Técnicas de Remediação

Técnicas de RemediaçãoTécnicas de Remediação

Geólogo Claudio Benedito Baptista LeiteGeólogo Claudio Benedito Baptista LeiteInstituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPTInstituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo - IPT

Técnicas de RemediaçãoTécnicas de Remediação

Meio ContaminadoMeio Contaminado Solo Solo Água Água Solo e Água Solo e ÁguaContaminanteContaminante Vapor Vapor Líquido Líquido Sólido SólidoTipo de tratamentoTipo de tratamento Tratamento Tratamento in situin situ Tratamento Tratamento on siteon site Tratamento Tratamento ex situex situ

Atenuação Natural Monitorada – MNAAtenuação Natural Monitorada – MNA

Técnica de remediação Técnica de remediação passivapassiva baseada no baseada no entendimento e na documentação quantitativa entendimento e na documentação quantitativa dos processos naturais que ocorrem em um dos processos naturais que ocorrem em um sitio, protegendo receptores humanos ou sitio, protegendo receptores humanos ou ecológicos de riscos inaceitáveis de exposição.ecológicos de riscos inaceitáveis de exposição.

É uma técnicaÉ uma técnica de tratamento in situ que de tratamento in situ que aproveita processos naturais para a contenção aproveita processos naturais para a contenção de contaminação causada por derrames de de contaminação causada por derrames de produtos químicos e a redução da produtos químicos e a redução da concentração dos contaminantes nos locais concentração dos contaminantes nos locais afetadosafetados..

Atenuação Natural Monitorada – MNAAtenuação Natural Monitorada – MNA

MNA envolve o entendimento e a MNA envolve o entendimento e a documentação dos processos naturais que documentação dos processos naturais que ocorrem e que reduzem os riscos de exposição ocorrem e que reduzem os riscos de exposição para níveis aceitáveis.para níveis aceitáveis.

A tecnologia da MNA se sustenta em A tecnologia da MNA se sustenta em conhecimento científico.conhecimento científico.

Requer estudos pormenorizados das condições Requer estudos pormenorizados das condições do local, além de um rígido sistemático controle do local, além de um rígido sistemático controle (monitoramento)(monitoramento)

A técnica MNA inclui uma variedade de A técnica MNA inclui uma variedade de processos físicos, químicos ou biológicos processos físicos, químicos ou biológicos que sob condições favoráveis atuam sem a que sob condições favoráveis atuam sem a intervenção humana na redução da massa, intervenção humana na redução da massa, toxicidade, mobilidade, volume ou toxicidade, mobilidade, volume ou concentração de contaminantes no solo e concentração de contaminantes no solo e água subterrânea.água subterrânea.

Incluem a biorremediação, dispersão, Incluem a biorremediação, dispersão, diluição, sorção, volatilização, estabilização diluição, sorção, volatilização, estabilização química ou biológica, transformação ou química ou biológica, transformação ou destruição do contaminantedestruição do contaminante

Processos NaturaisProcessos Naturais

Microorganismos que vivem no solo e Microorganismos que vivem no solo e água subterrânea utilizam algumas água subterrânea utilizam algumas moléculas químicas como alimento. Após moléculas químicas como alimento. Após a digestão completa da molécula ela a digestão completa da molécula ela pode ter sido transformada em água e pode ter sido transformada em água e gases menos perigosos.gases menos perigosos.


A molécula química pode ficar A molécula química pode ficar adsorvida ao solo, o que a mantem adsorvida ao solo, o que a mantem presa no local. Este processo não presa no local. Este processo não elimina a molécula, mas evita sua elimina a molécula, mas evita sua propagação.propagação.


Os poluentes se movem através do Os poluentes se movem através do solo e água subterrânea, se solo e água subterrânea, se misturando com águas limpas, misturando com águas limpas, reduzindo ou diluindo a poluição.reduzindo ou diluindo a poluição.


Alguns produtos químicos (óleos e Alguns produtos químicos (óleos e solventes) podem evaporar, mudando do solventes) podem evaporar, mudando do estado liquido para gasoso no solo. Estes estado liquido para gasoso no solo. Estes gases escapam para a atmosfera, se gases escapam para a atmosfera, se diluindo ou destruídos pela ação da luz diluindo ou destruídos pela ação da luz solar.solar.

RessalvaRessalva

A técnica MNA considera que a fonte A técnica MNA considera que a fonte de poluição deva ser removida, e para de poluição deva ser removida, e para tanto, outros processos ou técnicas de tanto, outros processos ou técnicas de remediação podem estar envolvidos.remediação podem estar envolvidos.

VantageVantagensns dada MNA MNA

Gera volume menores de resíduos de remediação;Gera volume menores de resíduos de remediação;

Reduz o potencial de transferência do contaminante intra Reduz o potencial de transferência do contaminante intra meios;meios;

Reduz o risco de exposição ao contaminante, ao meio Reduz o risco de exposição ao contaminante, ao meio contaminado e a outros perigos;contaminado e a outros perigos;

Reduz os impactos a outros receptores ambientaisReduz os impactos a outros receptores ambientais

Podem resultar em destruição de contaminantes Podem resultar em destruição de contaminantes in situ;in situ;

Requer menos intervenção no local;Requer menos intervenção no local;

Potencial para aplicação em todo ou em parte do sítio;Potencial para aplicação em todo ou em parte do sítio;

Pode ser aplicado em conjunto com outras técnicas;Pode ser aplicado em conjunto com outras técnicas;

Custos menores se comparados a técnicas ativasCustos menores se comparados a técnicas ativas

DesvantagensDesvantagens

Longo período para atingir os objetivos de Longo período para atingir os objetivos de remediação comparável com técnicas ativas;remediação comparável com técnicas ativas;

Caracterização do sítio mais complexa e cara;Caracterização do sítio mais complexa e cara;

