Biomonitoramento da Qualidade do Ar na Ciclovia do Rio ... · Os hidrocarbonetos são encontrados...

Iniciao - Revista de Iniciao Cientfica, Tecnolgica e Artstica Edio Temtica em Sustentabilidade Vol. 5 n. 3 Dezembro de 2015, So Paulo: Centro Universitrio Senac ISSN 2179-474X Portal da revista: http://www1.sp.senac.br/hotsites/blogs/revistainiciacao/ E-mail: [email protected] Esta obra est licenciada com uma Licena Creative Commons Atribuio-No Comercial-SemDerivaes 4.0

Internacional

Biomonitoramento da Qualidade do Ar na Ciclovia do Rio Pinheiros em So Paulo

Biomonitoring of the Air Quality in the Bike Path of Pinheiros River in So Paulo

Felipe Arrelaro Campello, Silvia Fazzolari Corra

Centro Universitrio Senac - Senac

rea de Meio Ambiente- Bacharelado em Engenharia Ambiental

{[email protected], [email protected]}

Resumo. O ar um dos elementos mais importantes para a sobrevivncia na vida terrestre, sua formao se d por inmeros compostos presentes em diferentes concentraes. Com as diversas mudanas feitas pelo homem, a concentrao de determinadas substncias vem fazendo com que a qualidade do ar e eventualmente de todo o meio acabe por se deteriorar. Este projeto tem a inteno de analisar a qualidade do ar por meio de espcies vegetais que possuem grande sensibilidade a elementos especficos, para assim verificar se a prtica de exerccios fsicos na ciclovia do rio Pinheiros pode trazer prejuzos sade dos atletas. A colocao de tabaco (Nicotiana tabacum) em trs estaes da Linha 9 Esmeralda da CPTM, paralela ciclovia do rio Pinheiros e Av. naes Unidas (So Paulo) indicou forte presena de oznio (O3), enquanto no houve resultados conclusivos para a planta corao roxo (Tradescantia pallida).

Palavras-chave: Ar, Monitoramento, Biomonitoramento, Qualidade, Concentrao.

Abstract. Air is one of the most important elements for the survival of life in this planet, its is made by numerous compounds present in different concentrations. With the many changes made by man, the concentration of certain substances is leading the air quality and all life to eventual deterioration. This project is intended to analyze the air through plant specimens that have great sensitivity to specific elements present in the air, so as to verify that the physical exercise in the Pinheiros river bike path can bring harm to the health of athletes. The placement of tobacco (Nicotiana tabacum) in three stations of Line 9 Esmeralda CPTM, having bike path parallel to the Pinheiros River and the Naes Unidas Avenue (So Paulo), indicated a strong presence of ozone (O3), while there was no conclusive results for the purple heart plant (Tradescantia pallida).

Key words: Air Monitoring, Biomonitoring, Quality, Concentration.

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Iniciao - Revista de Iniciao Cientfica, Tecnolgica e Artstica - Vol. 5 no 3 - Dezembro de 2015 Edio Temtica em Sustentabilidade

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1. Introduo

Biomonitoramento um tipo de avaliao da qualidade ambiental de uma determinada rea em certo perodo de tempo. Sua abordagem depende da questo a ser respondida, o que pode variar de poucos dias a vrios anos. Os Bioindicadores podem ser espcies, grupos de espcies ou comunidades biolgicas que tem suas funes vitais correlacionadas to intensamente com determinados fatores ambientais, que podem ser usados para indicar uma mudana e auxiliar na avaliao de uma dada rea, relacionando um determinado fator natural com um potencial poluente (PAULA, 2010). Existem dois grandes tipos de bioindicadores: Os bioindicadores sensveis, que reagem modificando seu comportamento em relao ao comportamento normal. E os bioindicadores acumulativos, sendo aqueles que acumulam influncias antrpicas, sem mostrar danos a ponto de serem reconhecidos em um curto espao de tempo (OBERDAN et. al., 2008). Classificao dos bioindicadores:

Espcies sentinelas introduzidas para indicar;

Espcies detectoras ocorrem naturalmente e respondem ao stress de

forma mensurvel;

Espcies exploradoras reagem positivamente ao distrbio ou agente

estressor;

Espcies acumuladoras acumulam agentes estressores permitindo

avaliar a bioacumulao;

Espcies para bioensaios usados na experimentao.

Alguns organismos monitores so utilizados em metodologias que acompanham as condies ambientais e que do informaes necessrias para o controle aplicado da poluio, especialmente da poluio do ar. Como por exemplo a Gramneae Lolium Multiflorum que utilizada para avaliar o acmulo de poluentes como enxofre (RODRIGUES, 2010); o tabaco e o choupo que so empregados na avaliao do efeito do oznio apresentando necrose foliar no caso de presena do poluente; liquens que so usados na determinao de efeitos fito-txicos e acmulo de poluentes e a couve que usada para indicar hidrocarbonetos aromticos (OBERDAN et. al., 2008). A atmosfera terrestre apresenta aproximadamente 500 km de altura e constituda basicamente de nitrognio (78%), oxignio (21%), argnio (0,07%) e dixido de carbono (0,03%). A populao humana est cada vez mais concentrada nos centros urbanos, pelas facilidades e comodidades que as cidades oferecem, mas com o grande aumento de veculos e o nmero de indstrias cada vez maior, uma maior queima de combustveis fosseis feita, contaminando o ar com diversos poluentes (PEDROSO, 2007). Poluente atmosfrico classificado como qualquer forma de matria ou energia com intensidade e em quantidade, concentrao, tempo ou caractersticas em desacordo com os nveis estabelecidos e que tornem ou possam tornar o ar imprprio, nocivo ou ofensivo sade, inconveniente ao bem estar pblico, danoso aos materiais, fauna e flora ou prejudicial segurana, ao uso e gozo da propriedade e s atividades normais da comunidade (CONAMA, 1990). Nos ltimos anos possvel se observar que a adeso pela prtica de exerccios fsicos tem sido cada vez maior, na procura de um melhor condicionamento fsico e uma melhor qualidade de vida. Os locais de maior utilizao para essas prticas so em geral praas, parques entre outras reas e que, na maioria das vezes, esto muito prximos a ruas e avenidas, expondo os praticantes a diversos poluentes (SCALO, 2010). Uma pessoa adulta


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necessita em mdia de 8 litros de ar por minuto (GUARDANI, 2009); se nesse ar h a presena de monxido de carbono (CO) produzido pelos carros e que tem uma afinidade 250 vezes maior que o oxignio (O2) com a hemoglobina (Hb), a pessoa acaba por se intoxicar (SCALO, 2010). Alm do CO, existem outros tipos de poluentes com efeitos variados como:

Material Particulado

uma mistura de partculas tanto lquidas como slidas suspensas no ar; a sua composio e o seu tamanho variam dependendo das fontes de emisso. A parte de menor tamanho deste material particulado pode ser inalada, apresentando uma caracterstica importante que a de transportar gases adsorvidos em sua superfcie at as partes mais profundas das vias areas, onde acontecem as trocas de gases no pulmo. Conforme elas vo se depositando no sistema respiratrio, estas partculas comeam a ser removidas por alguns mecanismos de defesa. O primeiro deles o espirro, onde as grandes partculas acabam se depositando e so expelidas. A tosse um mecanismo semelhante que acontece quando h a invaso do alm da laringe por partculas. Quando as partculas se depositam na superfcie das clulas do trato respiratrio, outro mecanismo de defesa entra em funcionamento: o aparelho muco-ciliar. Este muco posto para fora do trato respiratrio. As partculas que se depositam sobre o muco tambm so carregadas. Aquelas partculas que atingem as pores mais profundas das vias areas so fagocitadas pelos macrfagos alveolares, sendo ento removidas via aparelho mucociliar ou sistema linftico (BRAGA et. al., 2011).

Oznio (O3)

Presente na troposfera formado por uma srie de reaes catalisadas pela luz do sol, envolvendo xidos de nitrognio e hidrocarbonetos, vindo de fontes de combusto mveis, como os carros, de fontes estacionrias, como indstrias e at mesmo fontes naturais como as rvores. O oznio um potente oxidante, citotxico (provoca leso das clulas), que atinge as pores mais distantes das vias areas (BRAGA et. al., 2011).

Dixido de Enxofre (SO2)

Resultado da combusto de combustveis fsseis, como carvo e petrleo, tm como fontes principais os automveis e termoeltricas. O SO2 altamente solvel em gua 30C; se inalado por uma pessoa em repouso absorvido nas vias areas superiores. J se a pessoa estiver praticando uma atividade fsica isso leva a um aumento da ventilao, com consequente aumento da absoro nas regies mais profundas do pulmo. Ele pode ser eliminado de dois modos: pela expirao (atravs das narinas), e pela urina (BRAGA et. al., 2011).

xidos de Nitrognio (NOX)

As principais fontes de xido ntrico (NO) e dixido de nitrognio (NO2) so os motores dos carros e as usinas termoeltricas; indstrias que utilizam combustveis fsseis contribuem tambm, mas em menor escala. O NO2 quando inalado atinge as pores mais profundas do pulmo por causa da sua baixa solubilidade e txico pelo fato de ser um agente oxidante (BRAGA et. al., 2011).

