Contaminação de solos com gasolina - Descontaminação

Geotecnia n ### ## 05 pp. ## - ##

INTERACO DE COMPOSTOS ORGNICOS VOLATIS DA GASOLINA COM TRS TIPOS DE SOLOS. Parte II Simulao de descontaminao

Interaction of gasoline volatile organic compounds with three different soils. Part II Decontamination simulation

Celeste Jorge* Cosme R. Moura**

RESUMO Este trabalho resulta de um estudo de simulao laboratorial do processo de descontaminao por ventilao de solos diferentes, reconstitudos dentro de reactores projectados e construdos para os propsitos pretendidos, depois de dopados com BTEX Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xilenos. Os provetes dos solos foram reconstitudos com teores em gua distintos, dois provetes por cada tipo de solo. Atravs dessa modelao em laboratrio, estudaram-se as interaces entre contaminantes na fase gasosa e as fraces slida e aquosa dos diferentes solos. Pretendeu-se, ainda, determinar as condies dos solos que podero permitir maior ou menor reversibilidade dos processos intervenientes.

SYNOPSIS This work results of a laboratory simulation study for the ventilation decontamination process of different soils, reconstituted in reactors design and constructed for the specific end, after had been doped with BTEX. The soil specimens were reconstituted with distinct water content, two specimens for each kind of soils. By using that laboratory simulation, the interactions among BTEX (Benzene, Toluene, Ethylbenzene and Xilenes) contaminants in gas phase and soil aqueous and solid phases were studied for the different soils. It was intended, also, to evaluate the soils conditions that might allow higher or smaller reversibility of intervenient processes.

Palavras Chave solos contaminados, ensaios laboratoriais, mitigao/remediao.

1 INTRODUO

A mitigao das situaes de contaminao de solos resultantes do derrame de hidrocarbonetos uma medida urgente, com o objectivo ltimo de minimizar todo o tipo de potenciais riscos que advenham das mesmas. A principal preocupao da existncia de solos contaminados por hidrocarbonetos, e em particular por gasolina, deve-se presena de substncias volteis altamente perigosas, com efeitos nocivos para a sade humana e para o ecossistema, para alm dos perigos associados migrao e acumulao dos gases em estruturas enterradas e em sistemas de ventilao de edifcios.

O presente artigo vem na sequncia de um outro, com o mesmo ttulo, que constitui a Parte I

(Jorge, et al. 2008), em que se abordou a problemtica da interaco dos contaminantes com os solos utilizados Areia de Fontainebleau (A.F.), solo residual do granito (S.RG.) e solo residual do

* Investigadora Auxiliar, Ncleo de Geologia de engenharia, Departamento de Geotecnia, Laboratrio Nacional de Engenharia Civil. E-mail: [email protected] ** Professor Auxiliar, Departamento de Qumica, Faculdade de Cincias da Universidade do Porto. E-mail: [email protected]

xisto (S.R.X.). Nesta Parte II, foi esquematizado um plano de ensaios de descontaminao que decorreram em condies controladas, geotcnica e quimicamente, e acompanhou-se a variao dos contaminantes indicadores da gasolina BTEX (Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xileno) na fase gasosa do sistema (solo-gua-gs dos contaminantes/ar do solo ou do sistema) pela tcnica analtica de cromatografia gasosa. Atravs de balanos de massa e por aplicao de leis da qumica-fsica foi possvel conhecer a fraco de contaminantes retidas na fase slida e na fase aquosa, a partir da quantificao de contaminante existente na fase gasosa. A eficincia da simulao da aco de mitigao foi determinada para as seis simulaes realizadas, assim como relatadas as condies em que as mesmas foram alcanadas.

Os solos a simular foram preparados conforme se descreve em Jorge (2001). Nessa mesma

fonte so, igualmente, referidos em pormenor todos os procedimentos realizados durante os ensaios de simulao.

Por ltimo, faz-se uma interpretao dos resultados obtidos nas diferentes simulaes

laboratoriais e comparam-se os resultados tendo em conta as caractersticas geolgicas, geotcnicas e qumicas dos solos e as caractersticas dos BTEX.

2 DISTRIBUIO DOS CONTAMINANTES NAS DIFERENTES FAS ES

2.1 Partio na fase gasosa

Grande parte dos compostos da gasolina altamente voltil, o que significa que se transferem da fase LNA (Lquida No Aquosa) para a fase gasosa com grande facilidade. A partio dos BTEX para a fase gasosa ocorre imediatamente, a temperatura relativamente baixa, e os principais factores que afectam essa volatilizao incluem: 1) rea de contacto entre os produtos na fase LNA e os componentes da zona no saturada; 2) presso de vapor dos compostos em causa; e 3) taxa a que os compostos se distribuem no solo.

Convm acrescentar que o equilbrio cido-base tambm muito importante na avaliao das

fraces gasosas de compostos orgnicos txicos no polares, isto porque na zona no saturada apenas as formas electricamente neutras das espcies qumicas so volatilizadas. Junto da superfcie, mecanismos advectivos podem contribuir para a volatilizao, enquanto a maior profundidade pode ser a difuso a contribuir para a volatilizao, mas a uma taxa muito mais lenta.

Em relao aos BTEX em fase gasosa assume-se um comportamento de gs ideal. Os gases

ideais satisfazem a relao:

TRnVP = (1)

em que n o nmero de moles do gs [mol], P a presso [P], V o volume [L3], T a temperatura (K) e R a constante dos gases perfeitos (0,08205 atm.L.mol-1.K-1). Esta equao um excelente pressuposto para gases sujeitos s condies usuais de presso e temperatura (1 atm e 20 a 40C).

A Lei de Henry geralmente usada para determinar a partio entre a gua e o ar, enquanto a

partio entre o composto em fase LNA e o ar descrita pela Lei de Raoult. A Lei de Henry estabelece que existe uma relao linear entre a presso de vapor do contaminante acima da sua soluo aquosa e a sua concentrao na soluo (Fetter, 1993). A partio entre o ar e a gua acompanhada atravs da constante adimensional de Henry, H,

TRS

P'H v= (2)

TR

H'H = (3)

H pode ser ainda representada pela seguinte relao

gua

ar

C

C'H = (4)

onde H a constante de Henry [P L3 mol-1], Pv presso de vapor [P], S solubilidade [mol L-3], R

a constante dos gases, T a temperatura [T], Car a concentrao na fase gasosa [M L-3] e Cgua

a concentrao na gua [M L-3]. Convm mencionar que Car tambm referido no texto como Cv.

Uma vez que os derivados do petrleo, como a gasolina, so misturas de hidrocarbonetos com propriedades fsicas e qumicas variadas, o seu comportamento no meio poroso determinado pelas caractersticas da mistura e no pelo comportamento individual de cada componente. Por este motivo, importante abordar a Lei de Raoult para cada um dos componentes. A Lei de Raoult estabelece que a presso parcial, pB [P], de um composto acima de uma mistura ideal na fase LNA igual presso de vapor do composto puro, Pv [P], vezes a fraco molar do composto na mistura, xB [-], e tem sido usada para quantificar as concentraes dos contaminantes no equilbrio entre as fases LNA e o ar (Corapcioglu e Baehr, 1987)

vBB Pxp = (5)

Desta forma pode prever-se a concentrao de vapor na fase gasosa, por exemplo, para o benzeno, a partir das seguintes equaes

TRnVp BB = (6)

TR

pC

V

n Bv

B == (7)

onde Cv a concentrao de vapor [mol L-3],

TR

Px

TR

pC vBBv ==

(8)

TR

MpC MBv =

(9)

em que MM a massa molar [M mol-1].

Aps ou durante a volatilizao, o transporte da fase gasosa de extrema importncia para que

o processo de volatilizao continue a ocorrer, para que no ocorra saturao da fase. Quando os contaminantes tm coeficientes de partio entre a gua do solo e o ar do solo < 104, eles difundem--se, essencialmente, na fase gasosa (Riser-Roberts, 1998).

2.2 Partio na fase aquosa

A infiltrao , provavelmente, um dos mecanismos de contaminao mais comuns no solo. A gua, que se infiltra a partir da superfcie, penetra no solo atravs dos poros e move-se em profundidade sob a influncia da gravidade. Se o solo estiver contaminado, a gua vai dissolvendo as substncias existentes, de acordo com as suas caractersticas. O lixiviado vai avanando em profundidade, enquanto as condies o permitirem, podendo atingir o nvel fretico.

Esta dissoluo envolve a transferncia de massa das fases slida, LNA ou gasosa para a fase

aquosa. A solubilidade em gua dos contaminantes orgnicos tem o maior efeito na persistncia e na mobilidade desses compostos. Em geral, quanto menor a solubilidade em gua maiores so os coeficientes de partio octanol/gua e carbono orgnico/gua. As concentraes de compostos orgnicos na gua podem tambm ser calculadas a partir das relaes de equilbrio baseadas nas Leis de Raoult e de Henry.

A solubilidade dos compostos orgnicos em questo em geral bastante baixa em gua. Tal

deve-se ao facto da gua ser considerada um dipolo, enquanto os compostos so no polares ou apresentam uma polaridade muitssimo reduzida. O carcter no polar confere s molculas propriedades hidrofbicas, com maior probabilidade de sofrerem partio na matria orgnica ou de serem adsorvidas na fraco mineral reactiva do solo (argilas), em condies secas, e neste caso geram-se fases imiscveis.

Os LFNA (Lquidos em Fase No Aquosa) apresentam caractersticas no miscveis. Quando

os LFNA no so dissolvidos nem adsorvidos, os compostos que os constituem tero grande probabilidade de se encontrarem na fase gasosa. No entanto, misturas como a gasolina tm tambm compostos solveis e, neste caso, no se pode deixar de os considerar.

