Ensaio de Bancada para Imobilização de Cromo Concomitante a Redução Química In-Situ (ISCR) de Solventes Clorados em Água Subterrânea.
Ensaio de Bancada para Imobilização de Cromo Concomitante a Redução Química In-Situ (ISCR) de Solventes Clorados em Água Subterrânea é um artigo publicado por Eduardo Pujol, Sidney Aluani e Fabíola Tomiatti - SGW Services Brasil.
Em uma antiga fábrica situada no interior do estado de São Paulo foi constatada contaminação por metais na água subterrânea em altas concentrações, em especial o composto Cromo, além de solventes clorados como o Tricloroeteno. Foram avaliadas possíveis tecnologias para remediação da área com a identificação de duas tecnologias principais, sendo a primeira a Imobilização In-Situ dos metais em água subterrânea concomitante a Redução Química In-Situ para destruição dos solventes clorados presentes. Para a avaliação da tecnologia selecionada foi realizado um teste de bancada com a aplicação de um agente remediador no meio impactado.
Este agente é um produto de remediação especialmente formulado contendo uma fonte de carbono orgânico, ferro zero-valente (ZVI) e sulfato. Os dois componentes reativos principais, o ferro zero-valente (ZVI) e o carbono orgânico, são materiais reconhecidamente utilizados para Imobilização Redutiva In-Situ de diferentes tipos de metais nas águas subterrâneas.
Alguns metais e metalóides como Cromo, Arsênio e Selênio se precipitam quando em contato com o ferro zero-valente (ZVI). O mecanismo de precipitação do cromo na presença de ZVI (ferro zero-valente) é descrito na sequência de reações:
CrO4-2(aq) + Fe0 + 8H+(aq) → Fe+3 + Cr+3(aq) + 4H2O
(x)Cr+3(aq) + (1-x) Fe+3(aq) + 2H2O → CrxFe(1-x)OOH(s) + 3H+(aq)
Outro grupo distinto de metais ocorre em forma de cátions bivalentes em ambientes aquosos, e na presença do EHC-M sob condições redutivas, irão precipitar em forma de sulfetos metálicos; este grupo inclui o Cobre, Zinco, Chumbo, Mercúrio, Cobalto e Níquel.
O produto foi desenvolvido para criar condições redutoras extremas (<<Eh) e manter a neutralidade do pH na presença de uma fonte de sulfato, o principal mecanismo de sequestro dos metais. A fonte de sulfato permite a imobilização do metal em ambientes com deficiência deste composto, sendo que a fonte de carbono presente é responsável por estimular as bactérias sulfato-redutoras. Esse processo pode ser representado segundo as equações a seguir:
2CH2O(s) + SO4-2 + 2H+(aq) → H2S(aq) + 2CO2(aq) + H2O
Pb+2(aq) + H2S(aq) → PbS(s)+ 2H+(aq)
Onde CH2O representa a fonte de carbono orgânico.
Concomitante a imobilização dos metais, o produto é também um combinado que libera gradativamente partículas de carbono e ferro zero valente (ZVI) que estimulam a decloração redutiva dos compostos orgânicos persistentes ao meio. Uma vez injetado no ambiente acontecem em paralelo uma série de processos físicos, químicos e microbiológicos que, combinados, criam condições redutivas extremas que estimulam uma rápida e completa decloração dos compostos orgânicos clorados.
O agente remediador funciona da seguinte forma: Primeiramente, o componente orgânico do produto, rico em nutriente, ideal para o crescimento das bactérias no meio (bactérias heterotróficas nativas) consomem o oxigênio dissolvido na água criando um ambiente potencialmente redutivo. As bactérias que crescem com as partículas orgânicas fermentam o carbono e liberam uma variedade de ácidos voláteis. Os ácidos liberados são difundidos na água e servem de doadores de elétrons para outras bactérias que promovem a dehalogenação dos compostos orgânicos persistentes ao meio. De maneira concomitante à atuação das bactérias, a presença de ferro zero-valente (ZVI) no meio promove uma redução ainda maior no potencial redox a níveis extremamente redutores. Esta técnica que combina processos físico, químico e biológico cria um ambiente extremamente redutivo para estimular a decloração dos compostos clorados.
A reação de decloração dos compostos organoclorados na presença do ferro zero-valente (ZVI) é mostrada a seguir:
Fe0 → Fe 2+ + 2e-
RCl + 2e - + H+ → RH + Cl-
Fe0 + RCl + H+ → Fe 2+ + RH + Cl-
Onde R representa a cadeia carbônica do composto.
Uma vez definida a tecnologia de remediação foi traçado como plano estratégico de trabalho a realização de um ensaio de bancada visando simular a eficiência do método tanto na imobilização do Cromo como na destruição do Tricloroeteno.
O ensaio de bancada consistiu na coleta de água e solo contaminado do próprio site, conforme mostra a Foto 1.
As amostras coletadas foram preparadas em laboratório, primeiramente com a pesagem de 50g de solo contaminado, misturados a 200 mL de água contaminada. Posteriormente foi adicionado o agente remediador EHC-M em proporção de 2%. As misturas foram acondicionadas em ambiente controlado a fim de simular as condições presentes no meio, como mostra a Foto 2. Os frascos foram divididos para realização de análises periódicas
A primeira campanha de Baseline foi realizada para avaliação da eficiência do método, sendo analisados os parâmetros: Cromo Dissolvido, Cromo Total e Tricloroeteno. Os ensaios de bancada mostraram uma redução superior a 50% de cromo em apenas 7 dias e eliminação do composto na água após 14 dias de ensaio conforme mostra o Gráfico 1. Já o composto Tricloroeteno foi eliminado logo na primeira campanha de 7 dias, como mostra o Gráfico 2.
Links relacionados:
Encerramento de Caso - Redução Química In Situ (ISCR) de Organoclorados em Condomínio Residencial.
