Avaliação da condutividade hidráulica e do transporte de Cu2+ em barreiras ambientais compostas por misturas de solo arenoso, cimento e argila

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Araujo, Ivinny Barros de
• 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: barreira ambiental; cobre; copper; liner; precipitação; precipitation; retenção de contaminantes; retention of contaminants
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18132/tde-02102019-100652/

Os metais potencialmente tóxicos são elementos de natureza não biodegradável, fácil absorção pelos organismos e com grande capacidade de bioacumulação e que, normalmente, estão presentes nos lixiviados de aterros sanitários. Por conta disso, as barreiras de baixa permeabilidade nessas estruturas são elementos fundamentais para proteção ambiental. Essas barreiras, comumente, são feitas de solos argilosos compactados (CCL), por atender aos requisitos de condutividade hidráulica (K) e retenção de contaminantes. Na ausência de solos argilosos, viabilizar o uso de solos arenosos para esta aplicação é de grande interesse. Por conta disso, a presente pesquisa teve por objetivo aplicar uma técnica de melhoria à solos arenosos, adicionando cimento e argila, para avaliar o comportamento de K e o Fator de Retardamento (Rd) de contaminantes nas misturas solo-cimento-caulim (SCC) e solo-cimento-bentonita (SCB). Para isso, foram realizados os ensaios de: caracterização física, físico-química e mineralógica do solo, dos materiais argilosos e das misturas; ensaio de coluna para avaliar K com a percolação de água e solução de CuCl2.2H2O (0,012M e 0,024M) e o Rd do Cu2+; e o ensaio de equilíbrio em lote (batch test), nas concentrações de 0,005M, 0,012M e 0,024M, para avaliar o Rd obtido e comparar com o Rd do ensaio de coluna. Ao avaliar K com a percolação de água, observou-se que se o teor de umidade aplicada for acima da umidade ótima da mistura, a eficiência da compactação é comprometida e faz com que os valores de K sejam maiores. As misturas SCB e SCC atenderam os requisitos de K normatizados para aplicação como barreiras de fundo em aterros sanitários, com valores médios de 3,7x10-10 e 5x10-10 m/s, respectivamente. Durante a percolação da solução contaminante, houve redução de K em SCC, e os valores se mantiveram estáveis ou com aumentos pouco expressivos em SCB. A adição de cimento fez com que a capacidade de troca catiônica das misturas se reduzisse, no entanto, tornou-as alcalinas, favorecendo a precipitação do Cu2+. Ao contrário dos CCL que tem a sorção como principal mecanismo de retenção de contaminantes, nas misturas SCC e SCB é a precipitação, para o caso de elementos sensíveis a mudanças de pH como o Cu2+. Isso foi observado pelos precipitados formados durante os ensaios de coluna e no batch test, pela demora para saída de Cu2+ nos efluentes do ensaio de coluna e pelos valores de Rd obtidos em ambos os ensaios para SCC e SCB. Como as duas misturas apresentaram desempenhos similares, nota-se que as características mineralógicas dos materiais argilosos tiveram pouca influência no desempenho de K e Rd das misturas, provavelmente relacionado aos efeitos expressivos do cimento para redução de K e ao favorecer a precipitação do Cu2+. Quando comparadas as barreiras de CCL e aos geocompostos bentoníticos, as misturas SCC e SCB apresentaram desempenhos similares e, por vezes, mais elevados quanto ao Rd, apesar de apresentar valores de K mais altos, mas que ainda assim atendem a norma. Logo, as misturas solo-cimento-argila mostrou ser uma alternativa com bom desempenho para aplicação de solos arenosos como barreiras de baixa permeabilidade.