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[en] STUDY OF THE MOBILITY AND BIODEGRADATION OF A MINERAL OIL IN SOILS / [pt] ESTUDO DA MOBILIDADE E DA BIODEGRADAÇÃO DE UM ÓLEO MINERAL EM SOLOSPRISCILA BANDEIRA DE A. TAPAJOS 22 October 2008 (has links)
[pt] A mobilidade dos hidrocarbonetos de petróleo e os processos
de remediação
aos quais estão sendo submetidos são de fundamental
importância para o
gerenciamento de áreas contaminadas. A biorremediação é uma
tecnologia
multidisciplinar, que envolve ciências como a
microbiologia, a engenharia, a
geologia e a química, baseada na habilidade dos
microrganismos de utilizar o
contaminante como fonte exclusiva de energia para o
funcionamento de seu
metabolismo. O estudo de solos residuais tropicais é de
valiosa contribuição para
a comunidade científica brasileira por serem encontrados
poucos trabalhos na
literatura a respeito do comportamento de contaminantes
orgânicos nestes solos. O
objetivo desta dissertação de mestrado foi estudar a
mobilidade de um óleo
mineral em um solo arenoso inerte e em um solo residual
indeformado. Neste
último, em se tratando de um solo microbiologicamente
ativo, foram também
analisadas a biodegradação do contaminante e a influência
da temperatura na
atividade degradadora e na descida do óleo. Os ensaios com
o solo arenoso inerte,
representado por esferas de vidro industrializadas,
contaram com uma etapa inicial
de testes no intuito de desenvolver as metodologias de
adensamento, de saturação
e de drenagem. A contaminação somente se deu após a
delineação do perfil dos
ensaios. Com a finalidade de avaliar a mobilidade do
contaminante na coluna de
solo, após 24 horas foram realizadas as análises por
extração e determinação
gravimétrica de hidrocarbonetos totais de petróleo (TPH) e
a ressonância
magnética nuclear (RMN) das amostras de solo de cada
segmento. Os resultados
obtidos mostraram que o contaminante migrou facilmente
através da coluna de
solo arenoso. Os ensaios com o solo residual consistiram na
contaminação de
colunas de solo indeformado pelo mesmo óleo utilizado nos
ensaios com o solo
inerte, sob duas condições distintas: Sob a ação de
refletores e em condições
normais de temperatura. Foram realizadas análises químicas
(TPH e RMN) e de
atividade degradadora microbiana a cada 5cm, a fim de
avaliar a influência dos
microorganismos do solo no processo de degradação do
contaminante ao longo
dos 157 dias de monitoramento. Os resultados obtidos
indicaram que o óleo é
susceptível aos processos de biodegradação pela microbiota
nativa, mostrando
uma relação direta entre a atividade degradadora dos
microrganismos do solo e a
queda na concentração de hidrocarbonetos de petróleo. / [en] Petroleum hydrocarbons´ mobility and remediation processes
to which they
are submitted are of great importance to the management of
contaminated areas.
The investigation of tropical residual soils is of valuable
contribution to the
scientific community, not only in Brazil but also across
the world, once there is
little research work concerning the behavior of organic
contaminants in these
soils. The main goal of the present thesis was to study the
mobility of a mineral
oil in sandy and tropical residual silty soils. Since the
latter constitutes a
microbiologically active soil, both the biodegradation
processes of the
contaminant and the influence of temperature on its
mobility through the porous
media and on the degrading activity of the microbial
population inhabiting the soil
have been evaluated. The experiments regarding the sandy
idle soil, represented
by perfect industrialized spheres, counted on a initial
stage of tests, in order to
develop the methodologies most adequate to a situation
where the capillary fringe
does not represent a considerable portion of the column´s
height. The
contamination itself only took place after the outline of
the whole experiment.
With the purpose of analyzing the contaminant´s mobility
after 24 hours, every
sample of soil from each different section of the column
has been chemically and
microbiologically analyzed. The results have shown that the
mineral oil migrated
easily through the porous media. The experiments making use
of the tropical
residual soil consisted on the contamination of soil
columns through their top by
the same mineral oil applied to the first experiment.
