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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.44.2000.tde-22102015-141113
Documento
Autor
Nome completo
Sérgio Hiroshi Ogihara
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2000
Orientador
Banca examinadora
Casarini, Dorothy Carmen Pinatti (Presidente)
Hassuda, Seiju
Oliveira, Everton de
Título em português
Avaliação de investigação ambiental e de tecnologia de intervenção aplicadas em uma área industrial com elevadas concentrações de hidrocarbonetos
Palavras-chave em português
ecologia do solo
Hidrogeologia
Química do solo
Resumo em português
O objetivo deste trabalho foi apresentar e discutir uma metodologia utilizada em um projeto de avaliação ambiental de uma área industrial impactada por hidrocarbonetos monoaromáticos localizada no município de São Paulo, bem como as tecnologias implementadas na intervenção para extração e controle de fase livre sobrenadante. A área de estudo localiza-se na Zona Sudoeste do Município de São Paulo. A geologia caracteriza-se por solo arenoso fino silítico argiloso derivado da intemperização de rocha gnáissica. A metodologia utilizada na avaliação compreendeu a execução de sondagens a trado para amostragem de solo, instalação de poços de monitoramento para amostragem de água subterrânea e caracterização hidrogeológica, medição de fase livre nos poços, levantamento de vapores orgânicos no solo e prospecção geofísica através de geo-radar para delimitar os setores de elevadas concentrações de compostos orgânicos no solo e água subterrânea. Tal metodologia apresentou resultados satisfatórios para delimitar os setores de elevadas concentrações de compostos orgânicos no solo e água subterrânea. O levantamento de vapores orgânicos executado com tubos de difusão apresentou bons resultados, para efeito de delimitação de áreas com presença de fase livre. O georadar apresentou interferências em estruturas enterradas não permitindo a avaliação integral dos dados, aqueles que puderam ser interpretados denotaram anomalias mais correlacionáveis a fase dissolvida do que a fase livre. A medição da presença e espessura de fase livre nos poços e os resultados nas análises químicas de solo e água subterrânea foram os métodos mais eficazes na avaliação ambiental realizada. A primeira fase do estudo avaliou toda a área industrial contemplando a realização de 20 sondagens de solo e instalação de 15 poços de monitoramento distribuídos de acordo com os setores de risco da área. O estudo apontou um setor denominado de separador de resina com elevadas concentrações de compostos orgânicos, especialmente hidrocarbonetos aromáticos (BTEX), inclusive com a ocorrência de espessa camada de fase livre (LNAPL) na interface com o lençol freático. Os principais compostos orgânicos presentes em ordem de importância são o Xileno, Etibenzeno, Tolueno, Butanol, Benzeno e Metanol. A concentração máxima de Agosto/98 para Xileno atingiu a 170.000 ug/L em PM-16 e 91.000 ug/L em PM-8. Um poço raso de infiltração de efluentes industriais construído a 20 anos e utilizado por 10 anos foi a fonte geradora dessas concentrações. Há 10 anos, esse procedimento foi descontinuado e atualmente todo o efluente é tratado por estação de tratamento físico-química e biológica. Em Julho/1997, executou-se um estudo de detalhamento do setor do separador de resina, com a implantação de quatro poços de monitoramento, onde foi constatado que a pluma de elevadas concentrações de compostos orgânicos estava concentrada num raio de 10m ao redor da fonte geradora. Em Setembro/1997, deu-se início as medidas de intervenção visando extrair fase livre existente no subsolo através da instalação de um poço de extração de hidrocarbonetos (PB-1). O processo de extração teve início em Jan/1998, inicialmente com bombeamento de água 2h/dia. Em Mar/1998 foram instalados poços de infiltração de água bombeada para permitir o bombeamento 24h/dia e principalmente realizar o flushing da fase residual existente na zona saturada, em Abri/1998 foi iniciado o bombeamento duplo de água e produto mediante um sistema de remediação pneumático automático composto por bomba de água, coletor seletivo de hidrocarboneto leve (skimmer) e bomba de produto. O sistema de remediação operou até Setembro/98. O sistema de remediação por bombeamento duplo recuperou 430L de hidrocarboneto em 146 dias de operação, ou seja, 2,95L/dia o que pode ser considerado como uma performance aceitável para uma zona saturada com condutividade hidráulica de '10 POT.-5' cm/s. O efeito da infiltração da água extraída (efluente) foi considerado plenamente satisfatório uma vez que a taxa de recuperação sofreu elevação da ordem de 2 a 3 vezes, devido à elevação da mobilização física de hidrocarboneto e provavelmente devido à redução da tensão interfacial nos poros. Conclui-se que o bombeamento duplo foi eficaz na redução da área de ocorrência de fase livre em até 58%, mas por outro lado não houve redução da espessura da fase livre nos poços de monitoramento. Apesar dos resultados promissores ainda restam 1400L de hidrocarboneto como fase livre no subsolo dos quais 420L são tecnicamente recuperáveis por tecnologias tradicionais de bombeamento. Como atividades futuras visando otimização e maximização do processo de remediação conclui-se que se deve adotar tecnologias conjugadas de remediação com o objetivo de aumentar a taxa de remoção de hidrocarbonetos do subsolo. O sistema proposto seria um aperfeiçoamento do atual sistema através da adição de poços de extração de vapores logo acima da zona capilar, dentro da área do cone de rebaixamento de PB-1, induzir uma pressão negativa em PB-1 de forma a aumentar o fluxo de hidrocarboneto para o interior do poço, além de concomitantemente promover a volatização, instalar mais poços de infiltração e instalar poços de monitoramento de água e vapores para controle do processo de remediação. Dessa forma acredita-se que será alcançado o objetivo de minimizar o mais rapidamente possível a fase livre existente no subsolo o que permitirá dar o passo seguinte que é a realização de uma avaliação de risco para definição dos valores alvo de remediação.