Hidrocarbonetos (HC)

Os hidrocarbonetos so encontrados em geral no petrleo, no gs natural e no carvo. Pequenas quantidades destas substncias, sobretudo lquidos, podem entrar nos pulmes e afet-los diretamente. Entre os lquidos mais espessos, os


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leos usados em alguns produtos so muito perigosos porque so extremamente irritantes e podem causar uma pneumonia grave por aspirao (MERCK, 2009).

A ciclovia situada na margem esquerda do Rio Pinheiros e bem ao lado da avenida marginal (Av. das Naes Unidas) na cidade de So Paulo e est a menos de 3 metros de distncia de uma grande concentrao de veculos e, assim sendo, constantemente exposta aos diversos poluentes aqui citados; com isso v se necessria a anlise da qualidade do ar da regio para indicar se realmente seguro a prtica de exerccios fsicos no local.

Figura 1 Localizao das Estaes de Trem Amostradas.

Fonte: GoogleMaps, 2013.

2. Objetivos

Objetivo Geral Este projeto tem como objetivo geral utilizar a sensibilidade que alguns espcimes de plantas possuem para verificar a existncia de poluio atmosfrica que possa promover efeitos prejudiciais sade dos ciclistas ao longo da ciclovia do rio Pinheiros. Objetivos Especficos


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- Levantar bibliografia para determinar as melhores espcies indicadoras para a situao da ciclovia; - Determinar os melhores pontos de amostragem para a obteno de resultados mais abrangentes e precisos; - Especificar a frequncia na qual os espcimes devem ser averiguados; - Monitorar o ar ao longo da ciclovia e discutir resultados; - Aprofundar o conhecimento da tcnica; - Apresentar proposta inicial de melhoria para a sade dos ciclistas, dependendo dos resultados obtidos.

3. Metodologia

A regio de estudo a ciclovia do rio Pinheiros na zona Sul de So Paulo; sua extenso de 18,8 km, indo da estao Jurubatuba at a estao Cidade Universitria (linha 9 CPTM); nesta etapa, com a devida permisso do rgo responsvel pelas estaes (CPTM), o monitoramento foi feito at a estao Granja Julieta, um pouco mais de um tero de toda a ciclovia (7 Km). Este trecho foi dividido em 3 pontos de amostragem com uma distncia de cerca de 2 Km entre eles. A qualidade do ar classificada conforme o ndice de qualidade do ar. Segundo a CETESB, esse ndice indica a quantidade de determinados poluentes e de acordo com essa quantidade o local classificado de qualidade boa, moderada, ruim, muito ruim ou pssima. Na tabela 1 apresenta-se o ndice de qualidade do ar:

Tabela 1- ndice de Qualidade do Ar Qualidade ndice

Fonte: CESTESB, 2013.

Quando a qualidade do ar classificada como boa, os riscos a sade so praticamente nulos, j moderada, as pessoas mais sensveis como crianas e idosos podem apresentar alguns sintomas de doenas respiratrias, no caso de ruim toda a populao pode apresentar sintomas como tosse seca, cansao entre outros, sendo muito ruim os sintomas anteriores se agravam em toda a populao e quando classificada como pssima, toda a populao pode apresentar srios riscos de manifestaes de doenas respiratrias e cardiovasculares e h o aumento de mortes prematuras em pessoas de grupos sensveis(CETESB 2013). Seguindo os dados fornecidos pela estao Santo Amaro da CETESB localizada na Rua Padre Jos Maria, 355 (estao mais prxima do experimento), medindo os nveis de partculas inalveis (MP10), monxido de carbono (CO) e oznio (O3) os resultados so apresentados na tabela 2 a seguir:


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Tabela 2 Medies da estao Santo Amaro (2012)

Fonte: CETESB, 2012.

Com base nessas informaes tem-se que os principais poluentes so o monxido de carbono (CO), o material particulado (MP) e o oznio (O3). Seguindo esse dados, a melhor espcie para a deteco do O3 na atmosfera o Tabaco (Nicotiana Tabacum), que se exposto ao mesmo apresenta sintomas de necrose foliar; para os outros poluentes foi utilizado o corao roxo ou Tradescantia (Tradescantia sp.) pois uma espcie com alta sensibilidade aos poluentes antes citados (MONTEIRO 2007). Foro utilizados quatro indivduos de cada espcie: um em cada ponto de amostragem e um na cmara de ar como controle. A Nicotiana Tabacum, tabaco (Figura 2), uma planta herbcea robusta (famlia das solanceas) que originria da Amrica tropical (Amrica do Sul, Mxico e as ndias Ocidentais); hoje cultivada em todo o mundo como a principal fonte comercial de tabaco, que fumado ou mastigado. Planta de caule grosso que pode crescer de um a trs metros de altura; Suas flores so tubulares, que variam nas cores branco ou creme a rosa e vermelho carmim que crescem em uma grande ramificao, com flores individuais de 3,5 a 5 cm de comprimento. As flores podem ser atraentes e aromticas. Muitas espcies relacionadas a Nicotiana so cultivadas como plantas ornamentais, mas em cultivo comercial para o fumo, a inflorescncia geralmente cortada antes de totalmente desenvolvida para incentivar um maior crescimento das folhas (BAILEY et. al., 1976). A Trandescantia pallida (Figura 3) comumente conhecida como corao-roxo uma planta herbcea, suculenta, que varia de 15 a 25 cm de altura, com folhas roxas; suas flores so pequenas (tambm roxas), pouco vistosas. A planta pouco tolerante baixas temperaturas do inverno, e exige poucos cuidados no dia-a-dia. Deve ser cultivada a pleno sol a fim de que a cor das folhas fique acentuada, mas tambm pode ser deixada em locais com bastante luz indireta. muito utilizado como forrao ou em macios (LORENZI, 2008).


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Figura 2 - Nicotiana Tabacum.

Fonte: Monteiro, 2007.

Figura 3 - Tradescantia pallida cultivada na estufa do Centro Universitrio SENAC.

Durante os levantamentos para a escolha das plantas bioindicadoras, em 18 de setembro de 2012 foi realizada uma entrevista com a Dra. Marisa Domingos, Pesquisadora do Ncleo de Pesquisa em Ecologia do Instituto de Botnica Secretaria do Meio Ambiente de So Paulo e especialista em Bioindicao. Nesta ocasio, a pesquisadora chamou a ateno para, entre outros pontos, a necessidade do correto cultivo das plantas em ar limpo, sugerindo a construo de uma cmara de ar filtrado. A partir disso, foi desenvolvido o projeto entre outubro e novembro do mesmo ano, de acordo com o nmero e tamanho de mudas para cultivo, a ser construdo em acrlico (Figura 4). Aps a comunicao pessoal com um especialista em qualidade do ar, calculou-se a potncia da bomba necessria para promover a circulao do ar pelo filtro e cmara, utilizando os seguintes clculos:


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Onde: V = Velocidade, a = Acelerao, t = tempo; Vaz. = Vazo, V = Velocidade, A = rea.

Esferas de vidro foram utilizadas como meio de suporte na cmara inferior, permitindo maior fluxo e distribuio de ar no sistema. O sistema de filtragem contou com um filtro adsorvente preenchido com carvo ativado. A cmara foi construda entre fevereiro e incio de junho, no Laboratrio de Design do Centro Universitrio Senac, com os materiais necessrios providos pelo Setor de Pesquisa.

(1)

(2)

(3)

(4)

(4)


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Figura 4 Projeto de cmara de ar filtrado

Considerando a necessidade de anlise das estruturas de reproduo das plantas, conforme metodologia consagrada para este tipo de trabalho (LIRA et. al., 2008), comeou-se a realizar treinamento em cortes histolgicos de plantas, sob a orientao de um especialista em botnica. Foi contatado o chefe do Departamento de Meio Ambiente da Companhia Paulista de Trens Metropolitanos - CPTM, para explicar o projeto e obter as devidas autorizaes para a colocao das plantas nas estaes de trem escolhidas. Com o acompanhamento de um representante da CPTM, foram realizadas visitas s estaes Jurubatuba, Santo Amaro e Granja Julieta, quando o projeto foi apresentado para os responsveis pelas estaes que auxiliaram na escolha dos locais mais adequados para a colocao das plantas. Para a anlise da Tradescantia foi utilizada a metodologia descrita por Ma (1981). Aps cultivo em local ideal e depois exposta no local a ser analisado, a metodologia mostra que apenas inflorescncias jovens devem ser coletadas e imediatamente fixadas em uma soluo de cido actico - lcool (1:3). Aps 24 horas de fixao, so transferidos para Etanol 70% e mantidas em ambiente refrigerado ( 6C) at o momento da preparao. Para preparar as lminas, as inflorescncias so dissecadas com o auxlio de um bisturi sob um microscpio estreo, a fim de isolar os botes florais. Uma vez que os botes tenham sido isolados, eles so dispostos por ordem de tamanho e o boto de tamanho mdio preferencialmente selecionado. Este ento transferido para uma lmina de vidro e dissecado tambm com o auxlio de bisturi sob um microscpio estreo, de modo a expor as anteras. Aps descartar os fragmentos do boto, as anteras so maceradas usando uma vareta de vidro, e as gotas de aceto carmim (10 %) so adicionadas (Figura, 5). Aps a macerao ter sido concluda, a lmina aquecida rapidamente no bico de Bunsen. Uma lamela ento colocada e depois pressionada para baixo, com auxlio do dedo e a lmina colocada sob um microscpio para identificar se h um nmero suficiente de ttrades. Aps a


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confirmao de que h um nmero suficiente, a lmina considerada apropriada para anlise e os outros botes de flores so descartados. Se no houver nmero suficiente de ttrades, o procedimento repetido com outro boto, e assim por diante. O resultado esperado quando h poluio, o aparecimento de microncleos fora das clulas das ttrades. A maior dificuldade na metodologia para Tradescantia que no se tem garantia de florescimento nos momentos planejados para anlise.

