RAMBOLL ENVIRON BRASIL GERENCIAMENTO DE ÁREA CONTAMINADA POR · PDF...

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  • RAMBOLL ENVIRON BRASIL

    GERENCIAMENTO DE REA CONTAMINADA POR METAIS

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • SUMRIO:

    1.Contaminao por Metais

    2.Apresentao do Caso

    3.Projeto Conceitual

    4.Testes de Tratabilidade

    5.Ensaio Piloto

    6.Concluses Gerais e Prximas Etapas

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • 1. CONTAMINAO POR METAIS

    Metal

    63 elementos da Tabela Peridica so Metais (total 104) 60%

    Metal pesado qualquer metal com densidade superior a

    6 g/cm3

    Os metais pesados existem no ambiente aqutico sob diversas

    formas: em soluo (forma inica, complexos solveis orgnicos

    ou inorgnicos), retidos s partculas coloidais minerais ou

    orgnicas; retidos no sedimento, ou incorporados biota.

    A presena por si s de metal na natureza no algo impactante

    necessrios vida vegetal e animal. Porm, h risco se o teor

    de metais for excessivo (risco funo concentrao de metais

    no ambiente).

    nquel

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • 1. CONTAMINAO POR METAIS

    Contaminao por Metais

    Os metais pesados possuem efeito cumulativo tambm no corpo humano, sendo persistentes e pouco degradveis biologicamente.

    Maiores riscos sade so decorrentes das vias de exposio por ingesto ou contato dermal com a gua subterrnea contaminada por metais pesados.

    Contaminao Indstrias diversas

    Principais: B, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Zn

    Elevada solubilidade em meios aquticos

    Acumulao cadeia alimentar

    cobalto

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • 1. CONTAMINAO POR METAIS

    Contaminao por Metais

    Caractersticas fsico-qumicas do solo influenciam o transporte dos metais no subsolo:

    Presena de ons inorgnicos (carbonato, fosfato e sulfeto): formam complexos insolveis com os metais;

    pH do solo: maior mobilidade sob condies cidas;

    Presena de matria orgnica: complexao dos metais;

    Distribuio do tamanho das partculas do solo;

    Estrutura do solo.

    zinco

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • 1. CONTAMINAO POR METAIS

    Tcnicas de Remediao

    Geralmente so divididas para Solo e gua Subterrnea

    SOLO:

    Remoo por Escavao, Fitoremediao

    GUA SUBTERRNEA:

    Ex-Situ: Precipitao Qumica, Flotao, Troca Inica, Filtrao (ultra, nano), Osmose Reversa

    In-Situ: Precipitao Qumica

    boro

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • 2. APRESENTAO DO CASO

    Caractersticas Gerais

    Indstria Qumica no Estado de So Paulo

    Solo principalmente siltoso, com lentes de argila

    NA entre 1,0 e 3,0 metros

    Compostos de Interesse: Boro, Cobalto, Nquel e Zinco

    Ambiente de Interesse: gua subterrnea (2,0 a 9,0 m) solo pouco impactado

    pH ligeiramente cido (5,5) ambiente anaerbio e redutor (poro jusante), aerbio e oxidante (montante)

    3 anos de operao de um Sistema Pump & Treat (5 poos de extrao)

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • 2. APRESENTAO DO CASO

    Requisitos e Definies

    Objetivo: reduzir as concentraes dos metais Ni, Co, Zn e B at as metas de remediao num horizonte de tempo de 9 meses (!)

    CQI [] mdia [] mx. Meta Rem.

    Ni 5,28 mg/L 148,00 mg/L 0,31 mg/L

    Co 0,35 mg/L 2,96 mg/L 0,07 mg/L

    Zn 1,31 mg/L 30,28 mg/L 4,70 mg/L

    B 8,24 mg/L 84,05 mg/L 3,13 mg/L

    Requisitos: evitar operaes no site ps-2015 (entrega do site), minimizar interferncias com ativ. operacionais atuais.

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • 3. PROJETO CONCEITUAL

    Abordagem Geral

    Investigao Complementar

    Projeto Conceitual da Remediao

    Testes de Tratabilidade

    Hidrulicos

    Solo

    Qumicos

    Ensaio Piloto

    Remediao

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • 3. PROJETO CONCEITUAL

    Avaliao Tcnicas Remediao

    Pesos de

    Cada

    Critrio

    Rotas

    Tecnolgicas

    Eliminadas

    Rotas

    Tecnolgicas

    Descartadas

    Melhor Rota

    Tecnolgica

    Rotas

    Tecnolgicas

    No Utilizadas

    Estudos e

    clculos

    EngenhariaDados de Entrada do Avaliador

    Simulaes do Mtodo de Seleo

    Rotas tecnolgicas em avaliao

    Rotas tecnolgicas fora de avaliao

    Avaliao

    Tcnica

    Preliminar

    Rotas

    Tecnolgicas

    Avaliadas

    Avaliao

    Econmica

    Avaliao

    Ambiental,

    Sade e

    Segurana

    Fonte: MELLO, G.D.C. (2012)