De forma idntica ao que se passa na volatilizao, a solubilidade em gua de um componente

numa mistura proporcional solubilidade desse componente puro, sendo a constante de proporcionalidade a sua fraco molar na mistura, tal como se mencionou para a equao (5)

0iii SxS = (10)

ou

mxguaigua CxC = (11)

onde Si a solubilidade do composto na mistura ou Cgua a concentrao na gua [M L-3

gua], xi a fraco molar [-] do composto i na mistura e Si

0 a solubilidade do composto puro ou Cgua mx a concentrao mxima na gua [M L-3gua].

Em certas condies existem formas de aumentar a solubilidade dos compostos hidrofbicos.

Por exemplo, a co-solvatao um processo em que h aumento da solubilidade dos contaminantes orgnicos hidrofbicos pela adio de vrios solventes orgnicos miscveis em gua (ex. etanol, metanol e acetona). Os co-solventes ou solventes mistos reduzem a capacidade hidrofbica pelo aumento da interaco entre o contaminante e a gua, diminuindo a adsoro fsica e facilitando a mobilidade. Tambm a presena de compostos antropognicos ou outros resultantes de actividade biolgica (na proporo de 20%) aumenta as solubilidades dos contaminantes hidrofbicos de uma ordem de magnitude ou mais (Atlas, 1981).

2.3 Partio na fase slida

2.3.1 Generalidades sobre a adsoro

A partio da fase slida aqui abordada em termos de adsoro. O termo adsoro usado sem distino entre as variantes de processos que nele podem estar includas e so quaisquer interaces intermoleculares envolvidas na distribuio, a partir das fases aquosa ou gasosa para a fase slida. Segundo Scheidegger e Sparks (1996), os processos de adsoro so efectivamente os processos fsico-qumicos mais importantes que ocorrem no solo e que afectam a mobilidade de compostos LFNA e com a maior importncia aquando da avaliao do transporte e da sua biodisponibilidade. A adsoro a partir da fase gasosa para as superfcies slidas , particularmente, importante no transporte e na biodisponibilidade de compostos orgnicos no polares.

A adsoro pode ocorrer nas partculas minerais e/ou na matria orgnica e controlada pelas

caractersticas dos contaminantes. Por outro lado, ela influenciada pelas caractersticas da matriz do solo e dos fluidos (Christensen e Elton, 1996). Por esta razo, a prpria fsica do processo complicada. Por exemplo, a adsoro de uma espcie pode resultar na desadsoro de outra, o que se traduz por competio pelos locais de adsoro. Isto , particularmente, importante no caso das molculas no polares dos compostos orgnicos e das molculas polares da gua nas superfcies dos minerais. Tal facto pode ser observado entre as molculas na fase gasosa de ambas as espcies.

Diversos investigadores, entre os quais Pennell et al. (1992), recomendam que, na adsoro de

gases de compostos como os BTEX, a abordagem inclua diversos processos: 1) adsoro na superfcie dos minerais; 2) partio na matria orgnica; 3) dissoluo nas pelculas de gua adsorvida e 4) adsoro na interface ar/gs-gua, e que estes sejam utilizados para descrever a adsoro de gases na zona no saturada. A importncia relativa destes processos depender, principalmente: do teor em gua, da superfcie especfica dos minerais, do teor em carbono orgnico do adsorvente e da presso de vapor e da solubilidade do composto orgnico.

Ainda que a adsoro na superfcie mineral exposta possa ser substancial, pouco provvel que

tenha um papel relevante nos sistemas naturais com elevado teor em gua. Estudos laboratoriais tm demonstrado que as superfcies hidroflicas dos minerais encontram-se, provavelmente, cobertas por gua e a adsoro do composto orgnico decrescer at ao ponto observado nos sistemas gua/solo. No entanto, para a adsoro dos compostos volteis em solos secos, a maioria do processo ocorre na superfcie externa dos minerais, o que retarda por sua vez o movimento dos contaminantes (Riser-Roberts, 1998).

As reaces de adsoro so frequentemente exotrmicas e os processos de adsoro podem ser

classificados em dois grupos, com base nas energias envolvidas: adsoro qumica (alta energia) e adsoro fsica (baixa energia). Para contaminantes orgnicos no polares, a partio para a fase slida ocorre, usualmente, por processos de adsoro fsica, tais como ligaes de van der Waals e hidrofbicas.

2.3.2 Isotrmicas de adsoro

A isotrmica de adsoro uma medida da variao da concentrao da substncia adsorvida com a concentrao dessa substncia na fase gasosa ou aquosa, para a situao de equilbrio e a temperatura constante. Este o mtodo mais simples e usado para a previso da adsoro fsica, uma vez que a forma da isotrmica est directamente relacionada com o processo de adsoro para um sistema contaminante - fase gasosa - gua - adsorvente (solo) (Yaron et al., 1996).

Diversas constantes empricas podem ser calculadas a partir das isotrmicas de adsoro e estas constantes podem, ento, ser usadas para prever a quantidade adsorvida para outras condies experimentais. Os dados da adsoro devero ser considerados vlidos apenas para condies ambientais no equilbrio (Yaron et al., 1996).

De acordo com a classificao de Giles et al. (1960) existem quatro tipos de isotrmicas de

adsoro (Fig. 1). Os exemplos apresentados para cada curva so relativos a sistemas solo-soluo e no a sistemas solo-fase gasosa, tentando retratar situaes de baixas concentraes, de saturao e de saturao seguida de aumento brusco de concentrao adsorvida.

Fig. 1 Classificao de Giles (Giles et al., 1960).

De acordo com a figura anterior pode distinguir-se os quatro tipos de isotrmicas: a) Isotrmica de curva em C isotrmica caracterizada por um declive constante,

independentemente da concentrao da substncia em soluo, que corresponde a uma partio linear da substncia entre a fase lquida e a fase slida.

b) Isotrmica de curva em H isotrmica caracterizada por um declive inicial muito acentuado ou a curva inicia-se a dado ponto do eixo da adsoro no solo, o que indicia a alta afinidade da fase slida do solo para a substncia a ser adsorvida. Trata-se do caso particular de uma isotrmica de curva em L, onde as molculas do contaminante em soluo diluda so, praticamente, todas adsorvidas no solo.

b) Isotrmica de curva em L isotrmica caracterizada por um declive inicial que no aumenta com a concentrao da substncia em soluo. Este comportamento aponta para a afinidade, relativamente, elevada da fase slida do solo para concentraes baixas da substncia e uma diminuio da superfcie livre adsorvente medida que se d a adsoro. As molculas do contaminante dispem-se numa monocamada na superfcie slida.

c) Isotrmica de curva em S isotrmica caracterizada por um declive inicial que aumenta com a concentrao da substncia em soluo. Esta sugere que a afinidade relativa da fase slida do solo para o contaminante, a baixas concentraes, menor do que a afinidade do solo para a gua. Estas curvas so caractersticas de molculas mono-funcionais, comportando atraces intermole-culares moderadas (Bayard, 1997).

As isotrmicas podem, ainda, ser descritas matematicamente pelos modelos de Langmuir, Freundlich e de Brauner-Emmett-Teller (BET), sem deixar de incluir a distribuio linear (caso particular dos modelos de Langmuir e de Freundlich) (ver Jorge, 2001).

2.3.3 Consideraes

As isotrmicas de adsoro dos contaminantes orgnicos volteis no solo seco so no lineares, em contraste ntido com a linearidade das isotrmicas de adsoro nos sedimentos dos sistemas aquosos e na matria orgnica do solo, o que indica a adsoro de camadas mltiplas e/ou condensao na superfcie ou nos poros da fase slida (Chiou e Shoup, 1985; entre outros). Isso tambm acontece para altas concentraes de contaminantes (altas presses de vapor). Por seu lado, as isotrmicas lineares so aplicadas na adsoro de gases a baixas concentraes (Peterson et al., 1998), condies que podem ocorrer no campo a grandes distncias da fonte de contaminao. De acordo com Farrel e Reinhard (1994), a adsoro linear ocorre, tambm, em superfcies minerais homogneas com abundantes locais de adsoro, com igual afinidade para as espcies adsorventes.

O conhecimento da cintica de adsoro e de desadsoro muito importante. A cintica dos

processos de adsoro fsica fornece um certo nmero de ensinamentos dos mecanismos que ocorrem durante a adsoro. Segundo Wilson e Clarke (1994) muito importante determinar as isotrmicas de adsoro dos volteis orgnicos em solos, para que melhor se possa compreender o seu comportamento. No entanto, a disparidade de resultados obtidos em diferentes estudos, de acordo com diversos autores, evidencia a dificuldade dos estudos cinticos de adsoro no solo de compostos orgnicos no polares.

Segundo Calvet (1989) algumas horas de contacto (contaminante-solo) so suficientes para

atingir o equilbrio na adsoro e desta opinio so muitos investigadores que realizaram trabalho nesta rea. Os resultados da maior parte dos trabalhos efectuados mostram que a adsoro um processo rpido, onde mais de 50% dos contaminantes so adsorvidos em alguns minutos especialmente para solos de porosidade inter-partculas. Contudo, muitas vezes isto no acontece e tem-se adsoro lenta, dependendo dos compostos, do teor em gua e do tipo de solos, e podem ser necessrios meses para atingir o equilbrio. Com base neste comportamento, chegou-se concluso que a cintica em geral bifsica. Uma fase rpida e reversvel, a qual seguida por uma fase muito mais lenta no reversvel (Karickhoff e Morris, 1985). A fase rpida tem sido descrita na reteno de qumicos orgnicos numa forma lbil, em que grande parte da sua quantidade retida em poucos minutos e a posteriori ser, facilmente, desadsorvida. Esta fase de adsoro tratada como um equilbrio de partio linear entre as fases slida e aquosa, quando caso disso. A fase mais lenta envolve a reteno do produto qumico numa forma no lbil, difcil de desadsorver. Esta reaco de adsoro lenta tem sido descrita como a difuso do qumico nos microporos da matria orgnica e da fraco inorgnica do solo e tem tambm a ver com o perodo de tempo em que o contaminante est em contacto com o solo; tudo se passa como um mecanismo de transferncia de massa a taxa limitada (Vilkner e Parnas, 1986). medida que aumenta o tempo de contacto com o contaminante, aumenta a fraco no lbil. Relativamente biotransformao, a forma lbil do composto qumico est disponvel, enquanto a outra no.

