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CENTRO DE CINCIAS EXATAS DEPARTAMENTO DE QUMICA

PROGRAMA DE MESTRADO EM QUMICA DOS RECURSOS NATURAIS

Tratamento in situ de solo contaminado com petrleo utilizando tensoativos e perxido de

hidrognio

Mestranda: Caryna Janurio Correr Orientadora: Profa. Dra. Carmen Luisa Barbosa Guedes

LONDRINA - PR Setembro 2008

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CARYNA JANURIO CORRER

Tratamento in situ de solo contaminado com petrleo utilizando tensoativos e perxido de hidrognio

Dissertao Apresentada ao Programa de Mestrado em Qumica dos Recursos Naturais, da Universidade Estadual de Londrina, como requisito parcial obteno do ttulo de Mestre. Orientadora: Profa. Dra. Carmen Luisa Barbosa Guedes

Londrina PR 2008

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CARYNA JANURIO CORRER

Tratamento in situ de solo contaminado com petrleo utilizando tensoativos e perxido de hidrognio

Dissertao Apresentada ao Programa de Mestrado em Qumica dos Recursos Naturais, da Universidade Estadual de Londrina, como requisito parcial obteno do ttulo de Mestre. COMISSO EXAMINADORA

Profa. Dra. Carmen Luisa Barbosa Guedes Universidade Estadual de Londrina Prof. Dr. Wilson de Figueiredo Jardim Universidade Estadual de Campinas Dra. Adriana Ururahy Soriano CENPES-PETROBRAS

Londrina, 11 de Setembro de 2008

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DEDICATRIA

Dedico este trabalho aos meus pais, Jos Correr e Dirce, aos meus irmos Cassyano e Camyla e, principalmente, a minha filha Alice.

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AGRADECIMENTOS

Quero agradecer primeiramente a Deus, por ter me dado oportunidade de participar dessa pesquisa, e junto a isso ter me dado fora e sabedoria para enfrentar os obstculos. Aos meus pais Jos Correr e Dirce, pois se estou aqui hoje devo a eles, que durante todo esse tempo me deram apoio, carinho e principalmente, na minha ausncia, cuidaram da minha princesinha Alice. minha orientadora Carmen pela pacincia, dedicao, e por todo o conhecimento adquirido. toda equipe do Laflurpe: Talita, Bruna, Renato, Karina, Carlinhos, Fbio, Alex, Lzia, que de alguma forma me ajudaram nesse trabalho. Quero agradecer tambm ao tcnico Gian, e em especial a Milena por toda fora e amizade, e principalmente a Luciana, com todo sua pacincia, sempre esteve ao meu lado me ajudando sem medir esforos. Sem vocs, tenho certeza que teria sido tudo bem mais difcil! Aos professores do Programa de Mestrado em Qumica dos Recursos Naturais pelos ensinamentos durante o curso. Aos amigos do laboratrio de nutrio animal, laboratrio de solos, laboratrio de tecnologia de alimentos, pela ajuda durante o decorrer deste trabalho. Universidade Petrobrs - CENPES, pela bolsa de estudos e ajuda financeira durante o desenvolvimento dessa pesquisa. s minhas amigas, Daiany Ribeiro, Lidiane Klucinec e Juliana Pezonni, que sempre estiveram ao meu lado me apoiando, mostrando o verdadeiro sentido de amizade e companheirismo.

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Para toda realizao h um preo. Para todo alvo h um oponente. Para toda vitria h um problema. Para todo triunfo h um sacrifcio.

William Henry Ward

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CORRER, C. J. Tratamento in situ de solo contaminado com petrleo utilizando tensoativos e perxido de hidrognio. 2008. 78p. Dissertao (Mestrado em Qumica dos Recursos Naturais) - Universidade Estadual de Londrina, Londrina-PR.