Toxicidade ou mobilidade dos produtos gerados Toxicidade ou mobilidade dos produtos gerados podem exceder a do produto original;podem exceder a do produto original;

Longo período de monitoramento;Longo período de monitoramento;Necessidade de controle institucional devido ao Necessidade de controle institucional devido ao longo período para encerramento;longo período para encerramento;

Condições hidrológicas e geoquímicas favoráveis Condições hidrológicas e geoquímicas favoráveis ao processo de atenuação natural podem mudar no ao processo de atenuação natural podem mudar no tempo, revertendo as previsões;tempo, revertendo as previsões;

A MNA para os contaminantes BTEX o A MNA para os contaminantes BTEX o decaimento ocorre em ambiente oxidante decaimento ocorre em ambiente oxidante com a participação de bactérias, tendo com a participação de bactérias, tendo como seqüência natural de consumo de como seqüência natural de consumo de aceptores de elétrons:aceptores de elétrons:

OO22 NO NO33 Mn(IV) Mn(IV) Fe(III) Fe(III) SO SO

44

Respiração Aeróbia, Redução do OxigênioRespiração Aeróbia, Redução do Oxigênio CHCH

22O + OO + O22 CO CO

22 + H + H22OO

DenitrificaçãoDenitrificação 5CH5CH

22O + 4NOO + 4NO33

ˉ̄ + 4H + 4H++ 5CO 5CO22 + 2N + 2N

22 + 7H + 7H22OO

Redução do ManganêsRedução do Manganês CHCH

22O + 2MnOO + 2MnO22 + 4H + 4H++ CO CO

22 + 2Mn + 2Mn2+2+ + 3H + 3H22OO

Redução do FerroRedução do Ferro CHCH

22O + 4Fe(OH)O + 4Fe(OH)33 + 8H + 8H++ CO CO

22 + 4Fe + 4Fe2+2+ + 11H + 11H22OO

Redução do sulfato Redução do sulfato 2CH2CH

22O + SOO + SO44

2ˉ2ˉ + H + H++ 2CO 2CO22 + HS + HSˉ̄ + 11H + 11H

22OO

A experiência aponta que:A experiência aponta que:

1mg de O1mg de O22 pode degradar 0,32 mg de BTEX pode degradar 0,32 mg de BTEX

1mg de NO1mg de NO33 pode degradar 0,21 mg BTEX pode degradar 0,21 mg BTEX

1mg de SO1mg de SO44 pode degradar 0,21 mg BTEX pode degradar 0,21 mg BTEX

1mg de BTEX produz 21,8mg de Fe(II)1mg de BTEX produz 21,8mg de Fe(II)

1mg de BTEX produz 0,78mg CH1mg de BTEX produz 0,78mg CH44

Capacidade de Biodegradação - BCCapacidade de Biodegradação - BC

BC = BC = (AE(AEii)/F)/Fii

AEAEii – Concentração de um aceptor de elétrons ou – Concentração de um aceptor de elétrons ou

de um produto de biodegradaçãode um produto de biodegradação

FFii – Fator de utilização – quantidade de aceptor de – Fator de utilização – quantidade de aceptor de

elétrons para biodegradação de 1mg de elétrons para biodegradação de 1mg de contaminante orgânico.contaminante orgânico.

Exemplo: Capacidade de biodegradação da Exemplo: Capacidade de biodegradação da águaágua

possui concentração depossui concentração de

OO22 – 6,1mg/L – 6,1mg/L

NONO33 – 24,5mg/L – 24,5mg/L

Fe(II) na pluma – 5,4mg/lFe(II) na pluma – 5,4mg/lSOSO44 – 43,2mg/l – 43,2mg/l

Dado FDado Fii para O para O22 = 3,1, para NO = 3,1, para NO33 e SO e SO44 = 4,9, = 4,9,

para Fe(II) = 21,8para Fe(II) = 21,8

Solução:Solução:

BCBCO2O2 = 6,1/3,1 = 1,9 = 6,1/3,1 = 1,9

BCBCNO3NO3 = 24,5/4,9 = 5,0 = 24,5/4,9 = 5,0

BCBCSO4SO4 = 43,2/4,9 = 9,1 = 43,2/4,9 = 9,1

BCBCFe(II)Fe(II) = 5,4/21,8 = 0,25 = 5,4/21,8 = 0,25

BCBCTotalTotal = 16,3 mg/l = 16,3 mg/l

Local clássico – Memidji – Minnesota USA

Zona I – Água referência, OZona I – Água referência, O22, pH 7,7, P, pH 7,7, P

CO2CO2 baixa baixa

Zona II – pouco OZona II – pouco O22, Ca, Mg e alcalinidade mais elevada, Ca, Mg e alcalinidade mais elevada

Zona III – sem OZona III – sem O22, 1 mmol/L de ferre dissolvido, muito , 1 mmol/L de ferre dissolvido, muito

Mn, pH<7,0Mn, pH<7,0

Zona IV – traços OZona IV – traços O22, aumenta pH e menor concentração , aumenta pH e menor concentração

de Fede Fe

Zona V – Valores parecidos aos da zona I, mas com Zona V – Valores parecidos aos da zona I, mas com traços de Fe e Mntraços de Fe e Mn

BioventingBioventing

Consiste na passagem de ar pelo interior da Consiste na passagem de ar pelo interior da zona não saturada do solo contaminado, zona não saturada do solo contaminado, pelo introdução forçada do ar (extração ou pelo introdução forçada do ar (extração ou injeção de ar) para aumentar a concentração injeção de ar) para aumentar a concentração de oxigênio e estimular a biodegradação.de oxigênio e estimular a biodegradação.