A libertao de espcies adsorvidas , frequentemente, referida como desadsoro. Este

processo muito importante para solos contaminados, porque o seu estudo ajuda a prever o destino e a mobilidade dos contaminantes e possibilita a escolha de estratgias de reabilitao apropriadas.

A desadsoro pode ser extremamente difcil de conseguir e, neste caso, o problema de

tratamento ser complicado e retarda a futura utilizao da rea em questo. Por outro lado, se a

desadsoro conseguida com facilidade, poder-se- concluir que os contaminantes so facilmente libertados pondo em causa a gua subterrnea ou outros receptores.

A remoo dos compostos, como os BTEX, de um solo contaminado pode passar pela sua

transferncia para uma fase mvel. Tudo se passa em termos de transferncia de massa a taxa limitada. Um exemplo poderia ser a desadsoro de contaminantes da matriz slida para a gua intersticial e a posterior volatilizao dos compostos a partir da fase aquosa para a fase gasosa. Vrios processos tm sido propostos como fazendo parte e entrando nestas limitaes da taxa de transferncia, incluindo limitaes de transferncia de pelcula, processos de difuso no intra--agregado, passagem de fluxo gasoso em zonas de baixa permeabilidade ou zonas de elevada saturao da fase aquosa, resistncias difusivas no carbono orgnico do solo, taxas de reaces de desadsoro e envelhecimento da contaminao. Dos processos referidos, a difuso intra-agregado e ou intra-partculas tem recebido a maior ateno. A migrao dos compostos volteis na porosidade intra-partculas tem sido citada como um factor limitante da eficincia da desadsoro dos contaminantes pela remoo da fase gasosa do solo.

frequente observar em estudos laboratoriais que a desadsoro um processo mais difcil e

lento do que a adsoro e que as reaces no so totalmente reversveis (Karickhoff, 1984). Esta aparente irreversibilidade ocorre como um mecanismo de histerese, em que as isotrmicas de adsoro e de desadsoro no so coincidentes. Este facto deve-se ao desajuste das concentraes nos seus extremos, que impede a plena aplicao das equaes utilizadas para a adsoro para descrever a desadsoro (Calvet, 1989). A histerese est em grande parte relacionada com as concentraes totais mximas dos contaminantes, com o perodo de tempo que o contaminante esteve em contacto com o solo e com as ligaes mais ou menos fortes que se possam formar entre as partculas do solo e o contaminante.

A desadsoro de compostos orgnicos segue, tal como a adsoro, um padro de

comportamento a dois patamares de libertao de contaminante e que testemunhada por vrios estudos (entre eles Williamson et al., 1998). De idntica forma ao mencionado na adsoro, a fraco lbil do contaminante ser fcil de desadsorver e corresponder desadsoro linear, enquanto a fraco fortemente adsorvida no lbil, ser representada, provavelmente, por uma expresso exponencial.

3 ENSAIOS DE DESCONTAMINAO

3.1 Consideraes gerais

A simulao laboratorial do processo de descontaminao no decurso do trabalho experimental acabou por ser a tarefa ltima. Inicialmente estava planeado proceder contaminao de um solo em reactor, estudando a sua cintica de adsoro, e em sequncia proceder sua descontaminao. Devido a problemas que ocorreram durante a contaminao de um dos reactores, essa hiptese foi colocada de parte e teve que se proceder reconstruo de provetes de A.F., de S.R.G. e de S.R.X. para realizar ensaios de descontaminao.

Esses provetes foram contaminados e aguardaram perodos variados antes de serem sujeitos ao

ensaio, tentando com isso representar o envelhecimento da contaminao. Nestes ensaios foi utilizado o sistema de contaminao/descontaminao, na opo de circuito aberto, descrito em Jorge (2001) e Jorge et al. (2008), e utilizou-se, essencialmente, uma linha de ar comprimido como fonte de ventilao.

3.2 Caractersticas dos provetes

Os provetes foram construdos de acordo com os procedimentos descritos em Jorge (2001), tendo-se em conta a natureza do solo. Para cada tipo de solo foram reconstrudos dois provetes com teores em gua e pesos volmicos aparentes diferentes, assim como diferentes volumes das fases existentes. Estes provetes ficaram com as caractersticas apresentadas nos Quadros 1 e 2.

Quadro 1 Caractersticas dos provetes reconstrudos nos reactores e ensaiados.

Solo Massa de

solo W (g)

Teor em gua

w (%)

Peso volmico aparente

ap (kN.m-3)

Condutividade hidrulica k (m.s-1)

Porosidade n (%)

ndice de vazios e (-)

3154 0 15,58 3,6 10-6 40,1 0,67 A.F.

2619 5 14,00 2,2 10-5 48,7 0,51 3992 3 17,69 3,8 10-7 35,6 0,55

S.R.G. 3648 13 20,11 9,0 10-8 33,5 0,50 3307 1,3 15,12 7,8 10-7 45,4 0,83

S.R.X. 3505 5 16,18 1,9 10-6 43,5 0,77

Quadro 2 Volumes ocupados pelas diferentes fraces das fases dos provetes de solo.

Solo Volume de vazios

Vv (cm3) Volume de ar

Var (cm3) Volume de gua

Vgua (cm3) Volume de slidos

Vs (cm3) A.F. (w = 0%) 795 795 0 1190 A.F. (w = 5%) 938 807 131 989 S.R.G. (w = 3%) 812 692 120 1468 S.R.G. (w = 13%) 673 199 474 1337 S.R.X. (w = 1,3% 985 942 43 1189 S.R.X. (w = 5%) 970 795 175 1261

3.3 Ensaios realizados

Os ensaios realizados tiveram por objectivo remover por ventilao dos provetes os constituintes de BTEX existentes nas diferentes fases e concluir quanto eficincia deste processo para cada tipo de solo nas condies que apresentavam. Os ensaios decorreram a uma temperatura constante de 202C. Em cada reactor foram adicionados 10 mL de BTEX 2,5 mL B + 2,5 mL T + 2,5 mL E + 2,5 mL X a que correspondem, respectivamente, as quantidades de massa inicial de 2200, 2175, 2175 e 2200 mg. Esta mistura foi injectada junto base da coluna, na zona de filtro. Esperou-se que esse volume volatilizasse, tendo-se aguardado entre a operao de dopagem e o incio do ensaio de descontaminao de um ms e meio a trs meses. Os ensaios de descontaminao realizados encontram-se sistematizados no Quadro 3. As amostras de gs foram recolhidas desde o incio do ensaio, com espaamentos no tempo que foram sendo cada vez maiores medida que o ensaio avanava. Na fase inicial foram recolhidas amostras com a periodicidade que o processo analtico permitia, o que correspondia a cerca de 45 minutos. Em cada amostra foram recolhidos 500 L da fase gasosa efluente. Esta amostra recolhida era, imediatamente, injectada no cromatgrafo gasoso para determinao analtica a partir da qual se obtinham os resultados correspondentes s quantidades de compostos BTEX na fase gasosa.

Em cada ensaio pretendeu obter-se a mxima remoo dentro de um perodo de tempo

compatvel com um calendrio apertado, o que acabou por ser o que na realidade se passa, em geral, com situaes concretas. Porm, tal facto fez com que se obtivesse mais rapidamente uma

cauda de concentrao dos contaminantes, possivelmente associada a uma desadsoro lenta. O que significa que a fraco lbil foi removida mais rapidamente.

Quadro 3 Ensaios de descontaminao realizados e respectivas condies.

Ensaio de descontaminao

Contaminantes Recolha

(L) Tempo de equilbrio

(ms) Durao do ensaio

(dias) A.F. (w = 0%) BTEX 500 1,5 48 A.F. (w = 5%) BTEX 500 2 29 S.R.G. (w = 3%) BTEX 500 3 25 S.R.G. (w = 13%) BTEX 500 2 28 S.R.X. (w = 1,3%) BTEX 500 1,5 21 S.R.X. (w = 5%) BTEX 500 2 25

3.4 Tratamento dos resultados

Os resultados das anlises cromatogrficas foram convertidos em quantidades de massa de BTEX para os tempos correspondentes de ventilao, atravs das curvas de calibrao elaboradas para o efeito, conforme descrito em Jorge (2001). A partir das equaes (1), (5) e (9) obteve-se a concentrao de vapor relativa quantidade de massa determinada.

O caudal de ventilao durante os ensaios no foi constante, verificando-se oscilaes, por

vezes, muito acentuadas. Por este motivo, teve que se obter a quantidade de BTEX extrada ao longo do tempo do perodo de ventilao e do caudal de ar passado. Desta forma, houve a necessidade de se trabalhar com volumes acumulados que foram obtidos a partir de

=t

0

dtQV (12)

onde V o volume acumulado no tempo [L3], Q o caudal de ventilao [L3 t-1] e t o tempo de ventilao [t].

A partir dos valores de concentrao obtidos na fase gasosa e dos valores de volume de

ventilao calculou-se a quantidade acumulada dos compostos de BTEX extrados usando a expresso

=V

0

v dVCq (13)

em que q a quantidade de massa acumulada [M], Cv a concentrao de vapor [M L-3] e V o

volume acumulado [L3]. Se se quiser obter os resultados em termos de eficincia de remoo ento dever-se-

considerar

100q

qR

0

= (14)

em que R a eficincia de remoo (%), q a quantidade de massa acumulada [M] e q0 a quantidade de massa inicial [M].