However the experiment took
place under two distinct conditions: Under an increase of
temperature (represented
by the influence of reflectors) and under natural
conditions of temperature. The
bioremediation of soils contaminated by petroleum
hydrocarbons is a
multidisciplinary technology which involves sciences such
as microbiology,
engineering, geology and chemistry, and is based on the
ability of microorganisms
to utilize contaminants as an exclusive source of energy
for the functioning of
their metabolisms. Therefore, on the experiments in which
the residual soil was
the object of investigation, soil samples from the columns´
overture day have been
subject to chemical (TPH and MNR) e microbiological (FDA)
analysis in order to
evaluate the influence of soil microorganisms on the
biodegradation processes of
the mineral oil throughout the 157 days of experiments. The
results have shown
that the tropical residual soil studied in the present work
is susceptible to the
biodegradation processes and is characterized by a direct
relationship between the
degradative activity and the loss of petroleum hydrocarbons.
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[en] FLUX AND TRANSPORT STUDY OF PURE GASOLINE AND GASOLINE BLENDED ETHANOL IN UNSATURATED POROUS MEDIA / [pt] ESTUDO DO FLUXO E TRANSPORTE DE GASOLINA PURA E MISTURADA COM ETANOL EM MEIOS POROSOS NÃO SATURADOSGUILHERME BARROS DE CASTRO FILHO 19 February 2008 (has links)
[pt] O derramamento no solo de poluentes imiscíveis com a água
(NAPLs)
devido a vazamentos de tanques de armazenamento ou dutos e
acidentes de
transporte é de grande interesse, pois o NAPL e/ou seus
constituintes podem
migrar através da zona vadosa até atingir o lençol freático
e contaminar as fontes
de água potável. No Brasil, a maioria dos postos de
combustível e terminais de
armazenamento possui tanques de etanol, gasolina misturada
com etanol e óleo
diesel. Um eventual derramamento ou vazamento de
hidrocarbonetos derivados
de petróleo, conhecidos como LNAPL, misturados com etanol
tem um maior
potencial de contaminação em função do efeito de co-
solvência.
A motivação deste trabalho é que muitos estudos têm sido
realizados com
principal interesse na zona saturada e pouco se sabe sobre
o comportamento
destes contaminantes na zona não saturada (McDowell e
Powers, 2003 e
Österreicher et al., 2007).
Portanto, foram realizados ensaios de coluna com esferas de
vidro com o
objetivo de simular os vazamentos de hidrocarbonetos
líquidos na superfície e
comparar a massa de benzeno que fica retida no meio poroso
em um vazamento
de gasolina pura ou com etanol. Para avaliar estes ensaios
em uma dimensão foi
utilizado um programa disponível no sítio da Agência de
Proteção Ambiental dos
Estados Unidos (EPA) chamado Hydrocarbon Spill Screening
Model (Weaver et
al., 1994) e implementado um modelo para efetuar o balanço
de massa e
considerar o efeito de co-solvência em função da adição de
etanol na gasolina
comercial brasileira.
Os resultados dos ensaios de laboratório foram comparados
com os
obtidos através do modelo supracitado e apresentaram uma
aproximação
satisfatória da previsão do comportamento do contaminante. / [en] The subsurface release of water immiscible pollutants
(NAPLs) due to leaks
in storage tanks or pipelines and spilling transportation
accidents is of great
concern, since the NAPL or its constituents may migrate
through the vadose
zone until reaching the water table and eventually
contaminate clean water
sources. In Brazil, most of the gas stations store ethanol,
pure and gasoline
blended ethanol, diesel, among others in tanks. A spill or
leak of petroleum
hydrocarbons, known as LNAPL (light Nonaqueous phase
liquid), combined with
ethanol has a major contamination potential associated to
cosolvency effects.
The motivation of this work is that many studies have been
developed with
special interest in the saturated zone and little is known
about the behavior of
these pollutants in the vadose zone (McDowell e Powers,
2003 e Österreicher et
al., 2007).
Thus, one dimensional column tests were performed in a
glass porous
media to simulate the spill of hydrocarbons in the
subsurface and compare the
retained mass of benzene in the porous media after a
release of a pure or
ethanol blended gasoline. In order to evaluate these 1D
tests results, the
Hydrocarbon Spill Screening Model - HSSM (Weaver et al.,
1994) was used.
This program can be found in the Environmental Protection
Agency (EPA)
website. A model was also implemented to consider the
cosolvency effects in
function of the ethanol addition in Brazilian`s commercial
gasoline.
The laboratory`s results were compared with the ones
obtained by the
model mentioned above and showed a satisfactory
approximation for the
prediction of the contaminant behavior.
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