Figura 5 - Passo-a-passo do mtodo de preparao utilizando aceto-carmim.

Fonte: Ma, 1981.

Para a anlise da Nicotiana Tabacum foi utilizada a metodologia descrita por SantAnna (2007): depois de expostas, foram retiradas cinco folhas de cada indivduo e fotografadas com a cmera a uma distncia da 30 cm da folha. Utilizando-se o software CompuEye foram analisadas a superfcie de cada folha separada gerando grficos que mostram a rea sadia e a rea afetada de cada amostra. De acordo com a metodologia, em um perodo menor que 20 dias, uma superfcie afetada maior que 10% j representa ao do O3. Desta forma foi feita uma mdia da rea afetada em cada ponto de amostragem determinando qual ponto foi o mais afetado. No caso da Nicotiana Tabacum, o que se espera observar a clorose inicial na presena de poluentes, que pode progredir para necrose foliar de acordo com o tempo de exposio. A frequncia do experimento foi de apenas um perodo de amostragem, durante 17 dias em maio de 2014. Aps cultivo em local ideal (Figura 6), foram expostos um indivduo de Tradescantia e um indivduo de tabaco em cada ponto de amostragem (Figuras 7, 8 e 9). Todos os pontos de amostragem estiveram a menos de 1 km da marginal Pinheiros e da ciclovia em si.


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Figura 6 - Cmara de Ar Filtrado com espcimes de Tradescantia em seu interior


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Figura 7 Figura 8

Figura 8

Pontos de Amostragem com Espcies no Local Estaes Jurubatuba (1), Sto. Amaro (2) e

Granja Julieta (3)

(1) (2)


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4. Resultados e Discusso

O efeito sobre a Trasdecantia foi analisado utilizando-se, primeiramente, algumas flores coletadas do jardim do SENAC para aprendizado e fixao da metodologia; em seguida, foram analisadas as plantas que estavam na cmara de ar, quando foram tomadas algumas fotos de referncia (Figura 10). Entretanto, quando as plantas foram levadas aos locais de amostragem, no ocorreu o florescimento em todo o perodo e que ficaram expostas, impedindo a anlise dos possveis efeitos sobre esses indivduos.

Figura 10 Fotos retiradas das ttrades encontradas nos botes florais de

Trandescantia na cmara de ar filtrado no Senac (Aumento 100x)

Para a Nicotiana Tabacum, aps a anlise das plantas controle foi obtida uma mdia de superfcie afetada (rea total com pontos de clorose) das 5 amostras de 7%; desta forma ficou estabelecido, uma vez que o ar onde estes controles foram cultivados considerado limpo, que todas as amostras que ultrapassassem esse valor seriam consideradas como afetadas e se chegassem a uma mdia menor ou igual a 7% seriam consideradas como no-afetadas. Para a anlise da incidncia de clorose e necrose, tambm se levou em considerao o tempo mnimo de exposio de 15 dias. Os resultados gerais para as anlises das mdias de reas afetadas nas cinco folhas de cada planta em cada ponto de anlise mostram que:

Estao Jurubatuba Sua mdia chegou a 10,54%, indicando que a rea possui um pequeno indcio da presena de oznio;

Estao Santo Amaro Sua mdia chegou a 10,84%, indicando que a rea possui indcios da presena de oznio um pouco acima dos resultados obtidos na estao Jurubatuba;

Estao Granja Julieta A mdia da Granja Julieta foi de 15,95%, isso indica que h forte indicio da presena de oznio no ar da regio, sendo a maior de todas as estaes, uma vez que para um perodo to pequeno no deveria haver nenhuma alterao nas folhas.


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A figura 11 sumariza estes resultados, comparando-os com as anlises feitas nas folhas do grupo controle.

Figura 11. Grfico Comparativo das mdias de reas

afetadas entre os pontos de Amostragem

5. Concluso

No foi possvel evidenciar a presena de poluentes como material particulado e xidos de enxofre, pois os indivduos de Tradescantia no floriram quando ficaram expostos nas estaes da Linha 9 Esmeralda da CPTM que foram estudadas. Porm, fica evidenciada a presena de oznio (O3) nas estaes de trem amostradas, e interessante notar que os efeitos desse poluente sobre as plantas se intensifica medida que os pontos de amostragem se aproximam da regio mais central deste eixo de trfego: as taxas de O3 so crescentes das estaes Jurubatuba (no extremo sul desta linha) para Santo Amaro e finalmente Granja Julieta, mais prxima regio da Chcara Flora e Brooklin. No caso do uso especfico da ciclovia, sobretudo por atletas em treinamento, essa questo pode ser preocupante, j que oznio um potente oxidante e citotxico (provoca leso das clulas), que atinge as pores mais distantes das vias areas. No entanto, as anlises foram realizadas em apenas um pequeno perodo amostral, com poucos indivduos de cada espcie e apenas trs estaes de trem. Recomenda-se que o estudo seja continuado para assegurar maior confiabilidade de dados, no apenas nas trs estaes iniciais, mas em outras ao lado das quais os ndices de trnsito na av. das Naes Unidas sejam mais crticos. Outros fatores precisam tambm ser melhor averiguados, como as concentraes dos poluentes nas diferentes pocas do ano, as plumas de disperso de poluentes atmosfricos ao longo do canal do rio Pinheiros e o tempo mdio de exposio ao ar poludo a que esportistas regulares se sujeitam quando praticam ciclismo naquele local.


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6. Agradecimentos

Agradeo aos professores Indriunas, Saron e Licco, por ajudarem a dar uma base mais slida para os resultados e tambm agradeo a CPTM e a Dra. Marisa Domingos pelo tempo e a disposio na realizao deste projeto e tambm ao Leandro Dimitrov por me auxiliar com o projeto.

7. Referncias

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Recebido em 07/04/2015 e Aceito em 12/08/2015.

Iniciao - Revista de Iniciao Cientfica, Tecnolgica e Artstica Edio Temtica em Sustentabilidade Vol. 5 no 3 Dezembro de 2015, So Paulo: Centro Universitrio Senac ISSN 2179-474X Portal da revista: http://www1.sp.senac.br/hotsites/blogs/revistainiciacao/ E-mail: [email protected] Esta obra est licenciada com uma Licena Creative Commons Atribuio-No Comercial-SemDerivaes 4.0

Internacional

Avaliao do Filtro Bioltico para Tratamento de Esgoto Sanitrio

Paper template for Revista Iniciao: Evaluation of Efficiency of a Biolytic Filter in Sewage Treatment

Bruna Oliveira Torrone, Cristiane de Azevedo Melo Brosso, Alexandre Saron

Centro Universitrio Senac - Senac

Departamento de Exatas - Bacharelado em Engenharia Ambiental

{[email protected], [email protected],[email protected]}

Resumo. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a eficincia de um

filtro bioltico no tratamento de esgoto sanitrio por ser uma tcnica de baixo custo,

fcil manuteno, compacta e com alta eficincia, sendo considerada uma tima

alternativa aos tratamentos de esgoto convencionais unitrios. O filtro bioltico foi

construdo com quatro anis de concreto e seu leito constitudo de terra mineral,

maravalha, britas recicladas e aproximadamente 5.500 minhocas. Foi instalado em

um templo religioso, em Itapecerica da Serra, o qual recebe 50 pessoas a cada 15

dias. A avaliao da eficincia foi monitorada nos meses de Setembro e Outubro de

2014. Os resultados do sistema foram de 80% de remoo de matria orgnica

medidos por DBO e COT, 73% na remoo de fosfatos totais, 82% de nitrognio

amoniacal, 42% de nitrito, 20% de coliformes fecais. O sistema aerbio e houve a

converso do nitrognio reduzido para nitrato o qual foi diagnosticado um aumento na

concentrao em 124%. Com os resultados obtidos, recomenda-se a incluso de um

sistema de wetland como ps tratamento para possvel diminuio do teor de nitrato

resultante.

Palavras-chave: tratamento de esgoto, filtro bioltico, minhocas.

Abstract. The objective of this study was to evaluate the efficiency of a biolytic filter

in sewage treatment, easy and low cost maintenance technique that presents high

efficiency and is considered a great alternative to conventional wastewater

treatments. The biolytic filter was built with four concrete rings and its bed consists of

mineral soil, wood chips, recycled gravel and approximately 5.500 earthworms. It was

installed at a religious temple in the municipality of Itapecirica da Serra, which

receives 50 people every 15 days. The efficiency was monitored in the months of

September and October of 2014. The results of the system were 80% of removal of

organic matter measured by BOD and TOC, 73% in total phosphates degradation,

82% in ammonia nitrogen, 42% in nitrite, 20% in fecal coliforms. The system is

aerobic and there was the conversion of reduced nitrogen to nitrate, which was

diagnosed an increase in the concentration of 124%. With these results, it is

recommended the inclusion of a wetland system as a post treatment for possible

reduction of the resulting nitrate content.