Poços MonitoramentoPoços MonitoramentoPoços Monitoramento

Poços Monitoramento

Poço de Injeção

Fluxo de ar

Solo Contaminado

Compressor de ar

BioventingBioventing é uma tecnologia que estimula a é uma tecnologia que estimula a biodegradação natural biodegradação natural in situin situ para qualquer para qualquer composto aerobiamente degradável, composto aerobiamente degradável, disponibilizando oxigênio adicional aos disponibilizando oxigênio adicional aos microorganismos presentes no solo.microorganismos presentes no solo.

Diferentemente da técnica de extração de Diferentemente da técnica de extração de vapor do solo, a vapor do solo, a BioventingBioventing utiliza baixas utiliza baixas taxas de fluxo de ar, para disponibilizar taxas de fluxo de ar, para disponibilizar somente o oxigênio necessário à somente o oxigênio necessário à sustentação da atividade microbiológica.sustentação da atividade microbiológica.

O oxigênio é normalmente disponibilizado O oxigênio é normalmente disponibilizado por meio da injeção direta do ar no interior por meio da injeção direta do ar no interior do solo contaminado.do solo contaminado.A degradação da fase residual de A degradação da fase residual de contaminantes se realiza pelo movimento contaminantes se realiza pelo movimento lento do vapor através do solo lento do vapor através do solo biologicamente ativobiologicamente ativoBioventingBioventing é uma técnica de remediação é uma técnica de remediação entre média a demorada. O processo de entre média a demorada. O processo de limpeza do solo pode durar de alguns meses limpeza do solo pode durar de alguns meses a vários anos.a vários anos.

AplicabilidadeAplicabilidade

A técnica A técnica BioventingBioventing tem sido utilizada para tem sido utilizada para remediar solos contaminados por remediar solos contaminados por hidrocarbonetos de petróleo, solventes não hidrocarbonetos de petróleo, solventes não clorados, alguns pesticidas, preservantes de clorados, alguns pesticidas, preservantes de madeira, e outros químicos orgânicos.madeira, e outros químicos orgânicos.Pode ser utilizada para alterar o estado de Pode ser utilizada para alterar o estado de valênciavalência dos contaminantes inorgânicos e dos contaminantes inorgânicos e causar sua adsorção, incorporação, causar sua adsorção, incorporação, acumulação, etc.acumulação, etc.Esta técnica, apesar ainda da escala Esta técnica, apesar ainda da escala experimental, tem mostrado ser promissora experimental, tem mostrado ser promissora na remoção de contaminantes inorgânicos.na remoção de contaminantes inorgânicos.

LimitaçõesLimitações

Nível d’água pouco profundo, lentes de solo Nível d’água pouco profundo, lentes de solo saturado ou solos pouco permeáveis saturado ou solos pouco permeáveis diminuem a eficácia da técnica diminuem a eficácia da técnica BioventingBioventing

Vapores podem escapar do solo dentro do Vapores podem escapar do solo dentro do raio de influência do poço de injeção. Este raio de influência do poço de injeção. Este problema pode ser amenizado pela extração problema pode ser amenizado pela extração de ar próximo a área alvode ar próximo a área alvo

Umidade muito baixa no solo pode limitar a Umidade muito baixa no solo pode limitar a biodegradação e a eficácia da técnicabiodegradação e a eficácia da técnica


Aconselhável o monitoramento da perda de Aconselhável o monitoramento da perda de gases pela superfície do sologases pela superfície do solo

Biodegradação aeróbia de muitos Biodegradação aeróbia de muitos compostos clorados pode não ser eficiente compostos clorados pode não ser eficiente a menos que haja um co-metabólito a menos que haja um co-metabólito presente, ou um ciclo anaeróbiopresente, ou um ciclo anaeróbio

Baixas temperaturas podem retardar a Baixas temperaturas podem retardar a remediação, embora tenha tido sucesso remediação, embora tenha tido sucesso projetos realizados em climas extremamente projetos realizados em climas extremamente friosfrios

Necessidades de ProjetoNecessidades de Projeto

O ar precisa passar através de todo o solo O ar precisa passar através de todo o solo em quantidades adequadas para manter a em quantidades adequadas para manter a condição aeróbiacondição aeróbia

Precisa estar presente naturalmente no solo Precisa estar presente naturalmente no solo microorganismo em quantidade suficiente microorganismo em quantidade suficiente para se obter taxas razoáveis de para se obter taxas razoáveis de biodegradaçãobiodegradação

Testes pilotos para determinar tanto a Testes pilotos para determinar tanto a permeabilidade do solo ao ar como a taxa de permeabilidade do solo ao ar como a taxa de respiração microbiológicarespiração microbiológica


Granulometria e umidade do solo Granulometria e umidade do solo influenciam significativamente a influenciam significativamente a permeabilidade do solo ao gás. Uma das permeabilidade do solo ao gás. Uma das maiores limitações àmaiores limitações à permeabilidade do ar é permeabilidade do ar é a umidade excessiva do solo. A combinação a umidade excessiva do solo. A combinação entre nível d’água alto, umidade alta e solo entre nível d’água alto, umidade alta e solo texturalmente fino tem inviabilizado a texturalmente fino tem inviabilizado a técnica técnica BioventingBioventing em alguns sítios em alguns sítios contaminados nos EUA.contaminados nos EUA.


Várias características do solo impactam a Várias características do solo impactam a atividade microbiológica (pH, umidade e atividade microbiológica (pH, umidade e nutrientes – N e P)nutrientes – N e P)

Experimentações mostram que pHs ótimos Experimentações mostram que pHs ótimos para a atividade microbiológica variam entre para a atividade microbiológica variam entre 6 e 8, entretanto respiração microbiológica 6 e 8, entretanto respiração microbiológica tem sido observada em todos os sítios, tem sido observada em todos os sítios, mesmo para solos com pH fora deste range.mesmo para solos com pH fora deste range.

