfalto, epóxis, poliésteres e ceras, etc.) e aditivos especiais (carvão ativado, reguladores de pH, agentes neutralizantes e surfactantes, etc.). As aplicações em engenharia incluem duas técnicas de tratamento: in situ e ex situ. Nas aplicações em engenharia no país, prefere-se o uso da técnica de cura/estabilização ex situ. O sistema de tratamento ectópico inclui principalmente o pré-tratamento do solo, a adição de produtos químicos e o sistema de mistura. Os equipamentos principais incluem equipamentos para escavação do solo (como escavadeiras), equipamentos para regulação da umidade do solo (como bombas de transporte, pulverizadores, desidratadores, etc.), equipamentos para trituração e peneiramento do solo (como trituradores, caixas de trituração, peneiras vibratórias, caixas de peneiramento e trituração, etc.) e equipamentos para misturar o solo com produtos químicos (como misturadores de dois eixos, misturadores helicoidais de eixo único, misturadores com martelos de corte, etc.). Durante o processo de reparo, o grau de mistura entre o solo e os produtos químicos utilizados é um indicador crucial para o sucesso dessa técnica. Quanto mais uniforme for a mistura, melhor será o efeito de consolidação/estabilização. Além disso, o pré-tratamento do solo, por meio de sua fragmentação, facilita a mistura adequada com os produtos químicos. Geralmente, espera-se que o tamanho dos grãos de solo após a fragmentação não exceda 50 mm. 1. 4. 2 Caso de estudo: Em uma oficina de galvanização eletrônica, após investigações no local e avaliação de riscos, foi constatado que a maior parte do solo da área estava contaminada por metais pesados. Os principais poluentes eram cobre, zinco e prata, com concentrações máximas de 1.560, 385 e 3.306 mg/kg, respectivamente. A capacidade da oficina era de aproximadamente 2.000 m³. O solo contaminado é principalmente composto por solos argilosos e argilos finos, com profundidade de contaminação de 1 a 4 m. Levando em consideração as características dos poluentes no local, suas concentrações e as propriedades do solo, foi escolhida a técnica de solidificação/estabilização exógena para tratar o solo contaminado. Após a correção, o solo atendeu aos requisitos estabelecidos. O custo total do projeto é de aproximadamente 600 yuan/m³. 1. 5 Reparação conjunta: Em algumas áreas do nosso país onde há poluição do solo, observa-se uma poluição complexa. É difícil obter resultados satisfatórios utilizando apenas um método de reparação; por isso, é necessário desenvolver técnicas de reparação que combinem várias tecnologias [11]. Para a remediação de solos contaminados de forma composta, podem ser utilizadas em conjunto técnicas como desadsorção, oxidação/redução química, lixiviação química e solidificação/estabilização. Por exemplo, a técnica de lixiviação química é utilizada na fase de pré-tratamento das restaurações por solidificação/estabilização, permitindo a remoção eficaz de alguns contaminantes orgânicos voláteis e semivoláteis, o que melhora o efeito de solidificação. Antes da restauração por oxidação química, a técnica de desativação a temperatura ambiente pode ser usada para remover parte dos contaminantes orgânicos voláteis, reduzindo assim o uso de agentes oxidantes e, conseqüentemente, os custos de restauração. 2 Análise dos modelos de negócios no setor de reparação de solos poluídos em nosso país. Durante o período “12º Plano Quinquenal”, foram destinados cerca de 30 bilhões de yuans em recursos financeiros federais para a reparação de solos poluídos em todo o país. De acordo com analistas do setor, com o incentivo desses 30 bilhões de yuans, é possível que sejam atraídos investimentos locais e privados. Assim, o mercado de reparação de solos pode chegar a valores de centenas de bilhões ou até trilhões de yuans. No entanto, embora o mercado da indústria de restauração de solos em nosso país tenha um grande potencial, a falta de modelos de negócios adequados faz com que a escassez de recursos financeiros continue a dificultar o desenvolvimento dessa indústria. Atualmente, as principais fontes de financiamento para a indústria de restauração de solos em nosso país são três: “quem polui, quem deve remediar”, “quem se beneficia, quem deve remediar” e “financiamento externo”. 1) O modelo “quem polui, quem paga para limpar” é aplicável aos locais poluídos cujo responsável pela poluição é conhecido. Esse modelo faz parte do conceito de “pagamento pelo poluidor”. No que diz respeito aos locais poluídos, é necessário definir, em termos legais, quais são as entidades responsáveis. Essas entidades devem arrecadar os recursos necessários para a restauração e tratamento desses locais poluídos. 