Key words: sewage treatment, biolytic filter, earthworms.

http://www1.sp.senac.br/hotsites/blogs/revistainiciacao/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/


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1. Introduo

No Brasil, o ndice de abastecimento de gua de 82,7%, sendo coletado apenas

48,3% do esgoto gerado e desses, 69,4% passa por algum tratamento antes de ser

lanado no corpo hdrico receptor (SNIS, 2014). Segundo Silveira (2014), h

diferenas substanciais no acesso ao esgoto tratado entre as reas rurais e urbanas

do Brasil, devido a esse servio ainda ser visto pelo paradigma empresarial, em que a

falta de capacidade de pagamento compromete o atendimento a pequenas cidades,

periferias urbanas e localidades rurais. Fora os problemas acarretados ao meio

ambiente pela falta de saneamento bsico h tambm prejuzos sade da

populao. Os estudos demonstram que para cada real gasto em saneamento h

economia entre R$ 1,5 e R$ 4 na sade (NERI, 2009).

Muitas cidades do Estado de So Paulo esto sofrendo com a escassez de gua e

aliado a isso, est a grande poluio dos corpos dguas devido ao desenvolvimento

da infraestrutura sanitria no acompanhar o crescimento populacional, ocasionando

problemas de saneamento principalmente por lanamentos de esgotos irregulares

(CETESB, 2014) e sem tratamento, alm da deposio de resduos inadequada

(MANCUSO; SANTOS, 2003). O aumento do atendimento dos servios de coleta e

tratamento de esgoto a populao, imprescindvel para a melhora da qualidade das

guas e diante disso, a Secretaria de Saneamento e Recursos Hdricos se

comprometeu em universalizar tal sistema nos municpios do litoral paulista at 2018

e o restante do estado em 2020, atingindo 60% em 2013 (CETESB, 2014).

Itapecerica da Serra est inserida na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hdricos

(UGRHI) do Alto Tiet, a qual possui uma populao urbana de 20.386.396, com 88%

de coleta de esgoto sendo 54% tratado (CETESB, 2014). De acordo com o IBGE

(2014), a populao estimada em 2014 em Itapecerica da Serra equivale a 165.327

habitantes, sendo aproximadamente 0,8% rural 99,2% urbana. Segundo o IBGE

(2010), nenhuma residncia na rea rural possua um tratamento do esgoto

considerado adequado, 96% semi adequado e 4% inadequado. J na rea urbana,

49,3% das residncias possuam um tipo de tratamento adequado, 50,1% semi-

adequado e 0,7% inadequado.

Diante disso, a busca por tcnicas de tratamento de esgoto, fceis de serem

disseminadas em reas rurais e perifricas emergencial, sendo o filtro bioltico uma

alternativa de fcil disseminao para o tratamento de esgoto. uma tcnica

descentralizada, de baixo custo, compacta, simples manuteno e operao. O

sistema utiliza minhocas no processo de digesto dos detritos orgnicos, ocupa uma

rea menor do que a de uma fossa, no utiliza energia eltrica e no utiliza qumicos

(SARTORI, 2010).

O filtro bioltico foi construdo em escala real em um templo religioso localizado em

Itapecerica da Serra SP na Regio Metropolitana de So Paulo (Figura 1) e est

situado em rea rural. No local so realizados cultos a cada 15 dias, recebendo um

total de 50 pessoas que passam o dia inteiro no local (figura 2). A contribuio de

esgoto, mxima de 5m3 em dia de culto, oriunda de trs vasos sanitrios, trs

chuveiros, trs pias mais a pia da cozinha.

Toda a rea da cidade de Itapecerica da Serra est inserida em locais protegidos pelas

Leis Estaduais de Proteo aos Mananciais Lei n. 898/75, 1.172/76 e 9.866/97

sendo que 78% de seu territrio total pertencem bacia do Guarapiranga (VENTURI,

2001).

Devido ausncia do servio de tratamento de esgoto pela concessionria, no

local de estudo havia uma fossa negra que recebia todo o esgoto gerado apresentando


21

problemas nos dias de culto. Em funo disso, foi decidido implantar um sistema

alternativo e descentralizado para melhorar tal situao. Dessa maneira, o objetivo foi

construir o filtro bioltico seguido de uma vala de infiltrao com plantas e avaliar a

eficincia do mesmo.

Figura 1. Destaque da localizao do templo religioso.

Fonte: Adaptado Google Earth.

Figura 2. Templo religioso em Itapecerica da Serra.

Fonte: Autoria prpria.


22

2. Reviso Bibliogrfica

O filtro bioltico ou vermifiltro foi apresentado pela primeira vez pelo professor Jos

Toha na Universidade do Chile em 1992. Defendida como uma tecnologia sustentvel

de baixo custo - comparada a sistemas convencionais - para tratamento de esgoto

domstico e resduos orgnicos ao mesmo tempo e com imenso potencial de aplicao

nas reas rurais (XING; LI; YANG, 2010; FLOUTARD, 2006).

O sistema considerado um tratamento biolgico de esgoto e de resduos orgnicos

que utiliza um leito filtrante chamado de vermicomposto, onde minhocas e outros

microrganismos degradam a matria orgnica. O processo pode ser comparado com a

compostagem, a qual ocorre o tempo inteiro na natureza, compreendida como a

transformao de matria orgnica em hmus, gs carbnico, calor e gua, atravs

da ao dos microrganismos responsveis pela ciclagem de nutrientes no solo

(TAYLOR, 2003).

O filtro uma torre constituda basicamente por trs camadas: de cima para baixo a

primeira feita de material orgnico com elevado nvel populacional de micro-

organismos e minhocas californianas (Eisenia phoetida), para absoro e degradao

da matria orgnica presente nos esgotos domsticos; a segunda camada apenas

de material orgnico, que pode ser serragem para que ocorra mais uma filtrao e por

ltimo a terceira camada formada por cascalho e brita, tendo por finalidade

proporcionar a aerao e a permeabilidade no sistema (LAWS, 2003).

Segundo Taylor; Claker; Greenfield (2003), no h nenhum estudo que relate outro

sistema capaz de tratar as guas residuais domsticas e resduos slidos juntos. O

filtro ainda pouco utilizado no Brasil, entretanto a tecnologia j foi implantada em

algumas casas de baixa renda e comercializado por uma empresa brasileira e uma

australiana com a garantia de tratar esgoto para reuso, porm no h estudos que

descrevam sua eficincia.

O filtro pode ser configurado de vrias maneiras, possuir tamanhos diversos e

podendo superar largamente sistemas convencionais de lodos ativados (OSMAN,

2003). Pode ser atrelado a outro sistema de tratamento para melhorar sua eficincia

dependendo do uso ou destinao que ser dado ao esgoto tratado. No Chile muito

usado o filtro bioltico seguindo por uma cmera de radiao UV, a qual completa o

tratamento com a desinfeco. O esgoto nesse caso pode ser reutilizado na irrigao

agrcola e vem sendo aplicado a escolas, residncias, comunidades rurais,

condomnios residenciais e aeroportos (LAWS, 2003).

A cidade de Combaillaux na Frana, era desprovida de estao de tratamento de

esgoto (ETE) e as casas possuam fossa sptica, porm quando foi atingido o nmero

de 500 fossas, mesmo com esse tratamento primrio, o solo no suportava mais a

descarga, causando mal cheiro e poluio aos corpos hdricos. A cidade decidiu ento

ligar as fossas a um segundo tratamento, o filtro bioltico, configurado para atender

mais de 2.500 pessoas. O esgoto sanitrio chega estao, passa por um sistema de

filtrao para retirar as partculas maiores e depois borrifado igualmente por toda a

camada superior do filtro bioltico, onde h mais de 25.000 minhocas por metro

quadrado. O esgoto tratado utilizado na irrigao e as partculas slidas retiradas no

inicio do processo so encaminhas para um sistema de compostagem, tambm com

minhocas e o composto utilizado na agricultura (FLOUTARD, 2006).

As minhocas no filtro bioltico desempenham papel fundamental no tratamento.

Segundo Xing, Li e Yang (2010) a quantidade delas est diretamente relacionada com

a eficincia do tratamento, j que so responsveis por melhorar a atividade dos

microrganismos e estabilizao da matria orgnica.

