Remediação de Solos – Remoção de hidrocarbonetos aromáticos

Metodologia – O estudo utilizou solo oriundo do litoral da cidade de Santos-SP, escolhida pela elevada perspectiva de movimentação de petróleo nessa região. O solo foi coletado conforme a metodologia proposta pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, Embrapa (1997). A amostra de solo foi lavada com n-hexano por extração soxhlet e caracterizada por meio de medidas de unidade, densidade, porosidade e de análise granulométrica e mineralógica, usando Difratometria de Raios-X (DTR) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Em seguida, as amostras foram submetidas ao processo de contaminação artificial com mistura de tolueno, etilbenzeno e xilenos (TEX). A concentração de cada componente foi de 15% (tolueno), 35% (etilbenzeno) e 50% (xilenos), determinada a partir de dados da composição desses componentes em óleos leves de diversas partes do mundo (Wang et.al., 2003).

Química e Derivados, Artigo técnico: Remediação de solosO processo de contaminação consistiu na adição de 175 g de solo a 500 ml de uma solução 50.000 ppm de TEX em n-hexano. Os sistemas foram mantidos sob agitação mecânica em um shaker. Durante o período de contaminação, foram retiradas alíquotas de 1 ml da solução contaminante a cada 24 horas. Essas alíquotas foram diluídas em 2 ml de n-hexano e analisadas posteriormente por cromatografia líquida.

O processo de remediação das amostras de solo contaminadas consistiu na utilização de CO2 supercrítico e misturas supercríticas de dióxido de carbono + etanol e dióxido de carbono + acetona, em diferentes composições. O procedimento de descontaminação do solo consistiu em colocar a amostra de solo em um vaso de pressão de 50 ml, devidamente selado e com controle térmico feito por estufa (mantendo a temperatura em 37 °C). A Figura 21 apresenta um esquema do processo de remediação das amostras. Elas foram compactadas no vaso de pressão e o sistema foi mantido em operação durante 2 horas com retirada de alíquotas a cada 20 minutos.

Resultados e discussão – Os resultados da caracterização do solo, após o processo de limpeza, são apresentados na Tabela 2.

O espectro da difração de raios-X da amostra de areia assemelha-se ao espectro do quartzo (SiO2). Conforme ilustrado na Figura 4, o espectro da amostra apresentou um pico próximo a 23 2θ, semelhante a cristobalita (SiO2), um polimorfo do quartzo geralmente encontrado em pedras ígneas localizadas em áreas de atividade vulcânica.

Química e Derivados, Artigo técnico: Remediação de solosA Figura 5 apresenta algumas imagens obtidas por microscopia de varredura eletrônica para análise da amostra de solo, evidenciando a rugosidade da superfície dos grãos. Alta rugosidade promove a existência de elevada área superficial, favorecendo o mecanismo de adsorção na matriz.

Contaminação do solo – A quantidade de contaminante adsorvido na matriz sólida foi determinada por cromatografia líquida de alta eficiência, pela determinação da concentração de contaminante em solução ao longo do tempo de contato da solução contendo TEX com o solo. Os resultados são ilustrados na Figura 6.

A partir do comportamento das curvas de contaminação, nota-se que o tolueno apresenta maior afinidade com o solo utilizado do que a fração etilbenzeno/xilenos. Para o mesmo tempo total de contato (96 horas) com a solução contaminante, o tolueno apresentou uma adsorção de 71,4 mg/g de solo e o conjunto etilbenzeno/xilenos 16,24 mg/g de solo. Ambos os componentes não alcançaram a máxima adsorção na matriz no tempo de ensaio estipulado.

Descontaminação do solo – O sistema de descontaminação foi operado sob pressão de 150 bar e temperatura de 37°C, durante 2 horas. Foi avaliada, essencialmente, a influência de etanol e acetona como cossolventes com o CO2-SC. O percentual desses componentes na mistura variou de zero a 5% mássico.

Química e Derivados, Artigo técnico: Remediação de solosO gráfico da Figura 7 permite notar que a utilização dos cossolventes apresentou pouca influência na dessorção de tolueno, pois a curva para o CO2 puro apresenta a maior quantidade de massa dessorvida (2,097 mg/g de solo) no tempo final de operação (120 minutos). Outro ponto importante analisado é que o aumento da composição de cossolvente na mistura, para o caso do tolueno, prejudicou a interação solvente/contaminante. Esse efeito ocorre provavelmente devido à elevação da polaridade da mistura, causada pelo aumento da concentração de cossolvente, afetando a interação com o contaminante analisado.

Para etilbenzeno/xilenos (Figura 8), nota-se que o CO2 puro apresentou a menor dessorção desses contaminantes ao final da operação (0,565 mg/g de solo) e a utilização dos cossolventes melhorou em 15% e 40% para a utilização de 1% de acetona e 1% de etanol, respectivamente.

Apesar dessa melhoria, é possível identificar, como no caso do tolueno, que o aumento da porcentagem de 1% para 5% de ambos os cossolventes desfavoreceu a dessorção e, portanto, diminuiu a capacidade de solvência da mistura.

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