Necessidades de projetoNecessidades de projeto

Umidade muito alta pode reduzir a Umidade muito alta pode reduzir a permeabilidade do solo ao ar e a capacidade de permeabilidade do solo ao ar e a capacidade de transferência de oxigênio. Umidade muito baixa transferência de oxigênio. Umidade muito baixa pode inibir a atividade microbiológica.pode inibir a atividade microbiológica.

Experiências americanas têm encontrado taxas Experiências americanas têm encontrado taxas adequadas de biodegradação com umidade a adequadas de biodegradação com umidade a base de massa entre 2 a 5%.base de massa entre 2 a 5%.

Para climas extremamente áridos tem sido Para climas extremamente áridos tem sido possível aumentar a taxa de biodegradação possível aumentar a taxa de biodegradação através da irrigação ou umidificação do ar através da irrigação ou umidificação do ar injetado.injetado.


As taxas de degradação de hidrocarbonetos As taxas de degradação de hidrocarbonetos são quase sempre estimadas pela taxa de são quase sempre estimadas pela taxa de utilização de oxigênio usando uma simples utilização de oxigênio usando uma simples relação estequiométrica com a assunção de relação estequiométrica com a assunção de que todo oxigênio perdido se deve a que todo oxigênio perdido se deve a mineralização dos hidrocarbonetos pelos mineralização dos hidrocarbonetos pelos microorganismos. Entretanto, a relação microorganismos. Entretanto, a relação estequiométrica não considera a produção de estequiométrica não considera a produção de biomassa e as reações de oxidação.biomassa e as reações de oxidação.


O oxigênio serve como aceptor final de elétrons O oxigênio serve como aceptor final de elétrons não somente na degradação da matéria não somente na degradação da matéria orgânica, mas também na oxidação de orgânica, mas também na oxidação de compostos inorgânicos reduzidos pelos compostos inorgânicos reduzidos pelos microorganismos que obtém energia através da microorganismos que obtém energia através da oxidação química.oxidação química.

Medidas da utilização de oxigênio em áreas não Medidas da utilização de oxigênio em áreas não contaminadas próximas são utilizadas para contaminadas próximas são utilizadas para quantificar as reações de oxidação inorgânica.quantificar as reações de oxidação inorgânica.

Biorremediação EstimuladaBiorremediação Estimulada

Consiste na estimulação da atividade Consiste na estimulação da atividade natural dos microorganismos pela natural dos microorganismos pela introdução e circulação de uma solução introdução e circulação de uma solução através do solo contaminado contendo através do solo contaminado contendo nutrientes e oxigênio ou ainda pela nutrientes e oxigênio ou ainda pela introducao de microorganismos introducao de microorganismos especialistas.especialistas.

Ambiente AeróbioAmbiente Aeróbio

Na presença de condições aeróbias Na presença de condições aeróbias (quantidade suficiente de oxigênio) e demais (quantidade suficiente de oxigênio) e demais nutrientes, os microorganismos convertem nutrientes, os microorganismos convertem quantidades significativas de contaminantes quantidades significativas de contaminantes orgânicos em dióxido de carbono, água e orgânicos em dióxido de carbono, água e massa celular.massa celular.

A Biorremediação Forcada de solos envolve a A Biorremediação Forcada de solos envolve a percolação ou injeção de uma mistura de percolação ou injeção de uma mistura de nutrientes e água não contaminada saturada nutrientes e água não contaminada saturada em oxigênio dissolvido.em oxigênio dissolvido.

Ambiente Ambiente AeróbioAeróbio

Alguns microorganismos aclimatados e outras Alguns microorganismos aclimatados e outras fontes de oxigênio tais como peróxido de fontes de oxigênio tais como peróxido de hidrogênio podem ser adicionados.hidrogênio podem ser adicionados.

Trincheiras ou aspersão são utilizadas em Trincheiras ou aspersão são utilizadas em locais com nível d’água rasos e poços de locais com nível d’água rasos e poços de injeção são utilizados para solo profundos injeção são utilizados para solo profundos contaminados.contaminados.

Ambiente Ambiente AeróbioAeróbio

Embora a biorremediação in situ tenha Embora a biorremediação in situ tenha funcionado em climas frios, a baixa funcionado em climas frios, a baixa temperatura reduz o processo de temperatura reduz o processo de biorremediação.biorremediação.

Para sítios contaminados sob baixas Para sítios contaminados sob baixas temperaturas, mantas aquecedoras podem ser temperaturas, mantas aquecedoras podem ser utilizadas para cobrir o solo, aumentar a utilizadas para cobrir o solo, aumentar a temperatura e a taxa de degradação.temperatura e a taxa de degradação.

Biorremediação Forcada pose ser classificada Biorremediação Forcada pose ser classificada como uma técnica demorada, que pode levar como uma técnica demorada, que pode levar vários anos para limpar uma pluma.vários anos para limpar uma pluma.

Meio AnaeróbioMeio Anaeróbio

Na ausência de oxigênio, o contaminante Na ausência de oxigênio, o contaminante orgânico será metabolizado a:orgânico será metabolizado a:

metano, quantidade limitada de dióxido de metano, quantidade limitada de dióxido de carbono e quantidades traços do gás carbono e quantidades traços do gás hidrogênio.hidrogênio.

Sob condições redutoras outros elementos Sob condições redutoras outros elementos assumem o papel de aceptores de elétrons:assumem o papel de aceptores de elétrons:

o sulfato é convertido a sulfito ou a enxofre, o sulfato é convertido a sulfito ou a enxofre, o nitrato a gás nitrogênio.o nitrato a gás nitrogênio.

Meio AnaeróbioMeio Anaeróbio

Alguns contaminantes podem ser Alguns contaminantes podem ser degradados a produtos intermediários ou degradados a produtos intermediários ou finais que podem ser menos, igual ou mais finais que podem ser menos, igual ou mais perigosos que os produtos originais.perigosos que os produtos originais.

