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

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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

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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

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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

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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

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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)

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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.

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3. PROJETO CONCEITUAL

Abordagem Geral

Investigao Complementar

Projeto Conceitual da Remediao

Testes de Tratabilidade

Hidrulicos

Solo

Qumicos

Ensaio Piloto

Remediao

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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)

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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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