Título em inglês
Not available.
Palavras-chave em inglês
Not available.
Resumo em inglês
The objective of this study was to present and discuss a methodology used in an environmental assessment of an industrial área impacted by monoaromatic hydrocarbons, as well as, the purpose was also the implementation of intervention actions for extraction and control of free phase floating layer. The studied area is situated in the Southwestern Zone of São Paulo Municipality. The geology consists of fine sand with silty clay derived from weathered gneissic rock. The applied methodology in the assessment comprises the performing of boreholes for soil sampling, installation of monitoring wells for groundwater sampling and hydrogeological characterization, measurement of free phase at the wells; soil gas survey and geophysical prospection by ground penetrating radar, both of them for delineate the sectors with high concentrations of organic compounds in soil and groundwater. The refereed methodology presented satisfactory results for delineation of sectors with high concentrations of organic compounds in soil and groundwater. The soil gas survey carried out by diffusion tubes showed good results, for the purpose of delineation of areas with free phase presence. The ground penetrating radar presented interferences of buried structures not allowing the full data evaluation, the interpretation of data without interferences denotes anomalies better correlated to dissolved phase than to free phase. The measurement of presence and thickness of free phase in the monitoring wells and the analytical results of soil and groundwater samples were the methods more effective in the environmental assessment. The first phase of the study assessed the whole area consisting of performing of 20 soil boreholes and installation of 15 monitoring wells distributed according to the environmental risk sectors of the industrial site. The study indicated a sector named Resin Separator with high concentration of organic compounds, specially aromatic hydrocarbons (BTEX), including the occurrence of thick free phase floating layer (LNAPL) over the interface with the phreatic aquifer. The main organic compounds in sequence of importance are Xylene, Ethylbezene, Toluene, Butanol, Benzene and Methanol. The maximum concentration in August/1998 for Xylene reached 170.000 ug/L at PM-16 and 91.000ug/L in PM-8. A cistern of industrial effluent infiltration built 20 years ago and used for 10 years was the main source of these concentrations. Ten years ago this procedure was discontinuated and presently all the industrial effluent is treated by physical-chemical and biological station. In July/1997, a detailed study was carried out in the Resin Separator Sector with the installation of four additional monitoring wells, by which was verified that the plume with high concentration of organic compounds was concentrated in a 10m ratio area around the source point. In September/1997, the intervention activities were started up aiming to extract the existing free phase in subsoil by means of a hydrocarbon extraction well (PUB-1). The extraction process begins in January/1988 firstly with water pumping by 2h/day, in March/1998, some infiltration wells were installed to allow the pumping 24h/day and also to perform the flushing of existing residual phase in the unsatured zone, in April/1998 begins the dual pumping of hydrocarbon/water by means of a air driven remediation system composed by a water pump, light hydrocarbon selective skimmer and hydrocarbon pump. This system operated up to September/1998. The dual remediation system recovered about 430L during 146 days, or, 2,95L/day which can be considered as an acceptable performance considering a satured zobe with '10 POT.-5' cm/s hydraulic conductivity. The infiltration effect to the extracted water (effluent) was considered fully satisfactory since the recovery rate raises 2 to 3 times in magnitude. Due to the increasing of physical hydrocarbon mobilization and probably as a result of the reduction of the interfacial tension. Despite the encouraging results, there are 1400L of hydrocarbon as free phase in subsoil from which 420L are technically recoverable by means of ordinary pumping technologies. As future activities looking for optimization and maximization of remediation process it is concluded that enhanced technologies must be implemented to increase the removal rate of hydrocarbon from the subsoil. The proposed system would be an improvement of the present system through the addition of soil vapor extraction wells just above the capillary fringe, into the depression cone area of PUB-1, induce a negative pressure at PUB-1 to improve the hydrocarbon influx to the well and at the same time promote the volatization, install more infiltration wells, install monitoring wells and soil vapor monitoring wells for controlling of the remediation process. As a result, it is predictable the objective of minimizing as fast as possible the existing free phase in subsoil will be reached, which allow to proceed the environmental risk assessment for definition of target values for remediation.
 
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Data de Publicação
2015-10-26
 
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