In this final thesis, an existing method for analysis of chlorophenols (CP) in bottom sediments has been updated and adjusted for analysis of chlorophenols in soil. The covalent bonds between the chlorophenols and the soil matrix were broken through basic hydrolysis and the chlorophenols were then separated from the water phase through addition of sulphuric acid followed by ether extraction. The chromatography was improved through extractive acetylation of the chlorophenols. The updated method was then applied on soil samples from a contaminated area (a former sawmill in Hyttsjö, Östergötland, Sweden). The analyse was preformed by GC/MS with respect to 2-MonoCP, 4-MonoCP, 2,4-DiCP, 2,6-DiCP, 2,4,6-TriCP, 2,3,4,6-TetraCP and pentachlorophenol (PCP). Contamination of chlorophenols in nature can be explained by the former use of wood preservative chemicals based on chlorophenols. In the 1960s and the 1970s these chemicals were used in Sweden, but due to their toxicity they were banned by the Swedish government in 1978. In Hyttsjö a pentachlorophenol-based product named Santobrite was used for several years. The concentration of PCP in the soil samples from Hyttsjö varied from 0.2->1.8 ng/mg dry substance. 2,3,4,6- Tetrachlorophenol was also detected in some of the soil samples.

<p>In this final thesis, an existing method for analysis of chlorophenols (CP) in bottom sediments has been updated and adjusted for analysis of chlorophenols in soil. The covalent bonds between the chlorophenols and the soil matrix were broken through basic hydrolysis and the chlorophenols were then separated from the water phase through addition of sulphuric acid followed by ether extraction. The chromatography was improved through extractive acetylation of the chlorophenols.</p><p>The updated method was then applied on soil samples from a contaminated area (a former sawmill in Hyttsjö, Östergötland, Sweden).</p><p>The analyse was preformed by GC/MS with respect to 2-MonoCP, 4-MonoCP, 2,4-DiCP, 2,6-DiCP, 2,4,6-TriCP, 2,3,4,6-TetraCP and pentachlorophenol (PCP).</p><p>Contamination of chlorophenols in nature can be explained by the former use of wood preservative chemicals based on chlorophenols. In the 1960s and the 1970s these chemicals were used in Sweden, but due to their toxicity they were banned by the Swedish government in 1978.</p><p>In Hyttsjö a pentachlorophenol-based product named Santobrite was used for several years. The concentration of PCP in the soil samples from Hyttsjö varied from 0.2->1.8 ng/mg dry substance. 2,3,4,6- Tetrachlorophenol was also detected in some of the soil samples.</p>

A contaminação da antiga Zona de Uso Predominantemente Industrial 131 (ZUPI 131) em Jurubatuba, São Paulo, levou ao estabelecimento de uma zona de restrição de uso da água subterrânea pelo Poder Público, sendo classificada posteriormente como uma área contaminada crítica. A falta de uma ferramenta que integre os dados ambientais dificulta o trabalho de gerenciamento do problema na escala de trabalho. O desenvolvimento desta ferramenta em SIG, objeto deste trabalho, contribui para a solução dessa demanda e apresenta um modelo conceitual da contaminação da ZUPI 131. O método de trabalho se mostrou adequado para superar as dificuldades de sistematização dos dados e a ferramenta apresentou bom desempenho. Contudo, não foram esgotadas todas as possibilidades de avaliação e processamento de dados, tampouco sua interpretação. A ferramenta possui caráter dinâmico, pode receber maior quantidade de dados e possibilitar novas interpretações e avanços na caracterização da contaminação. As operações espaciais realizadas permitiram identificar áreas prioritárias para futuras investigações; constatar a ausência de registros de informações pretéritas em metade dos empreendimentos; caracterizar rios e córregos como principais zonas de descarga dos aquíferos de porosidade intergranular (sedimentos e saprólito); caracterizar os principais locais de ocorrência de concentrações mais elevadas de solventes clorados; e identificar a existência de concentrações elevadas em alguns poços de abastecimento próximos às áreas que manipularam solventes clorados no passado. Todos esses achados contribuem para a gestão integrada da antiga ZUPI 131. / The contamination of the former industrial area 131 (ZUPI 131) at the Jurubatuba area, Sao Paulo, leaded to the demarcation of a groundwater restriction zone by the government authorities which classified the areas as critically contaminated. The lack of a Geographic Information System (GIS) to manage all the data poses many challenges to the problem in the work scale. The development of GIS tool brings new light to the former ZUPI 131 integrated management and its application resulted in a conceptual model of the contamination. The adopted method has proved to be able to deal with the data systematization issues and the tool had good performance, however the data evaluation and processing had just began as well as its interpretation. The tool is dynamic and more data can be imported enabling new interpretations and advances in the cha racterization of the contamination. Spatial operations have identified priority areas for future investigations such as; verify that half of the sites lack records of past land use; characterize the rivers and the streams as main discharge zones of the porous aquifers (sediments and saprolite); characterize the main hot spots of chlorinated solvents contamination; and identify the existence of high concentrations in some of the supply wells close to sites that manipulated chlorinated solvents in the past. All these findings contribute to the integrated management of the former ZUPI 131.

