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Tesis Doctoral
DOI
https://doi.org/10.11606/T.3.2022.tde-16022023-091317
Documento
Autor
Nombre completo
Lelia Cristina da Rocha Soares
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2022
Director
Tribunal
Nascimento, Cláudio Augusto Oller do (Presidente)
Krahenbuhl, Fernando de Melo
Oliva, Andresa
Rodrigues, Valeria Guimarães Silvestre
Yoshikawa, Nestor Kenji
 
Título en portugués
Comportamento do contaminante creosoto em subsuperfície em área de usina desativada de tratamento de madeiras.
Palabras clave en portugués
Áreas contaminadas (Gerenciamento)
Contaminação de águas subterrâneas
DNAPL
Fluorescência
Hidrocarbonetos policíclico aromáticos
Resumen en portugués
O creosoto é um poluente orgânico constituído por centenas de compostos, principalmente hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA). Em sua composição, existem substâncias tóxicas e carcinogênicas. Ao percolar pelo meio poroso, o creosoto pode existir na fase livre e/ou residual, também conhecida como fase DNAPL (do inglês, dense non-aqueous phase liquid). O creosoto pode migrar em profundidades abaixo do nível dágua. Nesse percurso, seus compostos se particionam para as fases vapor, dissolvida e sorvida. Nesse contexto, o destino e o transporte do creosoto em meio poroso é um problema complexo e relevante para a tomada de decisões no gerenciamento de áreas contaminadas com esse poluente. Dessa forma, este trabalho avalia o comportamento do creosoto em meio poroso, para: (i) compreender sua capacidade de migração em solos argiloso e arenoso, por meio de análises de suas propriedades hidráulicas; (ii) identificar a fase DNAPL por meio de fluorescência induzida com fonte de luz ultravioleta (UV) e verde, (iii) conhecer as características físico-químicas do creosoto, assim como o particionamento dos seus constituintes (HPA e dibenzofurano) em água, com foco para o naftaleno e sua sorção em solos arenoso e argiloso; e (iv) estudar o particionamento entre as fases DNAPL, vapor, dissolvida e sorvida do composto naftaleno, por meio de duas abordagens que descrevem as distribuições da contaminação em compartimentos da subsuperfície. Atividades de campo e laboratório foram realizadas. Os solos e creosoto utilizados nos ensaios foram coletados em uma área contaminada na região metropolitana de São Paulo. Os resultados mostraram que o creosoto, mesmo derramado há mais de 25 anos, ainda: possui suas características preservadas (densidade, viscosidade, composição); apresenta mobilidade; tem capacidade de retenção maior que a água, em solo arenoso; e pode ser identificado por fluorescência induzida UV. O modelo dos compartimentos mostra que a fase DNAPL é o principal responsável pela distribuição do naftaleno em subsuperfície, e que a fase sorvida tem altas concentrações em lentes de baixa permeabilidade. Este trabalho é inédito, pois é o primeiro a trazer um estudo abrangente a respeito das características do creosoto e enfoque no naftaleno. E ainda, por meio de identificação do creosoto por fluorescência e estudo do particionamento do naftaleno, o modelo de compartimentos permitiu mostrar quais são as regiões mais impactadas e que exigem maior atenção no gerenciamento da área. As discussões apresentadas contribuirão para as tomadas de decisão referentes às etapas de investigação e de remediação da área de estudo, assim como poderão nortear decisões em outras áreas com contaminação similar.
 
Título en inglés
Behavior of the creosote contaminant in subsurface in a disabled wood treatment plant area.
Palabras clave en inglés
Contaminated areas management
DNAPL
Fluorescence
Groundwater contamination
Polycyclic aromatic hydrocarbons
Resumen en inglés
Creosote is an organic pollutant consisting of hundreds of compounds, mainly polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). In its composition, there are toxic and carcinogenic substances. When percolating through the porous medium, creosote can exist in the free and/or residual phase, also known as the DNAPL (dense non-aqueous phase liquid). Creosote can migrate at depths below the water table. Along the way, its compounds are partitioned into vapor, dissolved and sorbed phases. In this context, the fate and transport of creosote in porous media is a complex and relevant issue for decision-making in the management of areas contaminated with this pollutant. Thus, this work evaluates the behavior of creosote in porous media, in order to: (i) understand its migration capacity in clayey and sandy soils, through analyses of its hydraulic properties; (ii) identify the DNAPL phase by means of induced fluorescence with ultraviolet (UV) and green light source, (iii) know the physicochemical characteristics of creosote, as well as the partitioning of its constituents (PAH and dibenzofuran) in water, focusing on naphthalene and its sorption in sandy and clayey soils; and (iv) study the partitioning between the DNAPL, vapor, dissolved and sorbed phases of the naphthalene compound, using two approaches that describe the contamination distributions in subsurface compartments. Field and laboratory activities were carried out, and the soils and creosote used in the tests were collected in a contaminated area in the metropolitan region of São Paulo. The results showed that creosote, although spilled more than 25 years ago, still: has its characteristics preserved (density, viscosity, composition); presents mobility; has a retention capacity greater than water in sandy soil; and can be identified by UV-induced fluorescence. The compartments model shows that the DNAPL phase is the main responsible for the distribution of naphthalene in the subsurface, and that the sorbed phase has high concentrations in low permeability lenses. This is the first work that brings an embracing study concerning the creosote characteristics and focus on naphthalene. Furthermore, through the identification of creosote by fluorescence and the study of the naphthalene partitioning, the compartments model allowed showing which are the most impacted regions and that require greater attention in the management of the area. The discussions presented will contribute to decision-making regarding the investigation and remediation stages of the study area, in addition to being able to guide decisions for other areas with similar contamination.
 
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Fecha de Publicación
2023-02-16
 
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