P. Ex o TCE anaerobiamente degradado a P. Ex o TCE anaerobiamente degradado a Cloreto de Vinil, que é mais persistente e Cloreto de Vinil, que é mais persistente e tóxico. tóxico.

O Cloreto de Vinil pode facilmente ser O Cloreto de Vinil pode facilmente ser quebrado em condições aeróbias.quebrado em condições aeróbias.

FitorremediaçãoFitorremediação

Técnica que usa plantas para remover, Técnica que usa plantas para remover, transferir, estabilizar ou destruir transferir, estabilizar ou destruir contaminantes no solo.contaminantes no solo.

A Fitorremediação se realiza pela A Fitorremediação se realiza pela biodegradação na rizosfera, fitoextração, biodegradação na rizosfera, fitoextração, fitodegradação e fitoestabilização.fitodegradação e fitoestabilização.

Biodegradação na rizosferaBiodegradação na rizosferaSSubstancias naturais liberadas pelas raízes das ubstancias naturais liberadas pelas raízes das plantas suprem a demanda de nutrientes pelos plantas suprem a demanda de nutrientes pelos microorganismos, potencializando suas microorganismos, potencializando suas atividades biológicas. atividades biológicas.

FitoacumulaçãoFitoacumulaçãoAbsorção de contaminantes pelas raízes e sua Absorção de contaminantes pelas raízes e sua translocação ou acumulação na matéria seca translocação ou acumulação na matéria seca ou folhas.ou folhas.

FitodegradaçãoFitodegradação

Metabolize de contaminantes no interior dos Metabolize de contaminantes no interior dos tecidos da planta por enzimas tais como tecidos da planta por enzimas tais como dehalogenase e oxigenase.dehalogenase e oxigenase.Investigações mostram que compostos Investigações mostram que compostos aromáticos e alifáticos clorados são aromáticos e alifáticos clorados são passiveis de fitodegradação.passiveis de fitodegradação.

FitoestabilizaçãoFitoestabilização

Fenômeno de produção de compostos Fenômeno de produção de compostos químicos pela planta para imobilizar químicos pela planta para imobilizar contaminantes na interface raízes/solo.contaminantes na interface raízes/solo.


Para remediação de metais, pesticidas, Para remediação de metais, pesticidas, solventes, explosivos, petróleo e chorume.solventes, explosivos, petróleo e chorume.

Algumas espécies tem capacidade de Algumas espécies tem capacidade de armazenar metais em suas raízes. Como as armazenar metais em suas raízes. Como as raízes se tornam saturadas com metais, raízes se tornam saturadas com metais, podem ser colhidas.podem ser colhidas.

Plantas hiperacumuladoras podem remover Plantas hiperacumuladoras podem remover e armazenar quantidades significativa de e armazenar quantidades significativa de contaminantes metálicos.contaminantes metálicos.


No momento se realizam pesquisas para No momento se realizam pesquisas para identificar plantas com capacidade de identificar plantas com capacidade de remover compostos orgânicos da água remover compostos orgânicos da água subterrânea.subterrânea.

Translocação, transpiração e metabólize Translocação, transpiração e metabólize para dióxido de carbono ou tecido da planta.para dióxido de carbono ou tecido da planta.


A profundidade da zona de tratamento é A profundidade da zona de tratamento é determinada pela planta escolhida na determinada pela planta escolhida na fitorremediação. Na maioria dos casos, é fitorremediação. Na maioria dos casos, é limitada a solos rasos.limitada a solos rasos.

Altas concentrações de contaminantes perigos Altas concentrações de contaminantes perigos podem ser tóxicos as plantas.podem ser tóxicos as plantas.

Dependendo do local pode apresentar Dependendo do local pode apresentar comportamento sazonalcomportamento sazonal


Pode transferir contaminante entre meios solo Pode transferir contaminante entre meios solo para ar.para ar.

Não é eficaz para contaminantes fortemente Não é eficaz para contaminantes fortemente adsorvido (p.ex. PCBs)adsorvido (p.ex. PCBs)

Produtos podem ser mobilizados para a água Produtos podem ser mobilizados para a água subterrânea ou bioacumulado em animais.subterrânea ou bioacumulado em animais.

Encontra-se ainda em estágios experimentaisEncontra-se ainda em estágios experimentais

Não existem ainda referencias reguladorasNão existem ainda referencias reguladoras


Dados de meio físicoDados de meio físicoQualidade agronômica do soloQualidade agronômica do soloEstudos da dinâmica da água em meio não Estudos da dinâmica da água em meio não saturadosaturadoConcentração de oxigênio redutivoConcentração de oxigênio redutivoEstudos relativos ao crescimento das raízes Estudos relativos ao crescimento das raízes e a estrutura do sistema radiculare a estrutura do sistema radicular

Oxidação QuímicaOxidação Química

Converte contaminantes perigosos a não Converte contaminantes perigosos a não perigosos ou menos tóxicos mais estáveis, perigosos ou menos tóxicos mais estáveis, menos moveis ou inertes.menos moveis ou inertes.

Os agentes oxidantes mais utilizados são o Os agentes oxidantes mais utilizados são o ozônio, permanganato, peróxido de ozônio, permanganato, peróxido de hidrogênio, hipocloritos, cloro, e dióxido de hidrogênio, hipocloritos, cloro, e dióxido de cloro.cloro.

