Tratamento de solos com diferentes características físico-químicas por processos fenton

Abstract

Resumo: A remediação de solos contaminados por gasolina representa um dos maiores desafios na área da remediação ambiental, devido à alta complexidade da matriz que influencia no comportamento do contaminante. Dentre as técnicas de remediação destacam-se os processos de oxidação avançada como a reação de Fenton, a qual vem sendo utilizada com bastante frequência em função da capacidade de formas minerais de ferro catalisar a decomposição de peróxido de hidrogênio, com consequente formação de radical hidroxila. No entanto, quando aplicados em solos, a eficácia do processo é dependente das características físico-químicas dos mesmos. Em decorrência disso, este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência dos processos Fenton na remediação de quatro tipos de solos paranaenses contaminados por gasolina. Este trabalho foi realizado em amostras de solos indeformadas, para aproximar ao máximo às condições de campo. Foram aplicados soluções de peróxido de hidrogênio a 1 e 5 % com e sem adição de ferro. Para os solos com elevadas concentrações de ferro mineral, foi observada que a adição de formas solúveis teve pouca influência na eficiência do processo. No entanto, concentrações elevadas de peróxido de hidrogênio (5 %), favoreceram a degradação do contaminante. Já para os solos com baixa concentração de ferro mineral, se fez necessária à adição do mesmo para garantir a eficácia. Dentre as características físico-químicas dos solos, as que mais exerceram influência no processo foram a matéria orgânica e teor de ferro mineral. Nos solos com maiores concentrações de matéria orgânica, a eficiência dos processos Fenton foi comprometida, devido ao efeito sequestrante da mesma, o que resultou em uma menor taxa de degradação. Em solos com maiores teores de ferro mineral a eficiência da degradação foi maior, além de dispensar a adição de formas solúveis. Dentre os compostos da gasolina, os BTEXs apresentaram maiores níveis de degradação do que os HTPs, por serem mais facilmente oxidados. Foi observado também que em todos os ensaios houve a lixiviação dos contaminantes, devido ao caráter dessortivo do processo Fenton. Embora a dessorção possa aumentar a disponibilidade dos poluentes, favorecendo a sua oxidação, ela pode propiciar a transferência dos mesmos para os sistemas aquáticos. Através dos resultados obtidos, pode-se concluir que o processo Fenton é uma técnica eficiente no tratamento de solos contaminados por gasolina. No entanto, não deve ser aplicado de forma universal para todos os tipos de solo, pois o processo é influenciado pelas características do mesmo. Palavras-chaves: Processos Fenton, gasolina, BTEXs, remediação de solos, amostras indeformadas.

Abstract: The remediation of soils contaminated by gasoline is probably one of the biggest problems in the environmental area, due to the matrix high complexity that influence in the contaminant behavior. Among the techniques employed in soil remediation the Fenton Process might be highlighted. This process has been frequently employed due to the iron minerals capability of acting as catalyst in the hydrogen peroxide decomposition, generating hydroxyl radicals. Besides, when Fenton process is applied in soils, its efficiency depends on the soil physical-chemical characteristics. Therefore, the objective of this work was to evaluate the effectiveness of the Fenton process in the treatment of four paranaenses soils contaminated by gasoline. For this purpose, this work was performed in undisturbed soil samples, aiming to approach actual field conditions. During the Fenton process, hydrogen peroxide solutions were applied in the soil in concentrations of 1 and 5 %, with and without soluble iron addition. In the soils with higher concentration of iron minerals, it was observed that the addition of soluble forms did not significantly increase the efficiency of the treatment. However, higher concentrations of hydrogen peroxide (5 %) favored the degradation. For soils with low content of minerals iron, the addition of soluble forms was necessary to ensure the effectiveness of the process. Among the physical chemical characteristics of the soil, organic matter and minerals iron content exhibited major importance in the process. In soils with higher content of iron minerals the efficiency was greater. Besides, the addition of soluble forms was not required. In soils with higher content of organic matter, the efficiency of Fenton process was compromised, due to its radical scavenger effect, resulting in lower degradation rate. Amidst the compounds of gasoline, the BTEXs showed greater degradation levels than the presented by the HTPs, since they are more easily oxidized. The leaching of contaminants during application of Fenton's reagents was observed in all the tests performed. The desorption enhances the contaminant oxidation however, it can also cause the transfer of pollutants to aquatic systems, where the degradation does not occur. The results showed that the Fenton process is an effective technique for the treatment of soils contaminated by gasoline. However, it must not be applied in a universal form to all types of soil, because the process efficacy depends on the soils characteristics Key-words: Fenton process, gasoline, BTEXs, undisturbed samples, soils remediation.