Ensaio de bancada para avaliação de tratabilidade de água subterrânea impactada por solventes clorados com suspensão de ano ferro zero valente (nZVI)

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Bernardo, Vinícius Falchi
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Áreas contaminadas; Bancada; Bench test; Chlorinated ethenes; Etenoclorados; nZVI; Remediação; Remediation; Site restoration
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/44/44138/tde-21032024-084005/

Este estudo constituiu uma pesquisa de tratabilidade de impactos por solventes clorados, mapeados em detalhe no horizonte granular/saprolítico em uma área do bairro de Jurubatuba (São Paulo, Brasil). Foi utilizada abordagem de ensaios de coluna, para comprovar a eficácia da tecnologia de redução química in situ por injeção de suspensão de ferro zero valente nanométrico (nZVI). A tecnologia vem sendo desenvolvida e aplicada em outros países com sucesso relevante do ponto de vista de eficácia e efeitos colaterais reduzidos para o meio subterrâneo aplicado. A área de estudo considerada conta com extenso arcabouço de dados e caracterização conceitual do ponto de vista do entendimento da distribuição vertical das concentrações de contaminantes clorados, ao longo dos horizontes granulares e transição para aquífero fraturado, de forma que a distribuição de massa, através dos compartimentos e fases in situ, é conhecida. Para atingir tal objetivo, foi considerado um ensaio de bancada com colunas de Plexiglass®, preenchidas por material poroso, com circulação de solução a concentrações conhecidas, sob vazões controladas e com portas de amostragem em distintos pontos da coluna, visando avaliar o estabelecimento de uma zona reativa. Foram utilizados dois materiais litológicos, sendo um litotipo saprolítico da área de interesse e uma areia fina quartzosa (controle), utilizando ainda água subterrânea coletada do horizonte alvo (104 ppb em campo), mais propício para o objetivo do teste, refletindo a massa em fase dissolvida. O teste se propôs ainda a observar o controle mineralógico/estrutural dos diferentes horizontes utilizados para avaliar o tipo de resposta e desafios operacionais que pudessem ser esperados em escala de teste piloto/full scale. O estudo permitiu verificar a eficácia do reagente na tratabilidade de concentrações de etenos clorados em concentrações de entrada da ordem de 10³ ppb em ensaio de bancada, com clara alteração de parâmetros físico-químicos (alcalinização e redução do potencial redox). O abatimento de concentrações na saída das colunas atingiu eficácia da ordem de 85 a 90% em relação às concentrações de entrada. A cinética química se mostrou interessante uma vez que não foi observada a geração de cloreto de vinila e, em paralelo, um expressivo aumento na concentração de cloreto (de 20 a 35-40 mg/L), indicando um perfil de reatividade química agressivo à destruição da ligação C-Cl em favor da geração da ligação C-H. Efeitos hidráulicos foram observados, como redução de porosidade e criação de caminhos preferenciais por fraturamento hidráulico, o que impactou na dinâmica de transporte, representando desafios técnicos comuns à escala de campo. O estudo permitiu concluir que, dentro das condições experimentais utilizadas, é possível argumentar em favor da aplicação do insumo em campo, uma vez observadas as variáveis relevantes a uma entrega e tempo de reação compatíveis com a mudança de escala.