Avaliação do uso da oxidação química in situ em solos ferríferos para remediação de água subterrânea contaminada pela mistura gasolina/etanol

In Situ Chemical Oxidation (ISCO) has currently been used in Brazil for the remediation of fuel contaminated areas. However, more studies are needed to understand the mechanisms involved on the remediation while considering the specific characteristics of Brazilian gasoline. This study aims to evaluate the use of ISCO on a Brazilian soil (oxisol) and groundwater contaminated by Brazilian commercial gasoline. In order to accomplish these goals, four different stages were proposed: i) evaluate what is the impact of different fractions of anhydrous ethanol on the contaminated plume; ii) select the ideal oxidant for the remediation of groundwater contaminated with Brazilian gasoline ; iii) optimize the use of selected oxidant, analyzing its contact with iron and chelating agents; and iv) evaluate the use of the oxidant on a bench scale soil reactor. Results showed that, in the tested conditions, ethanol did not affect the solubility of BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, xylene) on water. However, ethanol concentrations were directly proportional to the increase of dissolved organic carbon (DOC) into the water. Oxidation tests showed that Na2S2O8, K2S2O8, H2O2 and CaO2 were activated when in contact with ferruginous oxisol. Results also inidicate that all oxidants were able to achieve a minimum of 99.1% of BTEX removal. CaO2 was the oxidant which achieved the highest DOC removal percentage. However, its application presented unwanted outcomes, such as high pH, and chemical precipitation. Thus, Na2S2O8 was selected as the best option of oxidant to be applied in this soil. The presence of soluble Fe2+ and Fe3+ , which are natural from this soil, was effective for the activation of Na2S2O8; and the addition of EDTA was considered unnecessary, once it reacts with Fe2+ e Fe3+, preventing their reaction with the oxidant. Bench scale reactor (control and oxidants) operated receiving contaminated groundwater and results showed that both systems can treat groundwater, but the remediation occurs in different pathways. On the control reactor, intermediates suggest that the process was anaerobic, whereas intermediates formed on oxidant reactor were those which are typically formed in aerobic systems.

A técnica de In Situ Chemical Oxidation (ISCO) tem sido utilizada comercialmente no Brasil para a remediação de áreas contaminadas por combustíveis, no entanto, estudos devem ser realizados visando entender os mecanismos de degradação considerando as especificidades dos cenário de contaminação pela gasolina brasileira. Nesse contexto, esse estudo se propõe a avaliar o uso da ISCO utilizando classe de solo típicas do Brasil e água subterrânea contaminada com gasolina comercial. O estudo foi divido em quatro etapas que objetivaram: i) avaliar de que forma a presença de diferentes proporções de etanol pode impactar o meio, no que se refere à pluma de contaminação; ii) selecionar, dentre os avaliados, qual o oxidante mais adequado para a remediação da contaminação; iii) otimizar o uso do oxidante selecionado; e iv) avaliar o uso do oxidante em uma situação próxima do cenário real. Os resultados obtidos demonstraram que a presença do etanol não afetou substancialmente a solubilidade dos BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno), mas que apresentou forte correlação com a matéria orgânica incorporada à água subterrânea. Através dos ensaios de oxidação que avaliaram o uso de Na2S2O8, K2S2O8, H2O2 e CaO2, pôde-se concluir que o latossolo ferrífero contém minerais que propiciam a ativação dos oxidantes, e que todos os oxidantes removeram 99,1% do BTEX presente no meio. Embora tenha apresentado os melhores resultados, em termos de degradação do carbono orgânico dissolvido (COD), o CaO2 apresentou características indesejáveis, como pH elevado e formação de precipitados, assim, o Na2S2O8 foi considerado o oxidante com melhores condições para propiciar a degradação dos contaminantes presentes na água subterrânea contaminada. Os cátions Fe2+ e Fe3+ se mostraram aptos a ativar o oxidante Na2S2O8, e a adição do quelante EDTA se mostrou prejudicial ao processo, uma vez que indisponibiliza os íons de ferro para a reação com o oxidante. Os reatores oxidante e controle montados para a avaliação da capacidade do sistema em degradar os contaminantes presentes na água subterrânea contaminada mostraram que, embora a degradação de COD tenha sido similar no reator oxidante e reator controle, os subprodutos formados nos reatores foram distintos, confirmando a condição oxidativa no primeiro e anaeróbia no segundo.