Caracteristicas dos OxidantesCaracteristicas dos Oxidantes

Capacidade de destruição química rápida e Capacidade de destruição química rápida e completa de muitos orgânicos tóxicoscompleta de muitos orgânicos tóxicos

Degradação parcial de contaminantes, Degradação parcial de contaminantes, auxiliar em processos de biorremediação auxiliar em processos de biorremediação subseqüentessubseqüentes

Apresentam alta performance, p.ex. maior Apresentam alta performance, p.ex. maior que 90% para alifáticos insaturados (TCE) e que 90% para alifáticos insaturados (TCE) e compostos aromaticos (Benzeno)compostos aromaticos (Benzeno)

Taxa de reação muito rápidaTaxa de reação muito rápida

Adição de OzônioAdição de Ozônio

Oxida contaminantes diretamente ou por Oxida contaminantes diretamente ou por meio da formação de radicais hidroxila.meio da formação de radicais hidroxila.

Como os peróxidos, é mais eficaz em Como os peróxidos, é mais eficaz em sistema com pH ácido.sistema com pH ácido.

As reações de oxidação são extremamente As reações de oxidação são extremamente rápidos.rápidos.

Adição de OzônioAdição de Ozônio

Devido a a alta reatividade e instabilidade Devido a a alta reatividade e instabilidade do Ozônio, este é produzido on site, e do Ozônio, este é produzido on site, e requer pontos de injeção muito próximo a requer pontos de injeção muito próximo a área de interesse (p. ex poços de área de interesse (p. ex poços de injeção).injeção).

A decomposição in situ do Ozônio é A decomposição in situ do Ozônio é benéfica pela oxigenação bioestimulaçãobenéfica pela oxigenação bioestimulação

Uso de PerUso de Peróóxidoxido

O HO H22OO22 líquido na presença de Fe líquido na presença de Feoo nativo ou nativo ou

ferro ferroso (Feferro ferroso (Fe+2+2) produz o Reação Fenton, ) produz o Reação Fenton, que produz radical hidroxila livre (OHque produz radical hidroxila livre (OH--).).

Este oxidante não especifico forte pode Este oxidante não especifico forte pode rapidamente degradar uma variedade de rapidamente degradar uma variedade de compostos orgânicos.compostos orgânicos.

Oxidação pela Reação de Fenton é muito Oxidação pela Reação de Fenton é muito efetiva sob pHs muito ácido (pH 2 a 4)efetiva sob pHs muito ácido (pH 2 a 4)

São reações extremamente rápidas.São reações extremamente rápidas.

PermanganatoPermanganato

Reações estequiométricas complexas.Reações estequiométricas complexas.Múltiplos estados de valênciaMúltiplos estados de valência

Pode participar de numerosas reações. Pode participar de numerosas reações.

Dependendo do pH, a reação pode incluir a Dependendo do pH, a reação pode incluir a destruição do contaminante.destruição do contaminante.

As reações com permanganato são mais As reações com permanganato são mais eficazes em pHs entre 3,5 e 12eficazes em pHs entre 3,5 e 12


A taxa e extensão da degradação do A taxa e extensão da degradação do contaminante são ditadas pelas contaminante são ditadas pelas propriedades do composto e sua propriedades do composto e sua suscetibilidade a degradação oxidativasuscetibilidade a degradação oxidativa

Depende das condições de pH, temperatura, Depende das condições de pH, temperatura, concentração de oxidantes, e da concentração de oxidantes, e da concentração de outras substancias concentração de outras substancias consumidoras de oxidantes tais como consumidoras de oxidantes tais como matéria orgânica natural e minerais matéria orgânica natural e minerais reduzidos assim como carbonatos, etc.reduzidos assim como carbonatos, etc.


Dada a rápida e indiscriminada taxa de Dada a rápida e indiscriminada taxa de reação dos oxidantes com substancias reação dos oxidantes com substancias reduzidas, a técnica de aplicação em reduzidas, a técnica de aplicação em subsuperfície é de fundamental subsuperfície é de fundamental importância.importância.

Sistemas de aplicação de oxidantes Sistemas de aplicação de oxidantes normalmente utilizam poços de injeção normalmente utilizam poços de injeção verticais ou horizontais com advecção verticais ou horizontais com advecção forcada para rapidamente mover o forcada para rapidamente mover o oxidante em subsuperfície.oxidante em subsuperfície.


O permanganato é relativamente mais O permanganato é relativamente mais estável e mais persistente em estável e mais persistente em subsuperfície, e como resultado pode subsuperfície, e como resultado pode migrar por processos difusivos. Deve se migrar por processos difusivos. Deve se considerado o efeito oxidante em todo o considerado o efeito oxidante em todo o sistema.sistema.

As reações de oxidação podem diminuir o As reações de oxidação podem diminuir o pH do sistema se não for barrado pH do sistema se não for barrado eficientemente.eficientemente.


Outros efeitos potenciais induzidos pela Outros efeitos potenciais induzidos pela oxidaçãooxidação

Formação de colóides com redução de Formação de colóides com redução de permeabilidadepermeabilidadeRemobilização de metais adsorvidos por Remobilização de metais adsorvidos por meio de trocameio de trocaFormação de outros produtos tóxicosFormação de outros produtos tóxicosPerturbação biológica, etc.Perturbação biológica, etc.


Manipulação de grandes quantidades de Manipulação de grandes quantidades de químicos oxidantes perigososquímicos oxidantes perigosos

Alguns compostos orgânicos são Alguns compostos orgânicos são resistentes a oxidaçãoresistentes a oxidação

Existe um potencial de efeitos colaterais Existe um potencial de efeitos colaterais induzidos cujo controle pode aumentar induzidos cujo controle pode aumentar custos.custos.


Controle das reações químicasControle das reações químicasControle do transporte dos químicosControle do transporte dos químicosEquipes treinadas para operação o sistemaEquipes treinadas para operação o sistemaManipulação segura dos produtosManipulação segura dos produtosGerenciamento da remediaçãoGerenciamento da remediaçãoTestes expeditos, modelos matemáticos e Testes expeditos, modelos matemáticos e estudos em escala de laboratório e campo.estudos em escala de laboratório e campo.