0 400 800 1200 1600

0

8

16

24

Benzeno

Areia de Fontainebleau

Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )

Volume acumulado (L)

0 400 800 1200 1600

0

2

4

6

Tolueno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


0 400 800 1200 1600

0

1

2

3

Etilbenzeno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


0 400 800 1200 1600

0

1

2

3

Xileno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


3.5 Areia de Fontainebleau

3.5.1 Areia de Fontainebleau Seca

O ensaio de ventilao realizado no provete de areia de Fontainebleau seca teve a particularidade de ter decorrido por dois perodos de tempo distintos, espaados de cerca de um ms. O ensaio foi iniciado com um caudal de 100 mL.min-1, com valores constantes no primeiro dia e mais baixos na manh do segundo dia, voltando a ser reestabelecido o valor de caudal inicial. Posteriormente verificaram-se algumas oscilaes importantes.

A partir das recolhas realizadas na linha do sistema e da determinao dos resultados obtidos

pela anlise cromatogrfica, foi possvel calcular os valores das quantidades de BTEX na fase gasosa. Posteriormente, obtiveram-se os correspondentes valores de concentrao no vapor por aplicao das equaes (1), (5) e (9). Pela integrao do caudal de ventilao [equao (12)] obteve-se, por sua vez, o volume acumulado. A partir destes dados foi possvel representar a concentrao de vapor em funo do volume de ar que passou no reactor (Fig. 2).

Fig. 2 Variao da concentrao de BTEX na fase de vapor em funo do volume acumulado de ar passado no provete de A.F. seca.

0 400 800 1200 1600

0

5

10

15

20

Benzeno

Tolueno

Etilbenzeno

Xileno

Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


O incio do segundo perodo de ensaio bem visvel na Fig. 2, particularmente para o etilbenzeno e para o o-xileno. Nessa figura podem recolher-se alguns dados importantes. Assim, a concentrao de vapor mxima, para cada um dos compostos BTEX, : no benzeno de 20,3 mg.L-1, alcanada ao fim de 42 min de ensaio, aps terem passado pela

amostra 3,7 L de ar; no tolueno de 6,5 mg.L-1, atingida ao fim de 210 min, aps 20,9 L de ar; no etilbenzeno e no o-xileno de 2,8 mg.L-1, obtida aos 1068 min, aps 123,8 L de ar. O benzeno atingiu a linha de remoo residual aos 100 L de volume de ar ventilado no provete. Para o tolueno assume-se que a atingiu perto dos 220 L, enquanto que o etilbenzeno e o o-xileno atingiram esta linha para o mesmo valor de 392 L.

Na Fig. 3 comparado o comportamento dos diferentes compostos, observando-se que quando

existe um decrscimo do composto mais voltil, o composto que a seguir quele apresenta maior volatilidade sofre um ligeiro aumento. Passando-se o mesmo com os restantes (etilbenzeno e o--xileno), mas de forma menos ntida.

Por aplicao da equao (13) converteu-se a concentrao de vapor de BTEX, existente na

fase gasosa, em massa acumulada de BTEX removida. A quantidade acumulada de substncia extrada em funo do volume acumulado de ar ventilado apresentada na Fig. 4. A partir da quantidade acumulada de substncia extrada para cada um dos compostos, atendendo equao (14), determinaram-se as percentagens de remoo para cada um dos compostos de BTEX, cujos valores so, respectivamente, de 37, 34, 32 e 30%.

Fig. 3 Comparao do comportamento dos diferentes compostos de BTEX em funo do volume total de ar passado no provete de areia de Fontainebleau seca.

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

0

200

400

600

800

Benzeno

Tolueno

Etilbenzeno

Xileno

Qu

an

tid

ad

e d

e m

ass

a a

cum

ula

da

(m

g)


Qu

antid

ade

sub

stn

cia

acu

mu

lad

a (m

g)

Fig. 4 Quantidade de substncia acumulada de BTEX removida do provete de areia de Fontainebleau seca em funo do volume acumulado de ar ventilado.

3.5.2 Areia de Fontainebleau com 5% de gua

O ensaio de ventilao realizado no provete de areia de Fontainebleau com 5% de teor em gua decorreu durante cerca de um ms. A dopagem aconteceu um ms e meio antes do incio do ensaio. O ensaio foi iniciado com um caudal de cerca de 85 mL.min-1, mas os valores foram decrescendo ao longo do primeiro dia. Durante o decurso do ensaio verificaram-se algumas variaes de caudal.

A partir das anlises cromatogrficas das amostras de ar, proveniente da ventilao do reactor,

obtiveram-se os resultados alcanados, que sofreram tratamento idntico ao descrito na seco anterior. Deste tratamento resultou a obteno da concentrao de BTEX no ar sada do reactor. A sua representao grfica em funo do volume acumulado de ar ventilado encontra-se ilustrada na Fig. 5. Da observao daquela figura, possvel verificar que o valor mximo da concentrao de vapor extrada, durante o ensaio, para cada um dos compostos BTEX, : no benzeno de 34,6 mg.L-1, atingida ao fim de 45 min de ensaio, aps terem passado pela

amostra 3,8 L de ar; no tolueno de 15,5 mg.L-1, obtida ao fim de 80 min, aps 6,9 L de ar; no etilbenzeno de 6,4 mg.L-1, alcanada aos 1469 min, aps 72,1 L de ar; no o-xileno de 5,5 mg.L-1, atingida aos 1809 min, aps 114,5 L de ar. O benzeno atingiu a linha de remoo residual aos 100 L de volume de ar ventilado no provete, o tolueno atingiu esse limite perto dos 420 L, enquanto que o etilbenzeno e o o-xileno atingiram-no para o mesmo valor de 545 L. A quantidade acumulada de substncia extrada em funo do volume acumulado de ar ventilado apresentada na Fig. 6. Convertendo a quantidade acumulada de substncia extrada em percentagem de remoo, obtm-se os valores de 47, 45, 35 e 33% para cada um dos compostos de BTEX, respectivamente.

-200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400-5

0

5

10

15

20

25

30

35

Benzeno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(g

.ml

-1)


0 200 400 600 800 1000 1200

0

200

400

600

800

1000

1200

Benzeno

Tolueno

Etilbenzeno

Xileno

Qu

an

tid

ad

e d

e m

ass

a a

cum

ula

da

(m

g)


Qu

antid

ade

sub

stn

cia

acu

mu

lad

a (m

g)

Fig. 5 Variao da concentrao de BTEX na fase de vapor em funo do volume acumulado de ar passado no provete de A.F. a 5% de gua.

Fig. 6 Quantidade de massa acumulada removida do provete de A.F.a 5% de gua em funo

do volume acumulado de ar ventilado.

-200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400-2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Tolueno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(g

.mL

-1)


-200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400-1

0

1

2

3

4

5

6

7

Etilbenzeno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


-200 0 200 400 600 800 1000 1200 1400

0

1

2

3

4

5

6

Xileno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(g

.mL

-1)


0 200 400 600

0

10

20

30

40

Benzeno

Solo residual do granito

Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


0 100 200 300 400 500 600 700

0

2

4

6

8

10

12

14

Tolueno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


0 100 200 300 400 500 600 700

0

1

2

3

4

Etilbenzeno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


0 100 200 300 400 500 600 700

0

1

2

3

4

Xileno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


3.6 Solo residual do granito

3.6.1 Solo residual do granito com 3% de gua

O ensaio de ventilao realizado no provete de solo residual do granito com 3% de teor em gua decorreu durante 25 dias. A dopagem ocorreu cerca de trs meses antes do incio do ensaio. A ventilao foi iniciada com um caudal de 60 mL.min-1, vindo a diminuir intencionalmente com o evoluir da descontaminao at atingir o valor de 15 mL.min-1. O fluxo da ventilao sofreu, no entanto, oscilaes de velocidade.

A partir da anlise cromatogrfica das amostras de ar recolhidas na linha do sistema de

descontaminao determinou-se a concentrao dos contaminantes na fraco de ar ventilado (Fig. 7).

Fig. 7 Variao da concentrao de benzeno na fase de vapor em funo do volume acumulado de ar passado no provete de S.R.G. a 3% de gua.

Da anlise da Fig. 7 possvel constatar que a concentrao mxima no vapor de BTEX,

resultante da ventilao do solo, : no benzeno de 37,2 mg.L-1, atingida ao fim de 120 min de ensaio e aps ter passado pela

amostra 6,8 L de ar; no tolueno de 11,6 mg.L-1, conseguida ao fim de 225 min e aps 12,2 L de ar; no etilbenzeno de 4,2 mg.L-1, obtida ao fim de 1905 min e aps 48,8 L de ar; no o-xileno 3,7 mg.L-1, alcanada ao fim de 4170 min e aps de 110,0 L de ar.

0 200 400 600

0

200

400

600

Benzeno

Tolueno

Etilbenzeno

Xileno

Qu

an

tida

de

de

ma

ssa

acu

mu

lad

a (

mg

)


Qu

antid

ade

sub

stn

cia

acu

mu

lad

a (m

g)

O benzeno atingiu a linha de remoo residual aos 50 L de volume de ar ventilado no provete, o tolueno atingiu o mesmo limite perto dos 78 L, enquanto que o etilbenzeno e o o-xileno atingiram-no para os valores de 125 e 148 L, respectivamente. A quantidade acumulada de substncia extrada em funo do volume acumulado de ar

ventilado apresentada na Fig. 8. A partir da quantidade acumulada de substncia obtida para cada um dos compostos BTEX, calculou-se a correspondente percentagem de remoo, cujos valores so 30, 25, 17 e 17 %, respectivamente.

Fig. 8 Quantidade de substncia acumulada de BTEX removida do provete de S.R.G. a 3%

de gua em funo do volume acumulado de ar ventilado.

