[pt] A contaminação do meio ambiente de subsuperfície com
resíduos perigosos e tóxicos tem se tornado um dos
maiores
problemas ambientais em vários países, com muitos locais
apresentando contaminação da água subterrânea. Existem
diversas técnicas de controle de contaminação da água
subterrânea, sendo que a mais comumente utilizada é a de
pump-and-treat. Apesar de ser eficaz no controle da
migração de plumas de contaminação, o pump-and-treat
possui
várias restrições físicas e químicas que limitam a sua
eficácia quanto à remediação a longo prazo, especialmente
se utilizado de forma isolada, ou no caso de aquíferos
contaminados com líquidos não miscíveis com a água
(NAPLs -
Non Aqueous Phase Liquids). Técnicas adicionais e
associadas a sistemas de controle de migração de plumas
são
muitas vezes recomendadas, tendo em vista o lento
processo
de dissolução natural destes líquidos em águas
subterrâneas.
Diante destas limitações, diversas técnicas alternativas
ao
pump-and-treat têm sido pesquisadas, sendo que uma das
mais
promissoras é o tratamento in situ dos contaminantes
através das barreiras reativas, especialmente no caso de
aquíferos contaminados com organoclorados alifáticos
(solventes clorados). O projeto envolve a execução de uma
barreira com materiais reativos e porosos (reatores) ao
longo do caminho da pluma de contaminação. À medida que
água percola passivamente através do reator, os
contaminantes vão sendo degradados, minimizando ou
prevenindo-se a contaminação do aquífero a jusante da
barreira. O processo de degradação envolve a decloração
redutiva dos organoclorados na presença de metais de
valência nula (por exemplo, o ferro metálico). Esta
pesquisa tem como objetivo geral fazer uma avaliação da
utilização de barreiras reativas no processo de
remediação
de aquíferos contaminados com solventes clorados,
enfatizando-se a sua aplicabilidade e limitações. A
pesquisa tem ainda, como objetivo específico, mostrar que
o
tratamento de aquíferos deve ser feito de modo
sequencial,
ou seja, deve envolver diferentes tecnologias de
remediação, de acordo com as características dos
contaminantes presentes e seus subprodutos. Foram
realizados vários ensaios de permeabilidade e de
transporte
de massa, para determinação da condutividade hidráulica e
dos parâmetros de transporte de massa, em diferentes
misturas de pó de ferro e pó de quartzo. Foram também
realizados ensaios de batelada e de coluna com diferentes
contaminantes na presença de pó de ferro, cujos
resultados
permitem uma avaliação das taxas de degradação destes
compostos, bem como dos seus subprodutos. Conclui-se que
a
técnica da decloração redutiva com uso do ferro metálico
pode apresentar resultados bem distintos, dependendo do
contaminante em questão. Alguns contaminantes podem
inclusive não apresentar degradação ou mesmo tempos de
meia
vida tão altos, que inviabilizem o uso da técnica em
projetos de barreiras reativas. A produção de subprodutos
clorados tão ou até mais tóxicos que o próprio
contaminante
original, e que não são degradados pelo mesmo princípio
reativo, reforça a necessidade de tratamentos sequenciais
na remediação de aquíferos. / [en] Underground contamination with hazardous wastes has been
one of the largest environmental problems in several
countries, with many sites presenting groundwater
contamination. There are several technologies to control
and remediate groundwater contamination and the technology
more commonly used is the so called pump-and-treat. In
spite of the potential for its use in the control of the
migration of a plume, pump-and-treat possesses several
physical and chemical restrictions that limit its
effectiveness as a strategy of aquifer decontamination on
long duration remediation works, especially if used
isolated or when the aquifer is contaminated with NAPLs
(Non Aqueous Phase Liquids). Additional and associated
techniques to the control system of the plume migration are
often recommended according the slow process of natural
dissolution of these liquids in groundwater. Because these
limitations, several technologies are being investigated.
One of the most promising is the in situ treatment of the
contaminant in reactive barriers, especially in aquifers
contaminated with chlorinated aliphatic organic compounds
(chlorinated solvents). The design involves the
construction of a barrier with reactive and porous
materials (reactors) that are placed in the aquifer to
intercept the contaminant plume. As water passively flows
through the reactor, the contaminants are degraded,
therefore minimising or avoiding the aquifer contamination
downstream the barrier. The degradation process involves
the reductive dechlorination of the compounds in the
presence of zero-valent metals (e.g. metallic iron).