RESUMO

O processo de lavagem de solo com substncias tensoativas foi combinado oxidao qumica com perxido de hidrognio, com vistas remediao in situ de solo argiloso contaminado com hidrocarbonetos de petrleo. A avaliao da eficincia do processo baseou-se na remoo dos hidrocarbonetos poliaromticos e na comparao, com base nos critrios de qualidade estabelecidos pela CETESB, das caractersticas fsicas e qumicas do solo contaminado e do solo no-contaminado (controle) oriundo da mesma regio. O solo contaminado apresentou em mdia 41 % de umidade e o solo controle 21 %. As medidas de pH indicaram que o solo contaminado apresenta-se ligeiramente mais cido (pH= 3,9) do que o solo controle (pH= 4,2). A porcentagem de MO foi de 3,27 % no solo controle e 7,56 % no solo contaminado. A anlise granulomtrica indicou a predominncia de solo argiloso. A anlise por fluorescncia indicou a presena de constituintes aromticos do petrleo no solo. Para lavagem do solo foi utilizado os tensoativos SDS (dodecil ou lauril sulfato de sdio) e LESS (dodecil ou lauril ter sulfato sdio), na concentrao de 25 g/L, verificando que o LESS teve menor eficcia na disponibilizao dos constituintes aromticos do petrleo. A eficincia do perxido de hidrognio (Hyprox 500), aps o processo de lavagem, deveu-se disponibilidade dos aromticos de petrleo. Os valores elevados verificados para pluviosidade tambm contriburam para a mobilidade do poluente e remediao do solo. O indeno(1,2,3-cd)pireno foi detectado no solo da rea sob remediao, em concentrao acima do limite de interveno do solo para atividades agrcolas. O benzo(ghi)perileno, esteve persistente no ambiente, independentemente do tipo de tratamento dado ao solo contaminado, e sua concentrao no solo, esteve acima do limite de preveno. O benzo(a)pireno tambm esteve presente no solo, em nvel de preveno apenas no local onde no foram utilizadas substncias tensoativas na lavagem do solo. Os valores de pH monitorados in situ na soluo do solo (at 30 cm de profundidade) na rea sob remediao desde fevereiro at novembro de 2007 variaram de 4,5 a 5,8, e indicando ser resultado da recuperao natural do ambiente, tendo como processo principal a remediao do solo contaminado. Os valores de pH detectados, neste mesmo perodo, no Arroio Saldanha a montante, variaram de 6,2 a 6,8, e a jusante da rea de remediao variou de 6,3 a 6,9, atendendo ao padro de qualidade para gua doce. A alta concentrao de OD no Arroio Saldanha a jusante da rea de remediao pode-se inferir que foi decorrente ao tratamento do solo, principalmente do processo de aplicao de perxido de hidrognio, e do elevado ndice de precipitao (7,1 mm) na regio. A concentrao de fenis totais e substncias tensoativas estiveram abaixo do limite permitido quanto ao padro de qualidade de gua, tanto nas amostras coletadas na franja capilar do solo sob remediao quanto no Arroio Saldanha prximo a rea de remediao.

Palavras-chave: lavagem de solo; fluorescncia; detergentes; petrleo; perxido de hidrognio.

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CORRER, C. J. In situ treatment of soil contaminated with petroleum and surfactant using hydrogen peroxide. 2008. 80 p. Dissertao (Mestrado em Qumica dos Recursos Naturais) - Universidade Estadual de Londrina, Londrina-PR.

ABSTRACT The process of washing soil with surfactant substances was combined with chemical oxidation with hydrogen peroxide, aimed at in situ remediation of clay soil contaminated with hydrocarbons from petroleum. The efficacy of washing process was evaluated based on removal of polyaromatic hydrocarbons, and also the comparison among physicals and chemicals parameters of both contaminated and non-contaminated (reference) soils from the same region, following quality criteria established by CETESB. On average, the contaminated soil had 41% of moisture and non-contaminated had 21%.The measures of pH indicated that the contaminated soil appears to be slightly more acidic (pH = 3.9) than reference soil (pH = 4.2). The percentage of OM was 3.27% in reference soil and 7.56% in the contaminated soil. The granulometric analysis indicated the predominance of clay soil for both reference and contained samples. The analysis by fluorescence indicated the presence of aromatic constituents of petroleum in the ground. In washing the soil was used surfactant SDS (dodecyl or sodium lauryl sulfate) and LESS (dodecyl sulfate or sodium lauryl ether), at concentrations 25g / L, being LESS least efficient in providing aromatic constituents for the petroleum. The efficiency of hydrogen peroxide (Hyprox 500), after the washing process, was linked to the availability of aromatic petroleum. The high rainfall values also contributed to the pollutant mobility and soil remediation. The indene (1,2,3-cd) pyrene was detected in the area under soil remediation, at concentration above the threshold of intervention of soil to agricultural activities. Benzo(ghi)perylene was persistent in the environment, whatever the treatment of contaminated soil, and its concentration in soil were above the limit of prevention. Benzo (a) pyrene was also presented in the soil, in terms of prevention not only in the place where substances were used surfactants in washing the soil. The pH values monitored in situ in the soil solution (up to 30 cm in depth) in the area under remediation from February through November 2007 (pH 4.5 to 5.8) were indicative of the recovery of the environment, probably due to the remediation of contaminated soil. The pH values found in this same period, the Arroyo Saldanha upstream (pH 6.2 to 6.8) and downstream (pH 6.3 to 6.9) in the area of remediation meet the quality standard for freshwater. The high OD concentration at Arroyo Saldanha in the downstream area of remediation may be due to the treatment of the soil, especially the application of hydrogen peroxide, and the high level of rainfall (7.1 mm) in the region. The concentration of total phenols and surfactant substances in the samples collected in the capillary fringe soil remediation and at the Arroyo Saldanha near the area of remediation were below the limit allowed on the standard for water