Remediação EletrocinéticaRemediação Eletrocinética

Processo que remove metais e compostos Processo que remove metais e compostos orgânicos de solos com baixa orgânicos de solos com baixa permeabilidade.permeabilidade.

Utiliza processos eletroquímicos e Utiliza processos eletroquímicos e eletrocinéticos para liberar contaminantes eletrocinéticos para liberar contaminantes metálicos e orgânicos polares adsorvidosmetálicos e orgânicos polares adsorvidos

Como FuncionaComo Funciona

Aplicação direta de corrente elétrica de Aplicação direta de corrente elétrica de baixa intensidade no solo por meio de baixa intensidade no solo por meio de eletrodos com arranjo especificoeletrodos com arranjo especifico

Este “choque” elétrico mobiliza espécies Este “choque” elétrico mobiliza espécies eletronicamente carregadas que se eletronicamente carregadas que se deslocam na forma de íons para os deslocam na forma de íons para os eletrodos.eletrodos.


Íons metálicos, íons amônio, e compostos Íons metálicos, íons amônio, e compostos orgânicos positivamente carregados se orgânicos positivamente carregados se movem para o catodo.movem para o catodo.

Anions como cloreto, cianeto, fluoreto, Anions como cloreto, cianeto, fluoreto, nitrato e compostos orgânicos nitrato e compostos orgânicos negativamente carregados se movem para o negativamente carregados se movem para o anodo.anodo.


Íons metálicos, íons amônio, e compostos Íons metálicos, íons amônio, e compostos orgânicos positivamente carregados se orgânicos positivamente carregados se movem para o catodo.movem para o catodo.

Anions cloreto, cianeto, fluoreto, nitrato e Anions cloreto, cianeto, fluoreto, nitrato e compostos orgânicos negativamente compostos orgânicos negativamente carregados se movem para o anodo.carregados se movem para o anodo.

A corrente elétrica cria uma frente ácida no A corrente elétrica cria uma frente ácida no anodo que ajuda a mobilizar contaminantes anodo que ajuda a mobilizar contaminantes metálicos adsorvidos para o catodo.metálicos adsorvidos para o catodo.

Os mecanismos de transporte envolvidos no Os mecanismos de transporte envolvidos no interior do solo para um ou outro eletrodo interior do solo para um ou outro eletrodo são a são a eletromigraçãoeletromigração e a e a eletroosmoseeletroosmose. .

Na eletromigração as partículas carregadas Na eletromigração as partículas carregadas são transportadas através do substratosão transportadas através do substrato

Na eletroosmose é o liquido contendo íons Na eletroosmose é o liquido contendo íons que se desloca relativamente a uma que se desloca relativamente a uma superfície estacionaria carregada.superfície estacionaria carregada.


Os contaminantes alvos para a Remediação Os contaminantes alvos para a Remediação Eletrocinética são metais, anions e Eletrocinética são metais, anions e orgânicos polares em solo, sendo mais orgânicos polares em solo, sendo mais aplicável para solos pouco permeáveis, aplicável para solos pouco permeáveis, argilosos ou silto-argilosos mal drenadosargilosos ou silto-argilosos mal drenados


Umidade menor que 10%. A máxima Umidade menor que 10%. A máxima eficiência ocorre com umidade entre 14/18%eficiência ocorre com umidade entre 14/18%

Sítios com alta condutividade elétrica reduz Sítios com alta condutividade elétrica reduz a eficiência da técnicaa eficiência da técnica

Eletrodos metálicos podem ser dissolvidos Eletrodos metálicos podem ser dissolvidos como resultado da eletrolisecomo resultado da eletrolise É mais efetiva para solos argilososÉ mais efetiva para solos argilosos

Reações de óxido-redução podem formar Reações de óxido-redução podem formar produtos indesejáveis (p.ex. gás cloro)produtos indesejáveis (p.ex. gás cloro)

Fraturamento do SoloFraturamento do Solo

Aumento da permeabilidade em solos pouco Aumento da permeabilidade em solos pouco permeáveis pela abertura de fissuras, permeáveis pela abertura de fissuras, aumentando a eficiência de muitos aumentando a eficiência de muitos processos in situprocessos in situ

É uma técnica auxiliar concebida para É uma técnica auxiliar concebida para aumentar a eficiência de outras tecnologias. aumentar a eficiência de outras tecnologias.

O fraturamento do solo estende, alarga O fraturamento do solo estende, alarga fissuras existentes e introduz novas fissuras existentes e introduz novas fraturas.fraturas.

Após o processo de fraturamento, o solo e Após o processo de fraturamento, o solo e submetido a técnicas adicionais de submetido a técnicas adicionais de remediaçãoremediação

AplicabilidadeAplicabilidadeUtilizada para fraturamento de solos Utilizada para fraturamento de solos consolidados e pouco permeáveis.consolidados e pouco permeáveis.Independe do grupo de contaminantes.Independe do grupo de contaminantes.

LimitaçõesLimitaçõesInadequada para áreas com atividades Inadequada para áreas com atividades sísmicas. sísmicas. Fraturas fecham em solos não argilososFraturas fecham em solos não argilososPotencial de abrir caminhos adicionais para Potencial de abrir caminhos adicionais para contaminantes que não ser quer contaminantes que não ser quer espalhamentos (DNAPL)espalhamentos (DNAPL)


Profundidade e área da contaminaçãoProfundidade e área da contaminação

Concentração dos contaminantesConcentração dos contaminantes

Tipo e propriedades do solo (estrutura, Tipo e propriedades do solo (estrutura, conteúdo de matéria orgânica, textura, conteúdo de matéria orgânica, textura, permeabilidade, capacidade de retenção de permeabilidade, capacidade de retenção de água e umidade)água e umidade)

Lavagem do SoloLavagem do Solo

Injeção ou aplicação de água ou água Injeção ou aplicação de água ou água contendo algum aditivo no solo para contendo algum aditivo no solo para melhorar a solubilidade de contaminantes, melhorar a solubilidade de contaminantes, que serão extraídos e tratadosque serão extraídos e tratados

DescriçãoDescrição

Lavagem do solo in situ, com água ou outra Lavagem do solo in situ, com água ou outra solução aquosa especifica, para extração de solução aquosa especifica, para extração de contaminantes.contaminantes.O processo se realiza pela passagem da O processo se realiza pela passagem da água nos espaços porais do solo por meio água nos espaços porais do solo por meio de infiltração ou poços de injeção. A de infiltração ou poços de injeção. A recuperação do fluído se faz por meio de recuperação do fluído se faz por meio de poços de extração.poços de extração.