A contaminação da antiga Zona de Uso Predominantemente Industrial 131 (ZUPI 131) em Jurubatuba, São Paulo, levou ao estabelecimento de uma zona de restrição de uso da água subterrânea pelo Poder Público, sendo classificada posteriormente como uma área contaminada crítica. A falta de uma ferramenta que integre os dados ambientais dificulta o trabalho de gerenciamento do problema na escala de trabalho. O desenvolvimento desta ferramenta em SIG, objeto deste trabalho, contribui para a solução dessa demanda e apresenta um modelo conceitual da contaminação da ZUPI 131. O método de trabalho se mostrou adequado para superar as dificuldades de sistematização dos dados e a ferramenta apresentou bom desempenho. Contudo, não foram esgotadas todas as possibilidades de avaliação e processamento de dados, tampouco sua interpretação. A ferramenta possui caráter dinâmico, pode receber maior quantidade de dados e possibilitar novas interpretações e avanços na caracterização da contaminação. As operações espaciais realizadas permitiram identificar áreas prioritárias para futuras investigações; constatar a ausência de registros de informações pretéritas em metade dos empreendimentos; caracterizar rios e córregos como principais zonas de descarga dos aquíferos de porosidade intergranular (sedimentos e saprólito); caracterizar os principais locais de ocorrência de concentrações mais elevadas de solventes clorados; e identificar a existência de concentrações elevadas em alguns poços de abastecimento próximos às áreas que manipularam solventes clorados no passado. Todos esses achados contribuem para a gestão integrada da antiga ZUPI 131. / The contamination of the former industrial area 131 (ZUPI 131) at the Jurubatuba area, Sao Paulo, leaded to the demarcation of a groundwater restriction zone by the government authorities which classified the areas as critically contaminated. The lack of a Geographic Information System (GIS) to manage all the data poses many challenges to the problem in the work scale. The development of GIS tool brings new light to the former ZUPI 131 integrated management and its application resulted in a conceptual model of the contamination. The adopted method has proved to be able to deal with the data systematization issues and the tool had good performance, however the data evaluation and processing had just began as well as its interpretation. The tool is dynamic and more data can be imported enabling new interpretations and advances in the cha racterization of the contamination. Spatial operations have identified priority areas for future investigations such as; verify that half of the sites lack records of past land use; characterize the rivers and the streams as main discharge zones of the porous aquifers (sediments and saprolite); characterize the main hot spots of chlorinated solvents contamination; and identify the existence of high concentrations in some of the supply wells close to sites that manipulated chlorinated solvents in the past. All these findings contribute to the integrated management of the former ZUPI 131.

[pt] Esta dissertação apresenta os resultados de duas técnicas de investigação em alta resolução: investigação passiva de vapores do solo e investigação com o uso de Membrane Interface Probe (MIP), em uma área de interesse com contaminação por hidrocarbonetos, localizada no município de Duque de Caxias/RJ. O processo de gerenciamento ambiental iniciou-se em 2012 na área e contemplou as etapas do gerenciamento de áreas contaminadas preconizadas nas legislações vigentes. Os resultados obtidos a partir das investigações tradicionais foram insuficientes para a obtenção da compreensão dos aspectos físicos e geoquímicos necessária para o sucesso das fases de diagnóstico e, consequentemente, da remediação. Portanto, duas investigações em alta resolução foram conduzidas com o objetivo de refinar o modelo conceitual de forma a atender adequadamente a Resolução CONAMA número 420/09 e Resolução CONEMA número 44/12, permitindo ações futuras mais eficientes. A investigação passiva de vapores do solo utilizou amostradores compostos por materiais adsorventes granulares, encapsulados em uma membrana microporosa hidrofóbica e quimicamente inerte que permite a difusão dos vapores presentes no meio. Os resultados, fornecidos em massa, representam qualitativamente a presença de contaminação no subsolo. O MIP é uma ferramenta de direct push com medição em tempo real, que mapeia a presença da contaminação tanto em meios insaturados quanto saturados inconsolidados. A partir dos resultados integrados, foi possível constatar que a distribuição de VOCs em água subterrânea ocorre de forma descontínua ao longo da área, sendo possível identificar cinco hot-spots distintos e suas diferentes áreas fonte, incluindo uma região com presença de LNAPL. / [en] The sources of contaminated sites are related to several factors such as the lack of knowledge of safe procedures for handling hazardous and / or toxic substances, disrespect to these safe procedures and the occurrence of accidents or leaks during industrial processes, transportation or storage of unprocessed materials and products. In addition, contamination is usually associated with the exploration of natural resources and with the expansion of the industry and/or agrarian activities, which have happened, and are still happening, at the cost of high environmental and social risks. A contaminated site is considered a risk, since its existence can generate several problems such as damages to health, impairment of the quality of water resources, restrictions on land use and damage to public and private property, and damage to the environment. These situations, in general, involve complex risks with regard to the effects of exposure to contaminants on human health (CETESB, 2013), and may have short -, medium - or long-term effects.