2) “Quem se beneficia, quem gere”, esse modelo pertence ao tipo de “modelo de pagamento pelo beneficiário”. Nesse modelo, são utilizados os mecanismos de mercado para que o desenvolvedor ou usuário do terreno poluído arque com os custos de reparação do mesmo. O valor adicionado resultante do desenvolvimento e reutilização desse terreno poluído serve como retorno comercial pela restauração do solo contaminado. 3) O modelo de “**financiamento**”: em casos de áreas poluídas cujo responsável pela poluição não é claro e que carecem de um bom mecanismo de geração de receitas, são as **autoridades nacionais** ou **locais** as responsáveis por arrecadar os recursos necessários para cobrir os custos de reparação dessas áreas poluídas. Por razões históricas, a principal causa da poluição do solo em nosso país são as diversas fábricas estatais. Após várias rodadas de reestruturação, muitas dessas fábricas perderam sua propriedade original, tornando-se impossível determinar quem é o responsável pela poluição. A utilização apenas do “modelo de financiamento” para custear a restauração dos locais poluídos gera uma enorme pressão financeira. Como resolver o problema da falta de recursos e aumentar a eficiência no tratamento da poluição tornou-se um obstáculo ao desenvolvimento do setor de restauração do solo. Diante dessa situação, o modelo PPP, que surgiu nos últimos anos, provou ser adequado às condições da China, e tem potencial para se tornar um novo modelo de negócios no setor de restauração do solo. O termo PPP significa Public-Private-Partnership, ou seja, parceria público-privada. Em termos gerais, qualquer tipo de cooperação com instituições privadas (como os modelos comuns BOT, BT e EPC) pode ser considerado como um modelo PPP. Mas, em sentido estrito, o modelo PPP refere-se à **partilha de riscos com instituições privadas por meio da cooperação**, ao conceder a essas instituições o direito exclusivo de operar um projeto, com o objetivo de compartilhar os lucros obtidos. Por exemplo, em 2014, uma empresa de restauração ambiental local firmou uma parceria com o distrito de Yuetang, na cidade de Xiangtan. As partes envolvidas criaram uma empresa conjunta para tratar de forma integral o solo contaminado por metais pesados no complexo industrial daquele distrito. Após a conclusão das obras de restauração, toda aquela área industrial seria transformada em um novo bairro ecológico. A empresa de restauração ambiental obteria lucros com as transações imobiliárias que ocorressem posteriormente naquela área. “O “Modelo Yue Tang” é uma aplicação do modelo PPP, que utiliza o método de reparação e desenvolvimento do solo para obter ganhos adicionais. Esse modelo supera os obstáculos financeiros no desenvolvimento do setor, ao trazer recursos de terceiros, e aprimora o mecanismo que vai desde a reparação do solo até a geração de lucros. 3 Conclusão: Nosso país enfrenta escassez de recursos territoriais, além de um grave problema de poluição do solo. Com as pesquisas e avaliações realizadas nas principais cidades nos últimos anos, bem como com os esforços de restauração dos solos contaminados, e graças à introdução contínua de tecnologias e equipamentos avançados do exterior, a tecnologia de restauração de solos contaminados no nosso país já está sendo aplicada de forma efetiva em projetos práticos. No entanto, a aquisição de tecnologias e equipamentos prontos está sujeita à proteção dos direitos de propriedade intelectual no exterior, o que torna os custos elevados. Além disso, existe o problema da incompatibilidade com as condições locais do solo. É necessário realizar análises adaptativas, levando em conta as características da poluição do solo em nosso país, para assim absorver as experiências avançadas estrangeiras. É preciso também fortalecer a pesquisa e o desenvolvimento de materiais e equipamentos de reparo locais, com o objetivo de criar, o mais rápido possível, tecnologias, materiais de reparo e equipamentos de engenharia com direitos de propriedade intelectual próprios ao nosso país. Com a crescente atenção dada pelo nosso país aos problemas de poluição do solo, as perspectivas para o setor de restauração do solo são muito promissoras. No entanto, a maioria dos projetos ainda enfrenta dificuldades devido à falta de financiamento para a gestão ambiental. O modelo PPP representa uma solução eficaz para superar essas dificuldades. No futuro, com a implementação de impostos ambientais no nosso país e a aprovação do “Plano de Ação para a Prevenção e Controle da Poluição do Solo”, as fontes de subsídios financeiros locais se tornarão mais diversas. Isso permitirá que mais projetos de restauração de solos poluídos sejam realizados por meio do modelo PPP, o que acelerará o processo de restauração do solo em nosso país.