CossolvênciaCossolvência

Consiste na injeção ou infiltração de uma Consiste na injeção ou infiltração de uma mistura solvente (p.ex. água e álcool) no mistura solvente (p.ex. água e álcool) no interior da zona vadosa, zona saturada ou interior da zona vadosa, zona saturada ou ambas objetivando a alteração de ambas objetivando a alteração de propriedades dinâmicas do fluído, para propriedades dinâmicas do fluído, para extração de contaminantes orgânicosextração de contaminantes orgânicos

Pode ser aplicado tanto para movimentar o Pode ser aplicado tanto para movimentar o contaminante como dissolver plumas contaminante como dissolver plumas associadas a eles.associadas a eles.

Os projetos utilizando a técnica de Lavagem Os projetos utilizando a técnica de Lavagem do Solo são moderadamente demoradosdo Solo são moderadamente demorados


O grupo alvo para a técnica de Lavagem do O grupo alvo para a técnica de Lavagem do Solo são principalmente os metais, podendo Solo são principalmente os metais, podendo também ser aplicado ao tratamento de também ser aplicado ao tratamento de VOCs, SVOCs, combustíveis e pesticidasVOCs, SVOCs, combustíveis e pesticidas


Solos pouco permeaveis e heterogeneosSolos pouco permeaveis e heterogeneos Surfactantes podem aderir ao solo e reduzir Surfactantes podem aderir ao solo e reduzir a porosidade efetiva.a porosidade efetiva. Reações fluido de lavagem/solo podem Reações fluido de lavagem/solo podem reduzir a mobilidade do contaminante.reduzir a mobilidade do contaminante. Necessidade de controle dos contaminantes Necessidade de controle dos contaminantes carreados assim como o fluido utilizado carreados assim como o fluido utilizado deve ser controlado e recapturadodeve ser controlado e recapturadoCusto de tratamento em superfície pode Custo de tratamento em superfície pode limitar o aplicação da técnica.limitar o aplicação da técnica.

Necessidades do projetoNecessidades do projeto

Testes de tratabilidade dos fluídos Testes de tratabilidade dos fluídos recuperadosrecuperados

Propriedades físico-químicas do solo Propriedades físico-químicas do solo (permeabilidade, estrutura e textura do solo, (permeabilidade, estrutura e textura do solo, porosidade, umidade, Carbono Orgânico, porosidade, umidade, Carbono Orgânico, CTC, pH e armazenamentoCTC, pH e armazenamento

Características do contaminante Características do contaminante (solubilidade, coeficiente de partição, (solubilidade, coeficiente de partição, produtos, potencial redox e constante de produtos, potencial redox e constante de estabilidade)estabilidade)

Processo para separação física de vapores

do solo. A técnica é relativamente sensível,

permitindo remoção de VOC e alguns semi-

voláteis da zona não-saturada do solo. São

utilizados poços de extração e poços de

injeção de ar

EXTRAÇÃO DE VAPORES DO SOLOEXTRAÇÃO DE VAPORES DO SOLO

EXTRAÇÃO DE VAPORES DO SOLO

Bomba deBomba devácuovácuo

RespiradorRespirador

Sistema deSistema detratamentotratamento

Nível freáticoNível freático

Poço paraPoço parainjeçãoinjeçãode arde ar

Compostos orgânicos Compostos orgânicos voláteisvoláteis

na forma gasosana forma gasosa

Poço para extraçãoPoço para extraçãode vaporesde vapores

Zona nãoZona nãosaturadasaturada

ZonaZonasaturadasaturada

EXTRAÇÃO DE VAPORES DO SOLO(Enhanced)

PRINCÍPIOS DA TÉCNICAPRINCÍPIOS DA TÉCNICA

sistema de poços de extração de vapores e poços de injeção de ar

os vapores extraídos são submetidos a tratamento de adsorção por carvão ativado, incineração, oxidação catalítica ou condensação. O tratamento selecionado dependerá do tipo e da concentração dos s contaminantes presentes

a extração pode ser potencializada pela injeção de ar aquecido

é possível a injeção de ar, para extração de vapores da zona saturada

contaminantes são extraídos na forma de vapor o oxigênio injetado no meio subsuperficial pode

estimular a biocorreção é uma técnica muito usada com a injeção de ar, estende-se a extração de

vapores para contaminantes presentes na água

CONTEXTOCONTEXTO

Seqüência de Técnicas Comuns para Remediação Seqüência de Técnicas Comuns para Remediação de VOCs não halogenadosde VOCs não halogenados

Seqüência de Técnicas Comuns para Remediação Seqüência de Técnicas Comuns para Remediação de VOCs halogenadosde VOCs halogenados

Seqüência de Técnicas Comuns para Remediação Seqüência de Técnicas Comuns para Remediação de SVOCs não halogenadosde SVOCs não halogenados

Seqüência de Técnicas Comuns para Remediação Seqüência de Técnicas Comuns para Remediação de SVOCs halogenados (ex situ)de SVOCs halogenados (ex situ)

That´s all folksThat´s all folks

Técnicas de Remediação

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