[pt] No Brasil, os riscos à saúde humana resultantes da exposição a compostos químicos vêm sendo abordados há poucos anos. Em 2009 foi publicada a Resolução CONAMA 420 que deu início à regulamentação desta prática e em 2013 o procedimento de avaliação de riscos à saúde humana em áreas contaminadas foi normatizado através da NBR 16209. Esta dissertação apresenta um estudo de avaliação de risco à saúde humana a partir de um estudo de caso de uma área contaminada com hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), considerando a exposição de futuros trabalhadores da área. Diante dos resultados obtidos foi realizada uma análise de sensibilidade dos parâmetros do meio físico da área de estudo para que fosse possível determinar e recomendar quais devem ser melhor investigados em estudos de áreas contaminadas com HPAs. Os resultados de risco à saúde humana mostraram que a rota de exposição mais crítica para o estudo de caso é a inalação de vapores em ambientes fechados, devido à ocorrência de compostos de baixo peso molecular, como o naftaleno. A análise de sensibilidade mostrou que o parâmetro do meio físico que exerceu maior influência nos resultados de risco à saúde humana foi a fração de carbono orgânico (FOC). Quanto maior a FOC menor foi o risco por inalação em ambientes abertos, fechados ou contato direto com a água subterrânea. / [en] In Brazil, the risks to human health from exposure to chemical compounds have been discussed since few years ago. In 2009 federal resolution CONAMA 420 was published, starting the regulation of this practice, and in 2013 the procedure of human health risk assessment (HHRA) in contaminated areas was regulated by the Brazilian Regulatory Standard (NBR) 16209. This dissertation presents a HHRA for a case study of an area contaminated with Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs), considering the exposure of future workers in the area. Based on the results a sensitivity analysis of the soil physical parameters of the study area was performed to determine and recommend which of the parameters should be further investigated in studies of areas contaminated with PAHs. The results of the HHRA showed that the most critical exposure pathway to case study is the inhalation of indoor air due to the occurrence of low molecular weight compounds such as naphthalene. The sensitivity analysis showed that the soil physical parameter that had greater influence on the risk results was the fraction of organic carbon (FOC). The higher the FOC the lower was the risk for inhalation in outdoor spaces, enclosed spaces or direct contact with groundwater.

[pt] Em função do crescente número de área contaminadas, identificadas nos grandes centros urbanos, é de crucial importância a evolução e o desenvolvimento dos processos relacionados ao tratamento destes locais, visando reduzir os riscos à saúde humana e ao meio ambiente, associados à presença dos contaminantes no meio subterrâneo. A presente dissertação tem como objetivo principal avaliar a eficiência de diferentes técnicas processuais, que poderiam ser aplicadas no tratamento de águas subterrâneas contaminadas, incluindo a ozonização e o uso de lodo ativado. Para isso, foram realizados ensaios de tratabilidade no laboratório do Institute of Sanitary and Environmental Engineering, da Universidade Técnica de Braunschweig, na Alemanha, os quais foram divididos em 3 etapas. A primeira etapa consistiu de um tratamento de caráter biológico, utilizando apenas o lodo ativado, coletado em estações de tratamento de efluentes sanitários, para a degradação de compostos orgânicos presentes em efluentes, artificiais e industriais, que simularam um efluente oriundo de um sistema de tratamento de uma área contaminada. A segunda etapa utilizou como técnica de tratamento, para o mesmo efluente, a ozonização, promovendo assim a oxidação química dos contaminantes. Por fim, foi utilizada uma combinação dos dois processos, sendo realizada a ozonização do efluente antes da degradação biológica. O objetivo desta etapa foi avaliar o incremento da biodegradabilidade do efluente por meio da ozonização. Os resultados obtidos indicaram, além da remoção da cor do efluente, uma efetiva redução dos valores de DQO, quando combinadas as duas técnicas de tratamento, sugerindo que a combinação das mesmas pode ser uma boa alternativa para o tratamento de efluentes de alta complexidade. / [en] Given the growing number of contaminated sites identified in large urban areas, it is of crucial importance the evolution and development of treatment processes for these sites, targeting the reduction of environmental and human health risks related to soil and groundwater contamination. The main goal of this dissertation is to evaluate the efficiency of various processing methods that could be applied in the treatment of contaminated groundwater, including the ozonation and activated sludge utilization. For that, jar tests were conducted in the laboratory of Institute of Sanitary and Environmental Engineering, at Braunschweig Technical University, in Germany, in three steps. The first step performed a biological treatment utilizing the activated sludge only which was collected from sewage treatment plants for the biodegradation of organic compounds present in effluents, both artificial and industrial, which simulated the effluent from a contaminated site treatment system. The second step utilized as treatment method, for the same effluent, an ozonation process, promoting the chemical oxidation of the contaminants. At last, a combination of both methods was tested where the ozonation was done prior to the biodegradation. The objective of this step was to evaluate the additional results of the biodegradation of the effluent when an ozonation process is done first. The results showed, in addiction of the color removal from the effluent, a larger reduction of DQO when both techniques are combined, suggesting that the combination can be a good alternative for treatment of high complexity wastewater.