A vermicompostagem envolve a oxidao biolgica e estabilizao do material

orgnico pela ao conjunta de minhocas e microorganismos. Embora sejam os


23

microorganismos que degradam bioquimicamente a matria orgnica, as minhocas

so os motoristas cruciais do processo. Conforme estudos (FLOUTARD, 2006;

DOMINGUEZ; EDWARDS, 2011) as aes realizadas pelas minhocas dentro do bioltico

so as seguintes:

Constroem galerias: so responsveis por construrem tneis por toda a torre do

filtro por onde os fluidos e o ar circulam e devido atividade, o sistema no

colmata como ocorre em outros filtros;

Aerao: os tneis facilitam a aerao de todo o sistema o que permite com que a

atividade microbiana aumente drasticamente;

Mistura: as minhocas fazem o constante deslocamento dos substratos, uma vez que

nunca defecam onde comem, aumentando a superfcie exposta ao dos

microrganismos;

Ingesto: minhocas alimentam-se seletivamente em substratos orgnicos ricos em

molculas assimilveis que incluem os microorganismos mais poluentes e matria

orgnica. Ingerem inclusive as substncias ptridas na superfcie da camada

ativa;

Digesto: durante este processo, a matria orgnica, incluindo os microrganismos

mais assimilveis, triturada. As minhocas so capazes inclusive de digerir

substncias como a celulose e a queratina encontrada nos cabelos. O processo

digestivo faz, no entanto, o esmagamento e a mistura deixando a matria mais

assimilvel para a fauna microbiana;

Eliminao de patgenos: as minhocas secretam uma substncia chamada

hemolisina que possui propriedades que dificultam a proliferao de

microrganismos que causam apodrecimento, alm disso, fungos e bactrias

promovidas pelas minhocas produzem antibiticos, como o fungo penicillium

(muito encontrado no intestino da minhoca), que colaboram com a eliminao de

patgenos;

Mineralizao do nitrognio: as minhocas o deixam disponvel para as plantas.

Conforme estudos (XING; LI; YANG; 2010, TAYLOR; CLARKE; GREENFIELD,

2003; BATISTA et al., 2011; LAWS, 2003; SARTORI, 2010) a eficincia do tratamento

de esgoto dentro do vermifiltro pode ser afetada pelos seguintes fatores:

Quantidade de minhocas adultas: quanto maior a quantidade de vermes adultos

melhor, por serem mais ativos;

Tipo de substratos utilizados dentro da torre do filtro: o que ir variar o tempo de

reteno do lquido e a filtrao;

Volume do efluente: estudam comprovam que se houver uma quantidade muito

maior ao estimado o sistema prejudicado;

Temperatura: variao adequada entre 0 e 30C;

Tempo de reteno do efluente dentro do filtro: quanto maior o tempo melhor,

aumentando o perodo de contato com os microrganismos e minhocas;

Efluente txico: substncias txicas podem matar algumas minhocas, o que pode

prejudicar o tratamento.

Como existem todos esses fatores que influenciam na eficincia do vermifiltro, todos

os dados encontrados se diferem bastante. Entre eles esto os valores informados

pelos estudos de Sartori (2010), que verifica a eficincias de trs biolticos

constitudos com meios filtrantes diferentes como lixo orgnico, outro de bagao de

cana-de-acar e serragem de madeira. A mdia de eficincia para aplicaes de 0,5;

1,0 e 1, 5 m m-d-1 de efluente foi:

lixo orgnico

ono recomendvel para retirar NO3-

o55% para NT

o73% para SST

o33% para ST


24

o44% para DBO

o8% para Fsforo

bagao de cana-de-acar

o40% a 68% para NO3-

o71% para NT

o85% para SST

o40% para ST

o66% para DBO

o64% para Fsforo

serragem de madeira

o40% a 68% para NO3-

o74% para NT

o86% para SST

o42% para ST

o74% para DBO

o68% para Fsforo

Segundo estudos (XING; LI; YANG, 2010; TAYLOR; CLARKE; GREENFIELD, 2003;

BATISTA et al., 2011; LAWS, 2003, FLOUTARD, 2006) as vantagens do filtro bioltico

so:

- Baixo custo de implantao (aproximadamente R$ 1.050,00) e manuteno;

- Fcil implantao e manuteno;

- Compacto;

- Inexistncia de maus odores;

- Eficiente no tratamento de esgoto domstico e resduos orgnicos;

- No produz lodo;

- No h problemas com colmatao;

- No h a utilizao de produtos qumicos;

J as desvantagens (XING; LI; YANG, 2010; TAYLOR; CLARKE; GREENFIELD, 2003;

BATISTA et al., 2011; LAWS, 2003, FLOUTARD, 2006):

- Baixa remoo de patgenos;

- Necessrio o controle do volume do efluente;

- Necessrio o uso de minhocas especificas (Eisenia phoetida).

- Necessria escavao de um buraco profundo para que o esgoto domstico

chegue ao sistema por gravidade.

3. Metodologia

Para o dimensionamento do sistema, o padro de gerao de esgoto foi baseado na

Norma ABNT NBR 7229/93 como de alojamento, j que nos dias de culto o templo

tem essa funo, estabelecendo-se que uma pessoa gera 80L/dia de esgoto no local.

Considerando esse dado e que em um dia de culto o nmero mximo de pessoas de

50, podemos afirmar que:

80L/dia * 50 pessoas = 4000L de esgoto em um dia de culto.

Ou seja, era necessrio construir um filtro bioltico que suportasse receber

aproximadamente 4m de esgoto em um s dia, sabendo-se que um nmero mnimo

de pessoas tomam banho no local esse volume de esgoto cai consideravelmente.


25

De acordo com o estudo de Xing, Li e Yang (2010) que estuda a atividade das

minhocas em relao ao tratamento de esgoto dentro do filtro, o sistema deve

atender uma taxa de 6m/m2.d. Sendo assim, a rea de um anel de concreto com 1m

de dimetro equivale a:

= 0,8m

Com 0,8m possvel despejar aproximadamente 5m de esgoto em um dia e

conforme o estudo citado, fazer o filtro utilizando anis de concreto com 1m de

dimetro adequado para o caso.

Assim, o anel de concreto utilizado para a construo do filtro bioltico possua 1m de

dimetro e com rea de 0,8m, possibilitando lanar aproximadamente 5m de esgoto

em um dia.

O estudo de Sinha, Bharambe e Chaudhari (2008) avalia a eficincia do sistema e

define o tempo de deteno hidrulica ideal (TDH) na faixa de 1 a 2h. No filtro

construdo, foram utilizados os mesmos materiais filtrantes que o avaliado pelo

estudo, dessa forma foi utilizado o mesmo clculo de tempo de deteno hidrulica

para verificar se a altura de 1m de materiais filtrantes seria ideal.

Considerou-se uma mdia de 0,4m de efluente/hora.

TDH = (p * Vs)/ Q(2)

Em que,

TDH = tempo de deteno hidrulica

p= porosidade mdia do meio filtrante

Vs= Volume do meio filtrante

Q= Vazo do efluente sanitrio.

TDH = (0,82 * 0,8) / 0,4

TDH = 1,64 horas.

Atravs do clculo confirmamos que o volume que foi colocado de meio filtrante est

adequado.

O filtro bioltico em questo (figura 3), foi construdo com quatro anis de concreto,

cada um com 1m de dimetro por 0,5m de profundidade, constitudo de terra mineral,

maravalha, britas recicladas e aproximadamente 5.500 minhocas (Figura 4).


26

Figura 3. Filtro bioltico construdo


Figura 4. Croqui do filtro bioltico.


Coleta e Monitoramento

Aps a construo do filtro em Agosto de 2014, aguardaram-se 17 dias referentes

fase de aclimatao do meio. As coletas das amostras foram realizadas uma vez por

semana durante 2 meses. A Amostra 1 corresponde ao esgoto bruto, Amostra 2 o

esgoto parcialmente tratado j percolado pelas camadas do filtro bioltico, e a Amostra

3 o efluente tratado coletado na caixa de passagem depois do filtro e antes da vala

de infiltrao (Figura 5).

2m

1m

1m 0,5m


27

Figura 5. Pontos de amostragem.


Por meio de anlises fsico-qumicas, qumicas e biolgicas foi realizado o

monitoramento analtico dos parmetros pH, OD, DBO, COT, NO3-, NO2-, PO43 , N-

NH4+ e coliformes fecais, recomendados pelo Standard Methods for Examination of

Water and Wastewater 22th.

4. Resultados

Os dados das anlises realizadas em triplicata foram compilados em mdias das

determinaes obtidas durante o perodo do estudo com o ndice de confiabilidade

(IC) de 95%.

O Decreto Estadual 8468/76 art. 18 foi utilizado como referncia ao atendimento dos

padres de lanamento em um corpo hdrico.

Com os resultados mdios obtidos no perodo de anlise, foi possvel identificar a

eficincia do filtro bioltico no tratamento do esgoto sanitrio ilustrado na Figura 4.

Atravs do monitoramento nos trs pontos informado anteriormente, foram calculadas

duas eficincias, sendo uma a do filtro bioltico e outra a do sistema total. A primeira

envolve os valores mdios obtidos nas amostras 1 e nas amostras 2, ou seja, na

entrada do sistema e no fundo falso do filtro. J a segunda referente aos valores

mdios obtidos nas amostras 1 e na amostra 3, ou seja, na entrada do sistema e na

caixa de passagem aps o sistema.

Em relao DBO, foi desconsiderado no clculo da eficincia o dia em que o templo

recebeu um pblico muito maior do que foi desenvolvido no projeto do filtro. Dessa

maneira, a remoo de carbono apresentou resultados satisfatrios, atendendo o

Decreto Estadual 8468/76 Art. 18, pois foi obtido 85% para a eficincia do filtro e

80% a do sistema total tanto para a DBO5,20 como tambm para o Carbono Orgnico

Total.

