Este estudo constituiu uma pesquisa de tratabilidade de impactos por solventes clorados, mapeados em detalhe no horizonte granular/saprolítico em uma área do bairro de Jurubatuba (São Paulo, Brasil). Foi utilizada abordagem de ensaios de coluna, para comprovar a eficácia da tecnologia de redução química in situ por injeção de suspensão de ferro zero valente nanométrico (nZVI). A tecnologia vem sendo desenvolvida e aplicada em outros países com sucesso relevante do ponto de vista de eficácia e efeitos colaterais reduzidos para o meio subterrâneo aplicado. A área de estudo considerada conta com extenso arcabouço de dados e caracterização conceitual do ponto de vista do entendimento da distribuição vertical das concentrações de contaminantes clorados, ao longo dos horizontes granulares e transição para aquífero fraturado, de forma que a distribuição de massa, através dos compartimentos e fases in situ, é conhecida. Para atingir tal objetivo, foi considerado um ensaio de bancada com colunas de Plexiglass®, preenchidas por material poroso, com circulação de solução a concentrações conhecidas, sob vazões controladas e com portas de amostragem em distintos pontos da coluna, visando avaliar o estabelecimento de uma zona reativa. Foram utilizados dois materiais litológicos, sendo um litotipo saprolítico da área de interesse e uma areia fina quartzosa (controle), utilizando ainda água subterrânea coletada do horizonte alvo (104 ppb em campo), mais propício para o objetivo do teste, refletindo a massa em fase dissolvida. O teste se propôs ainda a observar o controle mineralógico/estrutural dos diferentes horizontes utilizados para avaliar o tipo de resposta e desafios operacionais que pudessem ser esperados em escala de teste piloto/full scale. O estudo permitiu verificar a eficácia do reagente na tratabilidade de concentrações de etenos clorados em concentrações de entrada da ordem de 10³ ppb em ensaio de bancada, com clara alteração de parâmetros físico-químicos (alcalinização e redução do potencial redox). O abatimento de concentrações na saída das colunas atingiu eficácia da ordem de 85 a 90% em relação às concentrações de entrada. A cinética química se mostrou interessante uma vez que não foi observada a geração de cloreto de vinila e, em paralelo, um expressivo aumento na concentração de cloreto (de 20 a 35-40 mg/L), indicando um perfil de reatividade química agressivo à destruição da ligação C-Cl em favor da geração da ligação C-H. Efeitos hidráulicos foram observados, como redução de porosidade e criação de caminhos preferenciais por fraturamento hidráulico, o que impactou na dinâmica de transporte, representando desafios técnicos comuns à escala de campo. O estudo permitiu concluir que, dentro das condições experimentais utilizadas, é possível argumentar em favor da aplicação do insumo em campo, uma vez observadas as variáveis relevantes a uma entrega e tempo de reação compatíveis com a mudança de escala.

This research involves a treatability study of impacts caused by chlorinated solvents mapped in detail in an area in the Jurubatuba district (São Paulo Brazil). An approach using soil columns to test the efficacy of a chemical reduction technology based on nanometric zero valent iron (nZVI) was employed, which has been developed and applied abroad with relevant success when effectiveness and reduced collateral in the subsurface environment effects are concerned. The area in which materials were sampled for the experiment relies on an extensive database and conceptual model characterization, where the vertical distribution of the concentrations is well understood throughout the granular aquifer and the transition zone into the fractured aquifer. To meet such objective, bench test protocols were followed. Plexiglass® columns were packed with porous materials, through which contaminated groundwater was percolated at known concentrations and flow rates. Discrete sampling was carried out along the experimental apparatus. The columns were packed with two distinct geological materials, one being a saprolitic gneiss from the contaminated site, in the most impacted horizon from which the groundwater sample used in this test was collected, reflecting the magnitude of dissolved phase concentrations found in the field (104 ppb). The study allowed to verify the effectiveness of nZVI in treating chlorinated ethenes at entry concentrations of 10³ ppb throughout the bench test with evident alteration of physical-chemical parameters (alkalinization and ORP reduction). cVOC concentration destruction reached levels of 10-15 % in relation to entry concentrations at every timestep. The chemical kinetics proved nZVI to be a viable reagent once vinyl chloride was not generated, which was corroborated by a substantial increase in Cl- (20 at baseline to 35-40 mg/L), pointing at an aggressive reaction towards de C-Cl covalent bonds in favor of the generation of C-H bonds (ethene). Hydraulic effects were observed such as porosity reduction and preferential pathways creation through hydraulic fracturing, which was observed to have impacted on the expected transport and reactivity dynamics. This was interpreted as representative of typical challenges found in the field. The test looked at the mineralogical/structural control of the different materials used to assess what kind of response and operational challenges would be expected in a pilot or full-scale version of the employment of the nZVI-induced dichlorination. It was possible wo conclude that within the experimental conditions used herein, it is possible to argue in favor of a field application, once observed the relevant variables towards an adequate reagent delivery and reaction time compatible with the upscaling and inherent complexities.