3.6.2 Solo residual do granito com 13% de gua

O ensaio de ventilao realizado no provete de solo residual do granito com 13% de teor em gua decorreu durante 28 dias, tendo estado parado num perodo de 9 dias. A dopagem ocorreu cer-ca de dois meses antes do incio do ensaio. O ensaio foi iniciado com um caudal de 150 mL.min-1. Inicialmente, a linha funcionou com a modalidade de bomba de vcuo, de forma intermitente, e, posteriormente, passou a funcionar em contnuo por perodos programados em que o caudal permaneceu constante e igual a 175 mL.min-1. Ao fim de 15 dias de ensaio, a ventilao dos reactores passou a funcionar em contnuo e a ser alimentada pela linha de ar comprimido do laboratrio. Com este dispositivo a descontaminao passou a ser realizada com um caudal de 40 mL.min-1, para mais tarde diminuir, ainda mais, at cerca de 20 mL.min-1.

Determinaram-se as concentraes dos diferentes compostos de BTEX nas diferentes fraces,

a partir das recolhas realizadas ao ar resultante da ventilao do sistema e da posterior anlise cromatogrfica efectuada. A variao destas concentraes com o volume acumulado de ar ventilado encontra-se representada na Fig. 9, para cada um dos constituintes de BTEX.

0 100 200 300 400 500 600 700

0

5

10

15

20

25

30

Benzeno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


0 100 200 300 400 500 600 700

0

2

4

6

8

10

Tolueno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


0 100 200 300 400 500 600 700

0

1

2

3

4

5

Etilbenzeno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )

Volume acumulado (L)0 100 200 300 400 500 600 700

0

1

2

3

4

Xileno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


Fig. 9 Variao da concentrao de BTEX na fase de vapor em funo do volume acumulado de ar passado no provete de S.R.G. a 13% de gua.

A figura anterior permite ver que a concentrao mxima no vapor de BTEX extrado,

resultante da ventilao do solo, : no benzeno de 24,8 mg.L-1, tendo sido alcanada ao fim de 88 min. de ensaio e aps ter

passado pela amostra 13,9 L de ar; no tolueno de 10,1 mg.L-1, atingida ao fim de 245 min. e aps 20,4 L de ar; no etilbenzeno de 4,7 mg.L-1, obtida tambm ao fim do perodo de 245 min. e aps 20,4 L

de ar; no o-xileno de 3,5 mg.L-1, atingida aos 634 min. e aps 62,5 L de ar. O benzeno atingiu a linha de remoo residual aos 100 L de volume de ar ventilado no provete. O tolueno atingiu o mesmo limite aos 210 L, enquanto o etilbenzeno e o o-xileno alcanaram--no ao fim de 350 L de volume acumulado de ar ventilado. A quantidade acumulada de substncia de BTEX extrada em funo do volume acumulado de

ar ventilado apresentada na Fig. 10. Convertendo a quantidade acumulada de substncia que se obteve para cada um dos compostos de BTEX na correspondente percentagem de remoo, verifica-se que a eficincia da extraco de BTEX foi, respectivamente, de 25, 28, 30 e 29%.

0 100 200 300 400 500 600 700

0

200

400

600

Benzeno

Tolueno

Etilbenzeno

Xileno

Qu

an

tida

de

de

ma

ssa

acu

mu

lad

a (

mg

)


Qu

antid

ade

sub

stn

cia

acum

ula

da

(m

g)

Fig. 10 Quantidade de massa acumulada de BTEX removida do provete de S.R.G. a 13% de

gua em funo do volume acumulado de ar ventilado.

3.7 Solo residual do xisto

3.7.1 Solo residual do xisto com 1,3% de gua

O ensaio de ventilao realizado no provete de solo residual do xisto com 1,3% de teor em gua decorreu durante 20 dias. A dopagem tinha acontecido cerca de ms e meio antes do incio do ensaio. A ventilao do provete foi assegurada pela linha de ar comprimido do laboratrio. O ensaio foi iniciado com um caudal de 50 mL.min-1, sendo reduzido, gradualmente, com o avano da descontaminao at valores prximos de 10 mL.min-1.

As concentraes de vapor para cada um dos compostos dos BTEX medida que avanava o

ensaio de simulao de ventilao so apresentadas na Fig. 11. Esta figura permite salientar que a concentrao mxima no vapor de BTEX, resultante da ventilao do solo, :

no benzeno de 44,2 mg.L-1, sendo atingida ao fim de 259 min. de ensaio e aps ter passado pela amostra 13,4 L de ar;

no tolueno de 13,7 mg.L-1, tendo sido alcanada ao fim de 1263 min. e aps 61,4 L de ar; no etilbenzeno de 5,3 mg.L-1, sendo alcanada depois de decorrido o perodo de 2935 min

e aps 136,6 L de ar; no o-xileno de 3,4 mg.L-1, sendo conseguida aos 3489 min. e aps 162,5 L de ar. O benzeno atingiu o limite de remoo residual aos 72 L de volume de ar ventilado no provete. O tolueno atingiu-o perto dos 214 L, enquanto o etilbenzeno e o o-xileno alcanaram-no aps a ventilao de um volume de ar de 427 e 516 L, respectivamente. A quantidade acumulada de substncia extrada em funo do volume acumulado de ar

ventilado apresentada na Fig. 12. A partir da quantidade mxima acumulada de substncia foi possvel calcular a percentagem de remoo dos diferentes constituintes de BTEX, que no presente estudo foi de 67, 59, 52 e 47%, respectivamente.

-100 0 1 00 200 30 0 4 00 5 00 600 70 0 8 00-20 0

0

20 0

40 0

60 0

80 0

100 0

120 0

140 0

160 0

B

T

E

X

Qu

an

tida

de

de

ma

ssa

acu

mu

lad

a (

mg

)

V o lum e acum ulado (L )

Qu

an

tidad

e s

ub

stn

cia

acu

mu

lad

a (m

g)

Fig. 11 Variao da concentrao de benzeno na fase de vapor em funo do volume acumulado de ar passado no provete de S.R.X. a 1,3% de gua.

Fig. 12 Quantidade de massa acumulada de BTEX removida do provete de S.R.X. a 1,3% de gua em funo do volume acumulado de ar ventilado.

0 100 200 300 400 500 600 700 800

0

2

4

6

8

10

12

14

Tolueno

Solo residual do xisto

Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


-100 0 100 200 300 400 500 600 700 800

0

10

20

30

40

50

Benzeno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


-100 0 100 200 300 400 500 600 700 800

0

1

2

3

4

5

6

Etilbenzeno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


-100 0 100 200 300 400 500 600 700 800-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

Xileno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


0 100 200 300 400 500 600

0

10

20

30

40

50

Benzeno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


0 100 200 300 400 500 600

0

2

4

6

8

10

Xileno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


0 100 200 300 400 500 600

0

5

10

15

20

Tolueno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


0 100 200 300 400 500 600

0

2

4

6

8

10

Etilbenzeno


Co

nce

ntr

a

o d

e v

ap

or

(

g.m

L-1 )


3.7.2 Solo residual do xisto com 5% de gua

O ensaio de ventilao realizado no provete de solo residual do xisto com 5% de teor em gua decorreu durante 25 dias, tendo estado parado 5,5 dias. A dopagem ocorreu cerca de dois meses antes do incio do ensaio. A ventilao do solo foi assegurada pela linha de ar comprimido do laboratrio. O ensaio foi iniciado com um caudal de 100 mL.min-1, decrescendo, posteriormente, para um valor mdio de 20 mL.min-1.

A partir da anlise cromatogrfica das amostras de ar resultante da ventilao do solo foi poss-

vel determinar, tal como foi exemplificado anteriormente para os outros ensaios, a concentrao de BTEX ao longo do avano da descontaminao. Na Fig. 13 encontra-se representada a variao da concentrao de cada composto de BTEX em funo do volume acumulado de ar ventilado.

Fig. 13 Variao da concentrao de benzeno na fase de vapor em funo do volume

acumulado de ar passado no provete de S.R.X. a 5% de gua. Da observao da figura anterior possvel verificar que a concentrao mxima de BTEX, no

vapor extrado, : no benzeno de 47,3 mg.L-1, sendo atingida ao fim de 78 min. de ensaio e aps ter passado pela

amostra 8,6 L de ar; no tolueno de 20,4 mg.L-1, que foi alcanada ao fim de 319 min. e aps 35,2 L de ar; no etilbenzeno de 8,7 mg.L-1, sendo atingido ao fim de 1939 min. e aps 86,9 L de ar; no o-xileno de 9,4 mg.L-1, ao fim de 7327 min. e aps 132,5 L de ar.

0 100 200 300 400 500 600

0

200

400

600

800

1000

1200

B

T

E

X

Qu

an

tida

de

de

ma

ssa

acu

mu

lad

a (

mg

)


Qu

antid

ade

sub

stn

cia

acu

mu

lad

a (m

g)

O benzeno atingiu a linha de remoo residual aos 50 L de volume de ar ventilado no provete, enquanto o tolueno atingiu-a perto dos 111 L. Por sua vez, o etilbenzeno e o o-xileno atingiram-na ao fim de um volume acumulado de 156 e 199 L de ar, respectivamente.

A quantidade acumulada de BTEX extrada em funo do volume acumulado de ar ventilado

apresentada na Fig. 14. Convertendo a quantidade acumulada de substncia obtida para cada um dos compostos de BTEX em percentagens de remoo, obtm-se a eficincia da extraco de cada composto, que no presente ensaio toma os valores de 49, 43, 34 e 31%, respectivamente

Fig. 14 Quantidade de massa acumulada de BTEX removida do provete de S.R.X. a 5% de gua em funo do volume acumulado de ar ventilado.