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • Conceito da Remediao

    3. PROJETO CONCEITUAL

    Remediao de Nquel, Cobalto e Zinco:

    Precipitao In-Situ, utilizando hidrxido e/ou sulfeto

    Riscos: controle do pH, re-solubilizao, condies heterogneas do site

    Remediao de Boro:

    Co-Precipitao In-Situ, utilizando magnsio e/ou ferro

    Riscos: efetividade da co-precipitao, re-solubilizao

    Adsoro Qumica, utilizando resinas especficas de troca inica

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • Objetivos:

    4. TESTES DE TRATABILIDADE

    Testes Hidrulicos:

    Realizao de testes de rebaixamento e recuperao do NA nas regies de interesse estimar raios de influncia das injees

    Testes do Solo:

    Amostragem de solo para anlises de granulometria confirmar litologias

    Testes de coluna de solo avaliar reteno/adsoro minerais

    Testes Qumicos:

    Definio dos compostos qumicos (tipos, concentraes) para as injees

    Avaliar potenciais reaes secundrias/conflitos

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas

    12-nov-2015

  • Resultados:

    4. TESTES DE TRATABILIDADE

    Hidrulico:

    3 poos testados, utilizadas bombas submersas e level logger

    Transmissividade: valores entre 0,4 a 5,3 m2/dia

    Condutividade: valores entre 0,1 a 0,7 m/dia

    Solo:

    Anlises de granulometria confirmaram litologias obtidas das descries campo e tambm foram bem correlacionadas com os resultados Testes Hidrulicos

    Testes de coluna de solo falharam: compactao amostras, solo argiloso

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas

    12-nov-2015

  • Resultados:

    4. TESTES DE TRATABILIDADE

    Qumicos:

    Realizados cerca de 80 testes de bancada em 3 sequncias de testes

    Testados cerca de 12 diferentes produtos qumicos: hidrxidos, sulfetos, floculantes, sais de magnsio, oxidantes

    gua subterrnea coletada em diferentes locais (poos) site heterogneo

    1 sequncia de testes: resultados abaixo do esperado presena de matria orgnica e surfactantes no subsolo

    2 sequncia de testes: efetividade na quebra dos complexos orgnicos e boa taxa de remoo

    3 sequncia de testes: refinamento das concentraes (atingir metas de remediao), definio final dos reagentes

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • Resultados:

    4. TESTES DE TRATABILIDADE

    Qumicos (cont.):

    Ni + Zn: taxas de remoo atingidas prximas de 95-99%

    Co: taxas de remoo prximas de 60-90% (baixas concentraes)

    B: taxas de remoo prximas de 30-40% (co-precipitao pouco efetiva)

    Formulao Final de Reagentes:

    1 sal de alumnio agente floculador

    1 sulfeto orgnico agente precipitador

    1 sal de magnsio agente auxiliador (B)

    1 hidrxido agente alcalino

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • Objetivos e Caractersticas:

    5. ENSAIO PILOTO

    Verificar em campo (in situ) a efetividade da precipitao qumica obtida em laboratrio/bancada

    2 reas de injeo:

    1 poo de injeo

    2 PM jusante

    1 PM montante

    Injeo + 3 semanas monit.

    Outubro de 2015

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • Resultados:

    5. ENSAIO PILOTO

    Fsico-Qumicos: alguma oscilao no ORP (potencial redox) e aumento do pH somente nos poos de injeo

    Analticos: resultados de 1 e 2 semanas ps injeo taxas de remoo dos metais abaixo dos resultados de bancada mdia de 40-60%

    Limitaes hidrulicas de distribuio dos reagentes?

    Falta de reagentes?

    Interferncias dos reagentes com compostos do solo?

    Teste Adicional: elevao de pH em bancada das amostras dos PMs taxas de remoo ficaram prximas dos valores iniciais de bancada

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • Concluses:

    5. ENSAIO PILOTO

    Distribuio dos reagentes foi efetiva, com exceo do

    hidrxido (ltimo a ser injetado) hidrulica, retardamento,

    reaes secundrias?

    Remoo do Boro foi pouco efetiva com o uso de Co-

    Precipitao

    Taxas de remoo podero ficar prximas dos resultados de

    bancada se conseguirmos garantir a elevao de pH do meio

    avaliao de alternativas de engenharia

    Raios de influncia obtidos foram superiores aos calculados

    durante os testes hidrulicos

    III Seminrio Sul-Brasileiro de reas Contaminadas 12-nov-2015

  • 6. CONCLUSES GERAIS E PRXIMAS ETAPAS

    Desafios do Projeto:

    Propor um mtodo de remediao que fosse

    potencialmente eficaz dentro do curto horizonte de

    tempo previsto (9 meses)

    Interferir ao menos com as atividades produtivas e de

    desmobilizao que esto