The general objective of this research is to make an
evaluation of the use of reactive barriers in the
emediation of aquifers that are contaminated with
chlorinated solvents, and is emphasised its applicability
and limitations. The specific objective of the research is
to show that the treatment of aquifers should be made of
sequential way, that is, it should involve different
technologies of remediation according to the
characteristics of the contaminants and their by-products.
Several permeability and mass transport experiments were
made for determination of the hydraulic conductivity and
the parameters of mass transport in different mixtures of
powder of iron and quartz. Batch and column tests were also
made with different contaminants in the presence of iron
powder and the results allow evaluating the degradation
rates of these compounds and their by-products. The
conclusion is that the reductive dechlorination with
metallic iron can have different results depending on the
type of contaminant. Some contaminants can not present any
degradation or they have so high half-life times that the
use of this technology in reactive barrier design is out of
practice. Finally the formation of chlorinated by-products,
which are more toxic than the own original contaminant and
not degraded by the same technology, emphasises that the
treatment of aquifers should be sequential. / [es] La contaminación del medio ambiente, particularmente
subsuperficies, con residuos peligrosos y tóxicos se ha
convertido en uno de los mayores problemas ambientales en
varios paises, donde en muchos locales existe contaminación
del agua subterránea. Existen diversas técnicas de control
de contaminación del agua subterránea, entre ellas, la que
se utiliza comúnmente es la de pump-and-treat. A pesar de
su eficacia en el control de la migración de plumas de
contaminación, el pump-and-treat posee varias restriciones
físicas y químicas que limitan su eficacia a largo plazo,
especialmente si se utiliza aisladamente, o en el caso de
aquíferos contaminados con líquidos no miscibles con la
agua (NAPLs - Non Aqueos Phase Liquids). Frecuentemente se
recomiendan técnicas adicionales y asociadas a sistemas de
control de migración de plumas, considerando la lentitud
del proceso de disolución natural de estos líquidos en
aguas subterráneas. Frente a estas limitaciones, diversas
técnicas alternativas al pump-and-treat han sido
investigadas y una de las más prometedoras es el
tratamiento in situ de los contaminantes a través de las
barreras reactivas, especialmente en el caso de aquíferos
contaminados con organoclorados alifáticos (solventes
clorados). Este proyecto propone la ejecución de una
barrera con materiales reactivos y porosos (reactores) a lo
largo del camino de la pluma de contaminación. A medida que
el agua pasa pasivamente a través del reactor, los
contaminantes se van degradando, minimizando o previniendo
la contaminación del aquífero. El proceso de degradación
utiliza la decloración reductiva de los organoclorados en
presencia de metales de valencia nula (por ejemplo, el
hierro metálico). Esta investigación tiene como objetivo
general hacer una evaluación de la utilización de barreras
reactivas en aquíferos contaminados con disolventes
clorados, enfatizando su aplicabilidad y limitaciones.
Outro objetivo específico de esta investigación es mostrar
que el tratamiento de aquíferos debe ser realizado
sucesivamente, o sea, debe envolver diferentes tecnologías
de acuerdo con las características de los contaminantes
existentes y sus subproductos. Se realizaron varios ensayos
de permeabilidad y de transporte de masa, para
determinación de la conductividad hidráulica y de los
parámetros de transporte de masa, en diferentes mexclas de
polvo de hierro y polvo de quartzo. También fueron
realizados ensayos de batelada y de columna con diferentes
contaminantes en presencia de polvo de hierro. Los
resultados permiten una evaluación de las tasas de
degradación de estos compuestos, así como de sus
subproductos. Se concluye que la técnica de la decloración
reductiva con uso del hierro metálico puede presentar
resultados bien diferentes, dependiendo del contaminante en
questión. Algunos contaminantes pueden incluso no presentar
degradación o tiempo de vida media tan altos, que
inviabilizen el uso de la técnica en proyectos de barreras
reactivas. La producción de subproductos clorados tan o
hasta más tóxicos que el contaminante original, y que no
son degradados por el mismo principio reactivo, refuerza la
necesidad de tratamientos sequenciales para la curación de
aquíferos.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:1899 |
| Date | 29 August 2001 |
| Creators | ALEXANDRE DUARTE GUSMAO |
| Contributors | EURIPEDES DO AMARAL VARGAS JUNIOR, TACIO MAURO PEREIRA DE CAMPOS, MANOEL DE MELO MAIA NOBRE |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | TEXTO |
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