Amostragem de água subterrânea por baixa vazão (low-flow): estabilização de parâmetros em campo

Na investigação de passivos ambientais e no monitoramento de áreas contaminadas, o maior erro raramente acontece dentro do cromatógrafo a gás ou do ICP. Ele acontece na boca do poço de monitoramento. Coletar água estagnada que ficou parada dentro do tubo de revestimento por meses, revirar o fundo do poço levantando sedimento fino ou deixar formar bolhas no frasco de compostos orgânicos voláteis (VOCs / BTEX) destrói a representatividade hidrogeoquímica da amostra antes mesmo de a caminhonete ligar o motor.

A amostragem de água subterrânea por purga de baixa vazão (low-flow purging and sampling), normalizada no Brasil pela ABNT NBR 15847, foi desenvolvida exatamente para coletar a água que flui da formação geológica adjacente à seção filtrante do poço com o mínimo de distúrbio físico e químico.

Por que a baixa vazão substituiu o esgotamento brusco do poço

No método tradicional de purga por volume fixo (retirar três a cinco volumes de água do poço com amostrador manual ou bomba de alta vazão), o rebaixamento severo do nível d'água cria turbulência intensa:

• Aeração da coluna d'água e perda de compostos orgânicos voláteis (BTEX, solventes clorados) para a atmosfera;
• Mobilização artificial de partículas coloidais e argilas da formação e do pré-filtro, aumentando a turbidez e superestimando metais e hidrocarbonetos adsorvidos ao particulado;
• Mistura de águas de diferentes profundidades do aquífero e geração de grande volume de água potencialmente contaminada para descarte na superfície.

Na purga de baixa vazão (tipicamente entre 0,1 L/min e 0,5 L/min, usando bomba de bexiga ou bomba peristáltica/submersível com controlador de vazão), o objetivo é bombear na mesma taxa em que a formação repõe a água na seção filtrante, mantendo o rebaixamento do nível d'água estabilizado e reduzido. Para entender como essa coleta se conecta aos valores orientadores de solo e água subterrânea, leia também CONAMA 420/2009 e valores da CETESB: BTEX, HPA e TPH em solo e água subterrânea.

Critérios de estabilização na célula de fluxo e controle do nível d'água

Durante a purga por baixa vazão, o técnico de amostragem monitora continuamente dois grupos de variáveis em intervalos regulares (por exemplo, a cada 3 a 5 minutos, respeitando o tempo de residência da célula de fluxo fechada):

• Nível d'água dinâmico (rebaixamento): medido com medidor eletrônico de nível (ou interface óleo/água quando há fase livre), buscando estabilização sem ultrapassar o rebaixamento máximo previsto na norma técnica (usualmente 0,10 m, ou com justificativa técnica quando a condutividade hidráulica do poço é muito baixa);
• pH na célula de fluxo: variação dentro de ±0,1 unidade de pH em três leituras consecutivas;
• Condutividade elétrica específica: variação dentro de ±3%;
• Potencial de oxirredução (ORP / Eh): variação dentro de ±10 mV;
• Oxigênio dissolvido (OD): variação dentro de ±10% (ou ±0,2 mg/L, conforme a faixa e o critério aplicável);
• Turbidez: estabilizada dentro de ±10% (ou abaixo de 10 UNT, medindo a ausência de mobilização de finos).

Somente após registrar a sequência de leituras que comprova a estabilização hidrogeoquímica é que a célula de fluxo é desconectada (nunca colete a amostra passando por dentro da célula dos eletrodos!) e os frascos são preenchidos diretamente na saída da mangueira de coleta.

Ordem de enchimento dos frascos, filtração em linha e registros de campo

A sequência de enchimento dos frascos na boca do poço segue a sensibilidade do analito à volatilização e à oxidação:

• 1º lugar — Compostos orgânicos voláteis (VOCs / BTEX): coletados em frascos de vidro de 40 mL com septo de PTFE/silicone, na menor vazão possível (sem turbulência), formando menisco convexo positivo e fechando sem nenhuma bolha de ar (zero headspace);
• 2º lugar — Semivoláteis (SVOCs / HPA, TPH, pesticidas, PCBs): coletados em frascos de vidro âmbar conforme o método;
• 3º lugar — Metais dissolvidos (filtração em linha) e metais totais: para metais dissolvidos, acopla-se o filtro descartável de membrana de 0,45 μm diretamente na linha de saída da bomba (sem contato com o ar antes da filtração) e preserva-se com ácido nítrico até pH < 2;
• 4º lugar — Ânions, nutrientes e parâmetros físico-químicos gerais.

Todo esse histórico — profundidade do poço, nível estático, vazão da bomba, leituras minuto a minuto de estabilização, certificado de calibração do multiparâmetro de campo, lote da mangueira dedicada e fotos do ponto com coordenadas GPS — precisa compor o registro de amostragem da ISO/IEC 17025 (cláusula 7.3). Veja como garantir a integridade dessa etapa em cadeia de custódia na investigação de passivo: da profundidade do furo ao laudo e coleta ambiental em campo sem sinal.

No Gerencialab, o aplicativo de coleta em campo opera offline e estrutura as planilhas de purga, fotos, localização e cadeia de custódia diretamente no celular ou tablet do técnico de amostragem. Conheça também a página de soluções para áreas contaminadas.

Perguntas frequentes

Posso reutilizar a mangueira de polietileno ou PTFE de um poço de monitoramento para outro?

Em áreas contaminadas, a reutilização de mangueiras entre poços diferentes representa altíssimo risco de contaminação cruzada, especialmente para compostos orgânicos e hidrocarbonetos que adsorvem nas paredes poliméricas. A prática segura é utilizar mangueira nova ou dedicada para cada poço de monitoramento e realizar a descontaminação rigorosa da bomba com coleta de branco de equipamento.

O que fazer quando o poço de monitoramento tem recarga muito lenta e seca mesmo na vazão mínima da bomba?

Quando a condutividade hidráulica da formação é tão baixa que o poço não sustenta purga contínua nem na menor vazão ajustável, a NBR 15847 prevê procedimentos específicos para poços de baixa produtividade (evitando expor a seção filtrante à cascata de entrada de ar e registrando o comportamento hidráulico real no boletim de amostragem).

Por que nunca devo coletar a amostra na saída da célula de fluxo onde ficam os sensores de pH e OD?

Referências para conferência

• ISO — ISO/IEC 17025:2017
• Inmetro/Cgcre — acreditação de laboratórios

Nota editorial: a aplicação depende da edição vigente da norma, do escopo e da regulamentação aplicável. Confirme também os requisitos do regulador, do método e do contrato antes de tomar uma decisão técnica.

Porque a célula de fluxo acumula volume morto, pode conter resíduos de água anterior nas conexões ou eletrodos e causa mistura hidráulica. Assim que a estabilização é atingida e registrada, desconecta-se a mangueira antes da célula de fluxo para encher os frascos diretamente na linha limpa que vem do poço.