3.8 Resumo dos resultados

O resumo dos resultados obtidos nos ensaios de descontaminao apresentado no Quadro 4.

4 INTERPRETAO DOS RESULTADOS OBTIDOS

Tendo em conta as diferentes condies de cada solo e o caudal estabelecido durante o ensaio de descontaminao, pode fazer-se uma anlise em relao ao comportamento dos contaminantes, no geral, e uma outra para o comportamento dos contaminantes de solo para solo.

4.1 Comportamento dos contaminantes

O comportamento dos diferentes compostos extrados durante o perodo de ventilao semelhante para os diferentes ensaios realizados, como se poder confirmar atravs dos grficos da representao da quantidade de substncia de BTEX extrada em cada provete em funo do volume de ar (Figs. 4, 6, 8, 10, 12 e 14). O benzeno invariavelmente o primeiro contaminante a atingir o mximo de quantidade extrada e a ordem pela qual os restantes compostos alcanam as respectivas quantidades mximas vai seguindo a ordem da volatilidade dos BTEX (ver Jorge, 2001 ou Jorge et al. 2008). Esta mesma sequncia tambm se verifica para os valores das quantidades

mximas que se extraem nos diferentes ensaios, sendo maior para o benzeno e menor para o o--xileno. Pontualmente, notam-se algumas excepes como acontece com o benzeno no ensaio com o solo residual do granito com 13% de teor em gua, em que a sua quantidade mxima extrada inferior do tolueno. Este facto explicado pela adsoro na interface ar-gua ou pela solubilizao do benzeno na gua do solo.

Quadro 4 Resumo dos resultados dos ensaios de descontaminao para os diferentes solos.

lb - linha de base de concentrao residual; Cv mx B = 98,6 mg.L-1; Cv mx T = 28,3 mg.L-1; Cv mx E = 9,0 mg.L-1; Cv mx X = 6,4 mg.L-1.

Na Fig. 15 so sistematizados os comportamentos da quantidade extrada de cada contaminante

nos diferentes ensaios realizados. A anlise da figura anterior permite salientar que a extraco de BTEX com o avano da ventilao do solo pode ser dividida em 3 regies distintas. A primeira situa-se na parte inicial e caracterizada por o avano da extraco apresentar um comportamento linear. A segunda ocorre entre o limite anterior e o incio da zona em que a extraco de contaminante permanece constante, enquanto a terceira identifica-se com a zona em que o contaminante permanece constante (Fig. 16 a)).

Na primeira regio (zona 1) verifica-se que a taxa de aumento da quantidade extrada

linearmente dependente da presso de vapor de cada um dos contaminantes para qualquer solo ensaiado, tal como exemplificado pela Fig. 16 b), para o caso particular do solo residual do xisto com 5% de teor em gua. Este comportamento revelador de que a extraco de contaminante nesta regio controlada pela distribuio de BTEX entre a mistura LFNA inicial e a fase gasosa, o que explica por que que o benzeno e o tolueno so os compostos mais facilmente removidos nesta fase. Esta concluso exclui qualquer influncia que o solo poder, eventualmente, exercer sobre a extraco de BTEX nesta regio. A interpretao desse facto no ser, seguramente, devido ausncia de reteno de BTEX por parte dos diferentes solos, mas ser, provavelmente, atribudo circunstncia dos solos reterem apenas uma pequena fraco de contaminante que existe na fase de

Material B

(%) T

(%) E

(%) X

(%)

Vol. lb B

(L)

Vol. lb T

(L)

Vol. lb E

(L)

Vol. lb X

(L)

Cv mx B

(mg.L-1)

Cv mx T

(mg.L-1)

Cv mx E

(mg.L-1)

Cv mx X

(mg.L-1)

A.F. (w =0 %)

37 34 32 30 100 220 392 392 20,3

(3,7 L - 42 min)

6,5 (20,9 L - 210 min)

2,8 (123,8 L - 1680 min)

2,8 (123,8 L - 1680 min)

A.F. (w = 5 %)

47 45 35 33 100 419 545 545 34,6

(3,8 L - 45 min)

15,5 (6,9 L - 80 min)

6,4 (72,1 L -

1469 min)

5,5 (114,5 L - 1809 min)

S. R. G. (w = 3 %)

30 25 17 17 50 78 125 148 37,2

(6,8 L - 120 min)

11,6 (12,2 L - 225 min)

4,2 (48,8 L -

1905 min)

3,7 (110,0 L - 4170 min)

S.R.G. (w = 13 %)

25 28 30 29 100 210 350 350 24,8

(13,9 L aos 88 min)

10,1 (20,4 L aos 245 min)

4,7 (20,4 L - 245 min)

3,5 (62,5 L

aos 634 min)

S.R.X. (w = 1,3 %)

67 59 52 47 72 214 427 516 44,2

(12,4 L - 259 min)

13,7 (61,4 L -

1263 min)

5,3 (136,6 L - 2935 min)

3,4 (162,5 L - 3489 min)

S.R.X. (w = 5 %)

49 43 34 31 50 111 156 199 47,3

(8,6 L - 78 min)

20,4 (35,2 L - 319 min)

8,7 (86,9 L -

1939 min)

9,4 (132,5 L - 7327 min)

0 100 200 300 400

0

250

500

750

s.r.granito 3%

o-Xileno

s.r.granito 13%

s.r.xisto 5%

s.r.xisto 1,3%

areia 5%

areia 0%

Qu

an

tida

de

de

su

bst

n

cia

(m

g)


0 50 100 150 200 250 300 350

0

250

500

750

1000

1250

s.r.granito 13%

Etilbenzeno

s.r.granito 3%

s.r.xisto 5%

s.r.xisto 1,3%

areia 5%areia 0%

Qu

an

tida

de

de

su

bst

n

cia

(m

g)

Volume acumulada (L)

0 50 100 150 200 250 300

0

250

500

750

1000

1250

1500

s.r.granito 13%

Tolueno

s.r.granito 3%

s.r.xisto 5%

s.r.xisto 1,3%

areia 5%

areia 0%

Qu

an

tida

de

de

su

bst

n

cia

(m

g)


0 50 100 150 200 250

0

250

500

750

1000

1250

1500

s.r.granito 13%

Benzeno

s.r.granito 3%

s.r.xisto 5%

s.r.xisto 1,3%

areia 5%

areia 0%

Qu

an

tida

de

de

su

bst

n

cia

(m

g)


Fig. 15 Sistematizao dos comportamentos da quantidade extrada de BTEX para as diferentes simulaes.

-100 0 100 200 300 400 500 600 700

-100

0

100

200

300

400

500

600

700 Zona 3Zona 2Zona 1

Qu

an

tida

de

de

su

bst

n

cia

Volume acumulado

0,00 0,02 0,04 0,06 0,08 0,10

0

10

20

30

40

50

X

E

T

B

Solo residual xisto 5%

Ta

xa d

e q

ua

ntid

ad

e e

xtra

da

(m

g.L

-1)

Presso de vapor (atm)

1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5

0

10

20

30

40

50

areia 5%

s.r.xisto 1,3%

areia 0%

s.r.xisto 5%

s.r.granito 13%

s.r.granito 3%

m = 3,4

m = 1,4

m = 12,1

Ta

xa d

e r

em

o

o B

TE

(m

g.L-1 )

Taxa de remoo X (mg.L-1)

Benzeno

Etilbenzeno

Tolueno

a) b)

Fig. 16 a) Trs regies distintas das curvas de quantidade de substncia extrada durante a ventilao; e b) Relao entre a taxa de quantidade extrada de BTEX e a presso de vapor para o

S.R.X. com 5% de teor em gua na zona 1.

vapor no incio do avano da ventilao e que manifestamente insuficiente para inviabilizar a dependncia observada na Fig. 16 b).

Apesar da influncia da presso de vapor dos contaminantes na taxa de aumento das suas

quantidades extradas ter sido exemplificada apenas para um solo (S.R.X. a 5% de gua), verifica--se que essa dependncia se estende aos restantes solos. Com o objectivo de ilustrar a referida dependncia num s grfico, representaram-se as taxas de aumento da quantidade extrada de BTE para todos os solos ensaiados em funo das respectivas taxas obtidas o X (Fig. 17).

Fig. 17 Relao entre as taxas de remoo de BTE e de X para a zona 1 e para todas as simulaes realizadas.

Esta representao permite confirmar que a presso de vapor o factor limitante da extraco

de contaminante durante a fase inicial de ventilao, uma vez que os declives das funes lineares representadas na Fig. 17 so descritos pelas razes entre as presses de vapor dos compostos consi-

1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,50

10

20

30

40

50

Tax

a de

rem

oo

de

BT

E

Taxa de remoo de o-xileno

derados. Assim, a representao grfica das taxas de remoo do etilbenzeno relativamente s do o--xileno origina um declive de 1,4, enquanto a razo das suas presses de vapor de 1,2. O mesmo acontece para o tolueno e para o benzeno, apesar da maior disperso das taxas de remoo. No caso do tolueno, a dependncia entre a taxa de remoo dos dois compostos (T/X) conduz a um declive de 3,4, enquanto a razo entre as suas presses de vapor de 3,6. Para o benzeno, a influncia da presso de vapor continua a observar-se, apesar de se registar um afastamento de duas simulaes a este comportamento. O declive proveniente da representao grfica das taxas de remoo B/X de 12,1, enquanto a razo entre as suas presses de vapor de 12,0. A interpretao adicional que pode ser feita s linhas representadas na Fig.17, em termos de declive, a seguinte: a influncia que o etilbenzeno sofre e que proveniente dos diferentes solos semelhante influncia que o o--xileno tambm sofre nesses mesmos solos, mas denotando uma maior variao; essa variao aumenta para o tolueno e mais, ainda, para o benzeno. Estas relaes reflectem as influncias das caractersticas do contaminante nos resultados da simulao laboratorial.