No caso dos nutrientes, em geral os resultados foram satisfatrios. A remoo dos

fosfatos totais apresentou uma eficincia no filtro de 60% e no sistema de 73%. O

nitrognio amoniacal possuiu uma eficincia no filtro de 65% e de 73% na eficincia

AMOSTRA 1 1

AMOSTRA 3

AMOSTRA 2


28

do sistema. Na degradao do nitrito, a eficincia do filtro foi de 47% e no sistema foi

de 42%. J o nitrato, possui uma produo de 34% no filtro e de 124% no sistema.

Isso devido ao processo de nitrificao ocorrida no perodo de anlise, em que a

amnia convertida em nitrito que se converte em nitrato.

Figura 4. Eficincia do tratamento a partir dos valores mdios obtidos do perodo de setembro outubro de 2014.


Em relao ao pH, os valores das amostras 2 e 3 reduziram em relao amostra 1,

tendendo a neutralidade. Alm disso, atende a exigncia do Dec. Estadual 8468/76

Art. 18, com limite mnimo de 5 e mximo de 9.

5. Discusses

Segundo estudos (XING; LI; YANG; 2010; LAWS, 2003; SARTORI, 2010), a eficincia

do tratamento do filtro bioltico pode variar em funo da quantidade das minhocas

adultas, tipos de substratos utilizados como meio filtrante, volume do efluente,

temperatura, tempo de deteno hidrulico e efluentes txicos. Segundo Sartori

(2010), a eficincia do filtro bioltico varia em funo dos substratos utilizados como

meio filtrante. No caso do uso da serragem como substrato, o sistema em estudo

possui resultados prximos a da bibliografia, a qual encontrou 40% a 68% para

nitrato, 74% para amnia, 74% para DBO e 68% para fosfato.

Em relao remoo da matria orgnica no filtro bioltico em estudo, os principais

parmetros de quantificao de matria orgnica (COT e DBO5,20) apresentaram

resultados satisfatrios no perodo analisado, ocorrendo o atendimento ao Decreto

8468/76 Art. 18 em relao DBO.

J na remoo de E. Coli, foi diagnosticada a baixa eficincia do sistema. Entretanto,

de acordo com Floutard (2006) aumentando-se o nmero de minhocas da espcie

Eisenia phoetida, h a melhora na eficincia de remoo de coliformes fecais, uma vez

que esses fungos e bactrias promovidas pelas minhocas produzem antibiticos, como

o fungo penicillium (muito encontrado no intestino da minhoca). Alm disso, de


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acordo com Laws (2003), para a reduo de coliformes fecais aconselhavel instalar

aps o filtro bioltico, um sistema composto por uma cmera de radiao UV,

completando o tratamento com desinfeco.

Os resultados do pH atendem a exigncia do Decreto Estadual 8468/76 Art. 18 e no

caso dos nutrientes, os resultados de remoo durante o perodo analisado foram

satisfatrios. Isso porque a frao nitrogenada foi alta e foi perceptiva a reduo do

nitrognio amoniacal e do nitrito, sendo que pelo processo de nitrificao a quantidade

de nitrato total que sai do sistema maior do que a entrada no filtro. Aps o filtro

bioltico, h uma vala de infiltrao com plantas e que segundo Floutard (2006) o

nitrato gerado benfico, auxiliando no desenvolvimento das plantas.

6. Concluso

Atravs do monitoramento do filtro bioltico, projetado e construido no estudo piloto

na cidade de Itapecerica da Serra, constatou-se a eficincia do sistema em remover

matria orgnica em esgoto sanitrio, representando uma alternativa potencial para

comunidades isoladas ou resdncias unifamiliar. Assim, representa uma alternativa

sustentvel para reas sem coleta e tratamento pela concessionria, uma vez que o

esgoto tratado atende o Decreto Estadual 8468/76 sem desequilibrar o meio

ambiente, alm de ser um sistema com baixo custo de implantao e manuteno

contribuindo consequentemente, para a qualidade de vida da populao.

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31

Recebido em 24/04/2015 e Aceito em 13/08/2015.

Iniciao - Revista de Iniciao Cientfica, Tecnolgica e Artstica Edio Temtica em Sustentabilidade Vol. 5 n. 3 Dezembro de 2015, So Paulo: Centro Universitrio Senac ISSN 2179-474X Portal da revista: http://www1.sp.senac.br/hotsites/blogs/revistainiciacao/ E-mail:[email protected]

Esta obra est licenciada com uma Licena Creative Commons Atribuio-No Comercial-SemDerivaes 4.0

Internacional

Responsabilidade solidria por danos socioambientais oriun-

dos das guas de lastro

Solidary liability for environmental damages arising from the waterballast

Carlos Eduardo de Moraes Gomes, Robson Ivan Stival Pontifcia Universidade Catlica do Paran PUCPR Escola de Direito Bacharelado em Direito

{[email protected], [email protected]}

Resumo. Este artigo situa-se no campo interdisciplinar e trata do instituto jurdico

da responsabilidade solidria, sob a perspectiva ambiental, a partir das polticas

pblicas ambientais concernentes preservao da fauna e flora marinhas. Tem

por objetivo identificar quais os entes passveis de responsabilizao por danos am-

bientais causados pelo deslastro inadequado. A pesquisa terica, descritiva e ex-

ploratria, com anlise de dados bibliogrficos pelo mtodo dedutivo. So estabele-

cidas relaes entre a responsabilidade solidria, os procedimentos internacional-

mente adotados e a legislao nacional competente. Dentre os resultados obtidos,

apurou-se que foi criada uma legislao satisfatria para a proteo da biota, sem

desconsiderar, no entanto, a necessidade de crescimento econmico, denotando a

preocupao com o desenvolvimento sustentvel.

Palavra-chave: direito ambiental, responsabilidade solidria, guas de lastro.

Abstract. This article is placed in the interdisciplinary field and it handles the legal

institute of solidary liability, in environmental matters, from the public policy con-

cerning the environmental preservation of the marine fauna and flora. It aims to

identify which ones are accountable for environmental damage caused by improper

de-ballasting. The research is theoretical, descriptive and exploratory, with analysis

of bibliographic data using the deductive method. Relations between the solidary

liability, the procedures adopted internationally and the relevant national legislation

are established. Among the results obtained, it was found that a satisfactory

legislation was created to protect the environment, without ignoring, however, the

necessity of economic growth, showing concern for the sustainable development.

Keywords: environmental law, solidary liability, waterballast.

http://www1.sp.senac.br/hotsites/blogs/revistainiciacao/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/mailto:[email protected]:[email protected]

33 Iniciao - Revista de Iniciao Cientfica, Tecnolgica e Artstica - Vol. 5 no 3 - Dezembro de 2015

Edio Temtica em Sustentabilidade

1.INTRODUO

O planeta Terra coberto por cerca de 70% (setenta por cento) de mares e ocea-

nos, os quais tm papel fundamental na economia mundial, principalmente no que

se refere ao transporte de cargas.

Correspondendo a aproximadamente 80% (oitenta por cento) do transporte de

mercadorias mundiais no Brasil so, aproximadamente, 95% (noventa e cinco por

cento) -, o intenso trfego de embarcaes resultou, gradativamente, em um au-

mento excessivo da poluio causada pelo deslastro (descarte) inadequado das

guas utilizadas como lastro por essas embarcaes.

Cabe ressaltar que a gua de lastro fundamental para as embarcaes utilizadas

no transporte de cargas, pois lhes garante a estabilidade, tanto esttica quanto

dinmica. Ocorre que a captao dessa gua, alm de trazer para os pores dos

navios espcies marinhas vivas nativas de uma determinada regio, muitas vezes

realizada em reas costeiras povoadas (ou no prprio porto), cujas guas no rece-

bem tratamento adequado, tornando-se, portanto, contaminadas. No havendo

controle, o deslastro pode ser realizado, tambm, em reas povoadas, no apenas

correndo o risco de contaminar guas limpas como tambm de introduzir espcies

exticas nessas reas, causando profundos desequilbrios nesses ecossistemas.

A presente pesquisa busca identificar quais seriam os entes passveis de responsa-

bilizao jurdica pelos danos ambientais causados pelo deslastro inadequado, os

limites de suas responsabilidades, bem como a quem compete legislar e fiscalizar

os portos e as embarcaes quanto aos procedimentos convencionados.

2. ORIGEM E EVOLUO DA QUESTO AMBIENTAL

O dilema da humanidade que o homem pode perceber a problemtica e, no en-

tanto, apesar do seu considervel conhecimento e habilidades, ele no conhece as

origens, a significao e as correlaes de seus vrios componentes e, assim,

incapaz de planejar solues eficazes. Fracasso que ocorre, em grande parte, por-

que continuamos a examinar elementos isolados na problemtica, sem compreen-

der que o todo maior que as partes; que a mudana em um dos elementos signi-

fica mudana nos demais (MEADOWS, 1978).

Este prlogo nos remete a 1968, quando um grupo de trinta pessoas de dez pases,

de diversas reas e profisses - pessoas estas de renome nacional e internacional -,

reuniram-se na Academia dei Lincei, em Roma, para discutir com maior amplitude

os dilemas atuais e futuros do homem, razo esta que originou o Clube de Roma,

que atravs dos seus estudos, promovia o entendimento do sistema global em que

vivemos.

Historicamente, esta deve ter sido uma das primeiras reunies de um grupo inde-

pendente, no governamental, preocupado com a evoluo do homem no contexto

ambiental. Esse fato trouxe temores frente s expectativas negativas relacionadas

ao futuro da humanidade, devido degradao ambiental pela expanso industrial

e busca de novas fontes de energia para alavancar a demanda do crescimento

populacional, mas tambm mostrou que possvel evitar um colapso global dos

recursos naturais, uma vez que determinados freios e contrapesos podem ser ado-

tados como medidas de preveno baseadas no progresso global.

notrio que as inovaes tecnolgicas permitem uma melhoria na qualidade de

vida e em diferentes aspectos da nossa sociedade. O desenvolvimento industrial

absolutamente um valor social e cultural contemporneo e a tecnologia o instru-



mento imprescindvel para a realizao deste objetivo em todo o planeta (ZANELLA,

2010).

O caminho do crescimento coroado de tenses entre valores importantes, esco-

lhas difceis. Mesmo em meio a essas tenses relativas ao desenvolvimento versus

meio ambiente, preciso encontrar o ponto de equilbrio sem interferncia nos

princpios humanos como, por exemplo, a liberdade. Afinal, todo gnero humano,

grupo social, comunidades afins, possuem um papel importante no desenvolvimen-

to e preservao dos recursos naturais no renovveis.

Porm, nem sempre o homem se dedicou anlise desses problemas, visto que as

origens historicamente relatadas sobre o meio ambiente podem remontar a pero-

dos anteriores Revoluo Industrial do sculo XVIII, que j estava provocando

seus primeiros efeitos sobre o meio ambiente, mesmo em propores pequenas. J

ocorria o acmulo de subprodutos da transformao, o uso da madeira na queima

dos fornos para a produo de vapor, a prpria fumaa produzida pela queima de

combustveis fsseis nas mquinas. Tudo isso gerou desenvolvimento econmico e

social, aumento da perspectiva de vida com estabilidade, tendo esse caminho se

alongado, dando incio degradao do meio ambiente.

A partir deste perodo, o homem deu um salto na histria da humanidade, em que

as transformaes do meio ambiente comearam a evidenciar-se. O desenvolvi-

mento industrial nessa poca comeou em uma linha ascendente, em oposio ao

meio ambiente que comeou a declinar suas reservas. Viu-se que o desenvolvimen-

to no foi acompanhado de polticas pblicas ambientais.

Com a Revoluo Industrial, as interaes humanas com a natureza foram inten-

samente alteradas. Os solos e os subsolos foram explorados para atender s neces-

sidades de uma populao crescente; a indstria tornou-se a maior consumidora de

energia e de matrias-primas; as necessidades humanas aparecem aos economis-

tas do perodo como infindas e o desenvolvimento industrial e tecnolgico tornam-

se o nico caminho capaz de satisfaz-las. Imensas reas foram destinadas agri-

cultura ou extrao de matrias-primas, para cobrir as necessidades dos pases em

processo de industrializao (ZANELLA, 2010).

De acordo com dados levantados pela Agencia Internacional de La Energia, divul-

gados no stio eletrnico da Repsol Corporation, empresa transnacional dedicada

pesquisa e produo de combustveis, no ano de 2013 cerca de 81% (oitenta e um

por cento) da produo de energia industrial da humanidade procediam de combus-

tveis fsseis (carvo, petrleo e gs natural). Quando so queimados esses com-

bustveis, liberado na atmosfera, entre outras substncias, o dixido de carbono

(CO). Correntemente, cerca de vinte bilhes de toneladas de dixido de carbono

esto sendo liberados de combustveis fsseis. Muitos estudiosos esto concluindo,

com base em evidncias significativas e razoavelmente objetivas, que a durao da

vida da biosfera, como uma regio habitvel para os organismos, deve ser medida

em dcadas, em vez de em centenas de milhes de anos. Essa diminuio na pro-

jeo da durao das formas de vida atribuda ao predatria praticada de

forma descontrolada pela espcie humana (MEADOWS, 1978).

E o que pode ser dito a respeito de todas estas coisas, se com uma viso mais acu-

rada se identifica, como algoz da natureza, a necessidade crescente pela obteno

de comodidades, elemento nutricional do crescimento desenfreado do consumo

que, por meio de sua voracidade, dilapida os recursos naturais para alimentar-se e

promover o to sonhado desenvolvimento econmico (COSTA & INCIO, 2011).

Mais e mais a sociedade consumista vem respondendo de maneira positiva aos ape-

los miditicos do mercado, s disponibilidades tecnolgicas, promovendo mais con-

sumo, que nada mais do que uma forma de atender s necessidades humanas



primrias e secundrias, internas e externas ao adquirir e/ou utilizar produtos ou

servios, sejam naturais ou artificiais (COSTA& IGNCIO, 2011).

A sociedade estabeleceu um paradigma em que o consumo sinnimo de felicida-

de, prestgio e status. Com efeito, esqueceu-se do equilbrio que deve haver entre

produo e extrativismo e passou a acumular bens independentemente da real ne-

cessidade, pois a indstria, na sua benesse sem limites, alimenta o ego da socieda-

de de forma paradoxal, investindo milhes de dlares em publicidade para atingir

seus objetivos econmicos.

Em meio a esta insuflao da Revoluo Industrial do sculo XVIII, atrelado ao ca-

pitalismo sem limites do sculo XIX - eventos esses que contriburam para a cres-

cente poluio atmosfrica transfronteiria -, o aumento significativo no nmero de

tragdias ambientais a partir da dcada de 1960, conduziram o processo de mobili-

zao no mbito das Naes Unidas, no sentido de adotar medidas globais voltadas

preservao do meio ambiente. Assim, foi realizada uma reunio em Estocolmo,

na Sucia, a qual foi denominada de Conferncia de Estocolmo sobre o meio ambi-

ente humano (ACCIOLY, 2012).

A conferncia colocou pela primeira vez, em pauta mundial, as discusses sobre

questes ambientais, iniciando uma nova era nos estudos, anlises e debates inter-

nacionais sobre os recursos naturais (ZANELLA, 2010). Nesta conferncia foi criado

o Programa das Naes Unidas para o Meio Ambiente (PNUMA), primeira instituio

internacional com sede em um pas africano que se voltou para a rea de pesquisas

cientficas voltadas ao meio ambiente e acordos internacionais (BARAGLIO, 2013).

A partir de ento, verificou-se que a questo ambiental no algo pontualmente

localizado, mas algo transnacional, de extenso global, e os esforos depositados

pelas naes envolvidas e preocupadas com o meio ambiente de forma global, foi

prejudicado pela questo da guerra fria (Estados Unidos e Unio Sovitica), em que

os pases estavam focados por um determinado tempo, numa possvel evoluo

militar de propores mundiais, na ocorrncia de uma eventual batalha com msseis

nucleares.

Entretanto, devido importncia crescente da discusso acerca do meio ambiente,

a Organizao das Naes Unidas criou, em 1983, a Comisso Mundial sobre Meio

Ambiente e Desenvolvimento, chefiada pela primeira ministra norueguesa Gro Har-

len Brundtland, com o objetivo de produzir um estudo imparcial e amplo sobre os

efeitos da atuao do homem na biosfera. Os resultados desses estudos deram ori-

gem ao Relatrio de Brundtland, de 1987, tambm conhecido como Nosso Futuro

Comum, em que apontava o homem como uma ameaa ao equilbrio do meio am-

biente, diferenciando o papel dos pases ricos e pobres no impacto ambiental, e o

primeiro conceito de desenvolvimento sustentvel (BARGLIO, 2013).

O perodo entre 1972 e 1992 foi marcado por inmeros tratados internacionais vol-

tados proteo do meio ambiente, mas tambm foi marcado por inmeras cats-

trofes, como a guerra do Vietn, onde foi usado um produto qumico pelo exrcito

americano chamado de agente laranja (desfoliante); em 1984, em Bhopal, ndia,

houve uma exploso na fbrica da Union Carbide, liberando gases txicos (aproxi-

madamente vinte mil pessoas morreram); a exploso do reator nuclear na usina de

Chernobyl, Ucrnia, em 1986, at hoje no se sabendo o nmero exato de mortos,

pois a antiga Unio Sovitica no divulgou os nmeros.

Diante do cenrio preocupante que se estabeleceu por conta dos resultados apre-

sentados no Relatrio de Brundtland, de 1987, foi convocada pela ONU a Confern-

cia das Naes Unidas sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento, realizada na ci-

dade do Rio de Janeiro, conhecida como Rio 92 (ACCIOLY, 2012). Esta conferncia

resultou nos seguintes documentos no vinculantes:

Agenda 21 norteador das polticas pblicas;



Declarao de Princpios sobre as Florestas explorao econmica e

conservao das florestas;

Declarao de Princpios sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento

polticas ambientais; luta contra a pobreza; responsabilidade dos pa-

ses industrializados nas degradaes j ocorridas;

Comisso para o Desenvolvimento Sustentvel acompanhar a im-

plementao da Agenda 21.