4.2 Efeitos da natureza dos solos

Na zona 1 da Fig. 16 a), para alm do efeito dominante da presso de vapor dos BTEX nas taxas de remoo, h tambm a salientar o efeito da natureza do solo, que na Fig. 17 traduzido pela disperso dos valores da taxa de remoo dos diferentes contaminantes observada para os diferentes solos. Se o solo no exercesse qualquer influncia sobre a taxa de remoo, esperar-se-ia que a representao grfica da Fig. 17 fosse caracterizada por trs grupos de pontos alinhados verti-calmente e separados por quantidades descritas pelas razes das presses de vapor dos contaminan-tes, conforme exemplificado na Fig. 18.

Fig. 18 Relao entre as taxas de remoo de BTE e de X para a zona 1 na ausncia da influncia do solo.

A influncia das caractersticas do solo faz com que as taxas de remoo apenas conseguiam

obter uma relao linear com os pontos de todos os solos para o caso da relao E/X, o que se fica a dever ao facto destes dois contaminantes apresentarem caractersticas fisico-qumicas muito semelhantes. O mesmo j no acontece com as relaes T/X e B/X. Para estes casos, os solos que mantm o comportamento linear so o S.R.G. a 3 e 13%, a A.F. a 5% e S.R.X. a 5%. Com este comportamento, os solos citados no revelam capacidade para discriminar os diferentes contaminantes de BTEX, dado que a taxa de remoo de um contaminante pode ser prevista custa da taxa de remoo de qualquer um dos restantes contaminantes. O afastamento dos outros dois solos (A.F. a 0% e S.R.X. a 1,3%) torna-se mais evidente para o benzeno. De realar que o

Etilbenzeno

Tolueno

Benzeno

afastamento, em relao ao comportamento linear, se verifica para os solos que apresentam menor teor em gua e tambm menor teor de argila, mas este segundo aspecto parece secundrio. O que se confirma a circunstncia dos solos com menor teor de gua conseguirem discriminar os contaminantes, ao reterem bastante menos os mais volteis (tolueno e benzeno), o que est de acordo com os dados das isotrmicas de adsoro apresentadas em Jorge (2001).

Outro facto que poder ser importante referir e que de alguma forma poder explicar o

afastamento dos dois solos mencionados ao comportamento geral, o tempo que os BTEX permaneceram no interior do reactor antes de se iniciar a remoo. Conforme se pode julgar a partir da observao do Quadro 3, os solos que se situam na Fig. 17 sobre a recta relativa ao benzeno tm perodos de tempo de dopagem superiores a dois meses, enquanto que os que se afastam da lneari-dade, como a A.F. a 0% e o S.R.X. a 1,3%, no chegaram a ultrapassar o ms e meio. Esta constatao poder, eventualmente, evidenciar que quanto maior for o tempo de contacto dos contaminantes com o solo, maior ser a taxa de remoo dos constituintes mais volteis, comparativamente com os menos volteis.

A Fig. 17 permite, ainda, evidenciar que as taxas de remoo do benzeno relativas ao S.R.G.

so inferiores s do S.R.X., o que no se consegue explicar pela presso de vapor. Perante este facto, tentou encontrar-se outra causa que pudesse explicar esta situao. Depois de se verificar a influncia de outros parmetros relacionados com o presente trabalho, como por exemplo: o teor em argila, a superfcie especfica e outros relativos s isotrmicas de adsoro, chegou-se concluso que a permeabilidade intrnseca do solo poderia ser a responsvel por esse resultado.

Utilizando a frmula de Hazen, como mencionado em Jorge (2001), obteve-se para os

diferentes solos os valores de permeabilidade intrnseca apresentados no Quadro 5. Quadro 5 Permeabilidades intrnsecas para os diferentes solos utilizados nas simulaes.

S.R.X. w = 1,3%

S.R.X. w = 3%

S.R.G. w = 3%

S.R.G. w = 13%

A.F. w = 0%

A.F. w = 5%

Permeabilidade intrnseca (m2)

11,710-9 9,110-9 4,510-10 3,110-10 1,010-6 3,210-6

A representao das taxas de remoo do benzeno na fase inicial da ventilao, para todas as

simulaes realizadas nos diferentes solos, em funo da permeabilidade intrnseca, encontra-se sistematizada na Fig. 19. A figura mostra que a sequncia das taxas de remoo do benzeno para o S.R.G. e para o S.R.X. segue a ordem da permeabilidade intrnseca desses solos. Apesar da areia no respeitar essa ordem, est-se em crer que esse comportamento se deve s condies impostas na simulao experimental, como por exemplo o nico solo que usado na forma desidratada e o teor de 5% em gua atribui-lhe um nmero de camadas de gua muito superior ao que o mesmo teor confere para o S.R.G. e para o S.R.X..

4.3 Zona 2 e zona 3

A zona 2 corresponde fase intermdia situada entre a zona 1 e a zona 3 e caracterizada pela diminuio progressiva da taxa de remoo de cada um dos contaminantes (Fig. 16 a)). medida que a taxa de remoo tende assimptoticamente para zero, a evoluo da quantidade de substncia tende a permanecer constante, aproximando-se da zona 3. A diminuio da taxa de remoo dos contaminantes provocada, por um lado, pela diminuio progressiva da concentrao dos contaminantes na fase de vapor em consequncia do contaminante na mistura lquida (LFNA)

-4 -3 -2 -1 0 120

25

30

35

40

45

Solo residual granito

Solo residual xisto

Areia

Benzeno

Ta

xa

re

mo

o

(m

g.L-1

)

Log permeabilidade intrnseca

inicial se ter esgotado e, por outro, lenta cedncia dos contaminantes, que se encontram nas fases aquosa e adsorvida, para a fase gasosa.

Fig. 19 Relao da taxa de remoo de benzeno em funo do logaritmo da permeabilidade

intrnseca para os diferentes grupos de solos. Por ltimo, a zona 3 identifica-se com a parte final dos ensaios de remoo de BTEX.

caracterizada pela quantidade de substncia de contaminante removida permanecer praticamente constante com o avano da ventilao, o que leva a que seja identificada com a quantidade mxima de substncia extrada (Fig. 16 a)). Estes valores encontram-se sistematizados no Quadro 6. Conforme se pode verificar atravs desse quadro, as quantidades de substncia extrada esto longe de se aproximar das quantidades de substncia injectadas nos reactores, onde se efectuaram os ensaios de descontaminao para as diferentes condies simuladas. Por essa razo, alguns dos ensaios foram prolongados durante muito mais tempo, depois do patamar da extraco ter sido atingido, na expectativa de se poderem obter maiores quantidades de substncias extradas, o que no veio a acontecer.

Quadro 6 Valores da quantidade mxima de BTEX removida para cada simulao.

A.F. w = 0%

A.F. w = 5%

S.R.X. w = 1,3%

S.R.X. w = 5%

S.R.G. w = 3%

S.R.G. w = 13%

Benzeno (mg) 758 1029 1495 1083 665 556 Tolueno (mg) 692 979 1310 946 540 612 Etilbenzeno (mg) 658 767 1173 751 371 648 o-Xileno (mg) 631 740 1100 690 376 629

O benzeno o composto mais facilmente removido e com maior quantidade de substncia

extrada para todos os solos ensaiados, com excepo da simulao com S.R.G. a 13%. Por sua vez, o tolueno apresenta quantidades finais de substncia extrada inferiores do benzeno para todos os solos, com excepo do S.R.G. a 13%. Os volumes de ar necessrios para a remoo mxima desta substncia, nas diferentes simulaes, so sempre superiores em cerca de duas a quatro vezes o volume de ar necessrio para o benzeno, com excepo do S.R.G. a 3%, que de apenas 1,5 vezes (vd. Quadro 4 e Fig. 15). Os valores de remoo percentual so bastante prximos para o etilbenzeno e o o-xileno, apesar do etilbenzeno apresentar uma ligeira tendncia para ser extrado em maior quantidade do que o o-xileno. No entanto, ambos os contaminantes so menos extrados do que o tolueno e o benzeno, com excepo do ensaio realizado com o S.R.G. a 13%. O volume de ar forado para que estes compostos atinjam a quantidade de substncia remanescente sempre

300 600 900 1200 1500

0

10

20

30

40

50

o-Xileno

Etilbenzeno

Tolueno

Benzeno

Ta

xa d

e r

em

o

o (

%)

Quantidade substncia acumulada (mg)

620 640 660 680 700 720 740 760

400

600

800

1000

1200

1400

1600 B

T

EX

s.r.x isto 5%

s.r.x isto 1,3%

s.r.granito 13%

s.r.granito 3%

areia 5%

Dife

ren

tes

solo

s

A reia 0%(mg)

(mg)

Quantidade adsorvida em diferentes solos

Qua

ntid

ade

ads

orvi

da

em

are

ia

0%

bastante superior ao do benzeno, em cerca de 3 a 7 vezes, mas bastante prximo do volume necessrio para o tolueno em algumas simulaes laboratoriais (vd. Quadro 4 e Fig. 15).

Em termos de valores percentuais mdios extrados, poder-se- concluir que os BTEX so

removidos dos solos estudados nas condies experimentais ensaiadas na extenso de 43, 39, 33 e 31%, respectivamente. Esta sequncia de remoo est claramente ilustrada na Fig. 20, onde se compara o avano da extraco dos BTEX por ventilao nas diferentes simulaes com o que se observa na A.F. a 0%.

Fig. 20 Comparao da remoo de BTEX nos diferentes solos com a remoo de BTEX na A.F. a 0% de gua.

Apesar da zona 1 contribuir largamente para a obteno destes resultados, verifica-se que a

presso de vapor dos constituintes e a taxa de remoo observada na zona 3 no conseguem explicar a remoo percentual acima indicada. Apenas para o benzeno se constata que a taxa de remoo observada na zona 1 influencia a quantidade mxima de substncia extrada, em especial quando esta quantidade inferior a 800 mg, tal como documenta a Fig. 21. Nessa figura possvel constatar que a quantidade mxima extrada de TEX no determinada pela taxa de remoo observada na zona 1.

Fig. 21 Influncia da taxa de remoo da fase inicial na quantidade de substncia total acumulada de BTEX para todas as simulaes.

5 CONCLUSES

A influncia da natureza e das condies de utilizao dos diferentes solos no totalmente clara, como se desejaria neste trabalho, apesar de se poder evidenciar de forma genrica que o teor em gua, quando muito baixo ou elevado, dificulta a remoo dos contaminantes e que a reteno no solo residual do granito superior reteno no solo residual do xisto. Isto acontece apesar do xisto ter sido o solo que apresentou maior capacidade de adsoro nos ensaios de contaminao (isotrmicas). No entanto, nos ensaios de descontaminao no aquele que, como se suporia, apresenta menor percentagem de remoo ou maior dificuldade de descontaminao, pese embora as condies dos ensaios numa e noutra simulao no serem, exactamente, as mesmas.

A responsabilidade deste comportamento atribudo forma como as molculas de gua

interactuam com os minerais de cada um dos solos para as quantidades de gua utilizada. Por outro lado, salienta-se tambm que o solo residual do granito ao ser misturado com a gua tende a formar agregados (aglutinar-se) com maior facilidade do que o solo residual do xisto, o que dificulta a adsoro dos contaminantes nos ensaios realizados durante o estudo da contaminao. Acresce ainda o facto das partculas do solo residual do granito serem mais irregulares e apresentarem uma superfcie menos polida, o que pode favorece a existncia de locais de adsoro com diferentes energias. A contribuir para a maior aglutinao das partculas do solo residual do granito pode estar o maior teor de argila, apesar de no existir uma diferena muito significativa para o solo residual do xisto.

Alm do que j foi referido, os provetes do solo residual do granito foram aqueles em que o

perodo de tempo compreendido entre a dopagem e o incio da descontaminano foi mais prolongado. Este perodo de tempo pode ter sido suficiente para que os mecanismos de difuso pudessem ocorrer em maior extenso. Acrescente-se ainda o facto das rochas originrias do solo residual do granito e do solo residual do xisto terem percursos diferentes at alcanarem o estado actual. No caso do solo residual do granito a sua origem resulta de um processo em que a rocha sofreu alteraes to profundas em maior extenso.

A situao da areia um pouco atpica, estando compreendida entre o comportamento dos

solos residuais do granito e do xisto (o que no era de esperar). Numa das situaes ensaiadas apresenta uma situao de desidratao e noutra corresponde a uma situao em que as partculas esto largamente revestidas por gua (cerca de 800 camadas de gua) onde a reteno na interface gs-ar/gua e a solubilizao na gua tem o papel dominante, no se apresentando nenhuma situao intermdia que poderia evidenciar esse seu carcter atpico, como se de um material inerte se tratasse, como foi o objectivo da sua utilizao.

Independentemente da influncia que a natureza do solo exerce sobre a descontaminao de

BTEX, verifica-se que a quantidade de substncia removida em funo do volume de ar que atravessa o solo descrita por trs fases distintas (zonas).A fase inicial governada pela distribuio dos compostos BTEX da fase lquida para a fase de vapor e controlada pela presso de vapor desses compostos. Uma fase intermdia caracterizada pelo esgotamento da fase lquida e governada pela contribuio dos contaminantes distribudos pelas diferentes fases do meio e que se comportam de uma forma lbil. Por ltimo, a fase final ou de patamar que se pode prolongar por um perodo indeterminado e que governada pela cintica lenta de desadsoro dos contaminantes. Relativamente ao mencionado para a primeira fase, existe excepo para os solos secos - areia com 0% de teor em gua e solo residual do xisto com 1,3% de teor em gua - em que a extraco dos compostos mais volteis (benzeno e tolueno) relativamente aos menos volteis (etilbenzeno e o-xileno) no descrita pela razo das suas presses de vapor.

A ordem de aparecimento dos BTEX e suas quantidades no decurso dos ensaios de descontami-nao segue a ordem da volatilidade desses compostos, isto o mais voltil aparece em primeiro lugar.

B T E X ordem de aparecimento

aumento da volatilidade

Por sua vez, a eficincia da remoo do BTEX segue, em geral, a mesma sequncia: B %>

T % > E % > X %. Porm, quando os teores em gua so muito elevados, a sequncia anterior sofre alteraes, podendo verificar-se a inverso da posio dos contaminantes mais volteis pelos menos volteis. Pelo que se afirma que o teor em gua influencia em vrios aspectos a descontaminao dos solos por ventilao. Quando muito baixo, o poder do solo para reter BTEX aumenta, sobretudo para as espcies menos volteis. Quando elevado, a reteno de BTEX aumenta, no por efeito directo do solo, mas por solubilizao parcial de BTEX na gua e/ou, eventualmente, por adsoro destas espcies superfcie da gua. Por outro lado, a permeabilidade do solo ao ar (condutividade pneumtica) um factor muito importante e condiciona o tipo de interaco que pode existir entre a fase percolante (ar) e os contaminantes nas diferentes fases. Esta apontada como a principal causa para a obteno de nveis de remoo mais baixos para o solo residual do granito do que para o solo residual do xisto.

6 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

Atlas, R.M. (1981). Microbial degradation of petroleum hydrocarbons: An environmental Perspective. Microbiological Reviews, vol.45, n1, pp. 180-209.

Bayard, R. (1997). tude de labsorption/dsorption de polluants organiques dans le sols. Approche mthodologique et application au pentachlorophenol et aux hydrocarbures aromatiques polycycliques. These prsente devant L Institute National des Sciences Apliques de Lyon pour obtenir de grade de docteur.

Calvet, R. (1989). Adsorption of organic chemicals in soils. Environmental Health Perspectives, vol.83, pp. 145-177.

Chiou, C.T.; Shoup, T.D. (1985). Soil sorption of organic vapors and effects of humidity on sorptive mechanisms and capacity. Environmental Sciences and Technology, vol.19, n12, pp. 1196-1200.

Christensen, J.S.; Elton, J. (1996). Soil and groundwater pollution from BTEX. Groundwater Pollution Primer, CE 4594; Civil Engineering Department, Virginia Tech..

Corapcioglu, M.Y.; Baehr, A.L. (1987). A compositional multiphase model for groundwater contamination by petroleum products. Part I theoretical considerations. Water Resources Research, vol.23, n1, pp. 191-200.

Farrel, J.; Reinhard, M. (1994). Desorption of halogenated organics from model solids, sediments, and soil under unsaturated conditions. Part II Model Development. Environ. Sci. Technol., vol.28, n1, pp. 63-72.

Fetter, C.W. (1993). Contaminant hydrology. Macmillan Publ. Co., New York. Giles, C.H.; MacEwan, T.H.; Nakhwa, S.N.; Smith, D. (1960). Studies in adsorption. Part XI. A

system of classification of solution adsorption isotherms and its use in diagnosis and adsorptive mechanism and measurements of specific surface area of solids. Chemical Society Journal, vol.3, pp. 3973-3993.

Jorge, C. (2001). Contaminao/Descontaminao de Solos com Gasolina Influncia das Caractersticas dos Solos. Dissertao elaborada para a obteno do grau de Doutor em Cincias de Engenharia pela Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto.

Jorge, C; C.R. Moura; M.L. Lopes; A. Gomes-Coelho (2008). Interaco de compostos orgnicos volteis da gasolina com trs tipos de solos. Parte I Desenvolvimento do estudo de reteno. Geotecnia, Revista da Sociedade Portuguesa de Geotecnia, n. 1xx, pp. xx0-x30.

Karickhoff, S.W.; Morris, K.R. (1985) Sorption dynamics of hydrophobic pollutants in sediment suspensions. Environ. Toxicol. Chem., vol.4, pp. 469-479.

Karickhoff, S.W. (1984) Organic pollutant sorption in aquatic systems. Journal of Hydrology, ASCE, vol.110, n 6, pp. 707-735.

Pennell, K.D.; Rhue, R.D.; Rao, P.S.C.; Johnson, C.T. (1992) Vapor-phase sorption of p-xylene and water on soils and clay minerals. Environmental Sciences and Technologies, vol.26, n4, pp. 756-762.

Peterson, M.S.; Lion, L.W.; Shoemaker, C.A. (1998). Influence of vapor-phase sorption and diffusion on the fate of trichloroethylene in an unsaturated aquifer system. Environmental Sciences and Technologies, vol.22, n5, pp. 571-578.

Riser-Roberts, E. (1998). Remediation of petroleum contaminated soils: biological, physical and chemical processes. Lewis Publishers.

Scheidegger, A.M.; Sparks, D.L. (1996). A critical assessment of sorption-desorption mechanisms at the soil mineral/water interface. Soil Science, vol.161, n12, pp. 813-831.

Vilkner, V.L.; Parnas, R.S. (1986). Analysis of volatile hydrocarbons losses from quoesiescent water solutions. Water Resources Research, vol.22, n5, pp. 812-818.

Williamson, D.G.; Loehr, R.C.; Kimura, Y. (1998). Release of chemicals from contaminated soils. Journal of Soil Contamination, vol.7, n 5, pp. 543-558.

Wilson, D.J.; Clarke, A.N. (1994). Soil vapor stripping. Hazardous waste site soil remediation, theory and application of innovative technologies, D.J. Wilson e A.N. Clarke (eds), pp. 171-243. Marcel Dekker, Inc., New York.

Yaron, B.; Calvet, R.; Prost, R. (1996). Soil pollution. Processes and dynamics. Springer, Berlin, Germany.

Documents

Contaminação de solos com gasolina - Descontaminação