Posteriormente realizao da Rio 92, foi realizada a Rio +10 ou Cpula Mundial

sobre Desenvolvimento Sustentvel, na cidade de Johanesburg, frica do Sul, cujo

objetivo foi discutir os efeitos da implantao da Agenda 21 na Rio 92, a qual no

teria como responsveis somente os entes governamentais, mas todos os cidados.

A continuidade deste evento mundial foi a Conferncia das Naes Unidas sobre o

Desenvolvimento Sustentvel, conhecida como Rio+20, ocorrida em junho de 2012

na cidade do Rio de Janeiro (Brasil), cujo objetivo foi a renovao do compromisso

poltico com o desenvolvimento sustentvel. Os participantes e chefes de estados

de mais de cento e noventa pases propuseram mudanas no modo como esto

sendo usados os recursos naturais do planeta e questes sociais como a falta de

moradias.

Ademais, pode-se perceber que a partir da segunda metade do sculo XX, at a

Rio+20, aconteceram vrios encontros e acordos mundiais todos visando manter o

equilbrio do planeta na questo meio ambiente versus desenvolvimento econmi-

co, pois a crescente expanso da populao mundial requer polticas srias, envol-

vendo no s o primeiro setor, ou o segundo ou terceiro setor, mas todos os cida-

dos que, comprometidos com a busca de uma sadia qualidade de vida para si e

para as geraes futuras, podero repensar suas polticas consumistas, buscando

alternativas viveis para suas necessidades.

3. O DIREITO AMBIENTAL NO BRASIL

Sabe-se que o objeto do Direito Ambiental a tutela do meio ambiente, entretanto,

faz-se necessria a transcrio do conceito de meio ambiente estabelecido pela Lei

de Poltica Nacional do Meio Ambiente, qual seja, o conjunto de condies, leis,

influncias e interaes de ordem fsica, qumica e biolgica, que permite, obriga e

rege a vida em todas as suas formas.

Uma anlise mais apurada acerca desse conceito legal revela sua enorme abran-

gncia, sendo, por essa razo, regido por vrios princpios, como o do direito sa-

dia qualidade de vida; acesso equitativo aos recursos naturais; do usurio-pagador

e poluidor-pagador; da precauo; da preveno; da informao; da participao e,

talvez os de maior relevncia ante o escopo deste trabalho, o direito ao meio ambi-

ente equilibrado que concerne conservao das propriedades e das funes natu-

rais desse meio, de forma a permitir a existncia, a evoluo e o desenvolvimento

dos seres vivos, bem como o princpio da reparao, que conforme prescreve a Lei

6.938/1981, a responsabilidade ambiental objetiva, sendo constitucionalmente

imprescindvel a obrigao de reparar os danos causados, independentemente de

ter agido com culpa.

Objetivando ampliar a tutela do meio ambiente entre os entes polticos, a Constitui-

o da Repblica Federativa do Brasil, de 1988, estabeleceu, em seu artigo 24, a

competncia concorrente entre a Unio, os estados, o Distrito Federal e os munic-

pios para criarem normas relativas ao meio ambiente, obedecendo-se, sempre, aos

limites determinados em normas gerais criadas pela Unio. Na ausncia de normas

gerais, os estados podero exercer a competncia legislativa plena. Outrossim,



preciso ressaltar a previso de cooperao entre os entes pblicos, conforme es-

tampado no artigo 23 da lei Maior, visando ao equilbrio do desenvolvimento e do

bem-estar em mbito nacional.

Sendo o meio ambiente um bem coletivo, de uso comum do povo, pode ele ser

desfrutado por todos, geral ou individualmente. Em contrapartida, diante da sua

caracterstica de interesse difuso, cabe a todos, no somente ao poder pblico, pro-

teg-lo e defend-lo. Assim, todo indivduo est legitimado a exercer o direito de

requerer informaes e dados existentes nos rgos e entidades do Sistema Nacio-

nal do Meio Ambiente, sem a necessidade de comprovar a ocorrncia de dano social

ou ambiental, assim como os cidados esto legitimados a ajuizar ao popular

ambiental.

Essa proteo ambiental, cujo espectro revela-se cada vez mais amplo, tem sido

encarada, muitas vezes, como fator limitador da expanso do desenvolvimento

econmico, verdadeiro obstculo a este. No obstante essa viso antagnica, o

legislador constituinte buscou harmoniz-lo, ao menos em tese, com a proteo do

meio ambiente, uma vez que ambos so indispensveis para a consecuo dos ob-

jetivos da Repblica, como a construo de uma sociedade livre, justa e solidria; a

garantia do desenvolvimento nacional; a erradicao da pobreza e a marginalizao

e reduo das desigualdades sociais e regionais e a promoo do bem de todos

(Constituio Federal, artigo 3).

O dever de defender e preservar o meio ambiente ecologicamente equilibrado, in-

cumbncia do poder pblico e da coletividade, inclui a preservao e restaurao

dos processos ecolgicos essenciais, assim como o provimento do manejo ecolgico

das espcies e dos ecossistemas. Numa interpretao doutrinria dessa norma

constitucional, o manejo ecolgico seria a utilizao dos recursos naturais pelo homem, baseada em

princpios e mtodos que preservam a integridade dos ecos-

sistemas, com reduo da interferncia humana nos meca-

nismos de auto-regulao dos seres vivos e do meio fsico

(MACHADO, 2010, p. 164).

Como qualquer alterao das propriedades fsicas, qumicas e biolgicas das guas

pode vir a causar danos ao meio ambiente, buscam-se meios de evit-la. Uma das

formas de preveno atravs do gerenciamento das guas de lastro, sua fiscaliza-

o, as hipteses de exceo de sua aplicao e as infraes previstas pelo des-

cumprimento de procedimentos obrigatrios, principalmente estabelecidos na Nor-

ma da Autoridade Martima NORMAM-20/DPC, de 2005, havendo ainda legislaes

correlatas como a Lei 6.938/1981 (Lei de Poltica Nacional do Meio Ambiente); Lei

9.537/1997 (Lei de Segurana do Trfego Aquavirio); Lei 9.605/1998 (Lei dos

Crimes Ambientais); Lei 9.966/2000 que dispe sobre a preveno, o controle e a

fiscalizao da poluio causada por lanamento de leo e outras substncias noci-

vas ou perigosas em guas sob jurisdio nacional e a Resoluo RDC n 72 de 29

de dezembro de 2009, editada pela ANVISA (Agncia Nacional de Vigilncia Sanit-

ria).

Vale observar que essa proteo se estende a todas as guas jurisdicionais brasilei-

ras, compreendidas nessas as guas interiores, as dos portos, as das baas, as dos

rios e suas desembocaduras, as dos lagos, das lagoas e dos canais, as dos arquip-

lagos, as guas entre os baixios a descoberta e as costas e as guas martimas sob

jurisdio nacional que no sejam interiores. Quando se trata de Direito Ambiental,

em que pese haver previso de reparao do dano produzido, o que se espera

que o dano efetivamente no ocorra, pois ainda que se tente repar-lo, leva-se

muito tempo para que o meio ambiente volte ao seu estado anterior e, por vezes,

os danos so irreparveis.



4. CARACTERSTICAS DA RESPONSABILIDADE CIVIL EM MA-

TRIA AMBIENTAL

Segundo o artigo 14, pargrafo 1 da Lei 6.938/1981, o poluidor obrigado, inde-

pendentemente da existncia de culpa, a indenizar ou reparar os danos causados

ao meio ambiente e a terceiros afetados por sua atividade, cabendo ao Ministrio

Pblico da Unio e dos estados a legitimidade para propor ao de responsabilidade

civil e criminal por danos causados ao meio ambiente. a consagrao da respon-

sabilidade objetiva ambiental que, comprovando-se o dano ao meio ambiente, d-

se incio ao processo de imputao civil objetiva ambiental para, s depois, se esta-

belecer o nexo de causalidade entre a ao ou omisso e o dano (MACHADO,

2010). No importa o motivo que deu ensejo degradao, pois na seara ambien-

tal est-se diante da obrigao jurdica de reparar o dano.

No caso, o que apreciado no a conduta subjetiva daquele que provocou o da-

no, mas o efetivo prejuzo causado ao homem e seu ambiente. Na concepo do

jurista e ministro aposentado do Tribunal Federal de Recursos Jos de Aguiar dias,

o que deve prevalecer o interesse da coletividade, pois no aceitvel que o

direito de um pode prejudicar o de outro, pode ultrapassar os raios da normalidade

e fazer seu titular um pequeno monarca absoluto (MACHADO, 2010).

Em razo da evidente dificuldade de reparar o dano ambiental, ganha relevncia a

responsabilidade de prevenir atos e omisses que possam vir a degradar o meio

ambiente. A preveno ganha suporte nos princpios da precauo, do poluidor-

pagador e da responsabilidade comum mas diferenciada, atravs das avaliaes

dos impactos ambientais e da cobrana do uso dos recursos naturais com

Biomonitoramento da Qualidade do Ar na Ciclovia do Rio ... · Os hidrocarbonetos são encontrados...

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