Remediação de águas subterrâneas contaminadas com tricloroeteno por adsorção em carvão ativado micrométrico

Abstract

Resumo: A contaminação por solventes clorados, como o tricloroeteno (TCE), representa uma parte significativa dos casos de contaminação de águas subterrâneas devido à grande aplicação deste solvente em escala industrial. A busca por novas tecnologias de remediação ambiental que facilitem e acelerem o processo de recuperação da área contaminada é incessante, sendo que técnicas inovadoras como a aplicação de barreiras adsortivas injetáveis utilizando carvão ativado para adsorção dos contaminantes é uma delas. Essa técnica começou a ser aplicada em full scale há pouco tempo, por isso ainda demanda estudos para se obter um embasamento teórico e matemático que auxiliem nos projetos de implementação dessa técnica. Portanto, o objetivo deste estudo foi analisar a aplicação de carvão ativado micrométrico produzido a partir de fibra de coco para remoção de TCE de águas contaminadas. A caracterização do carvão ativado estudado também foi realizada, onde a área superficial determinada pelo método BET foi de 588,34 m²/g e tamanho de partícula estimado através da microscopia eletrônica de varredura é de aproximadamente 10 µm. O carvão foi submetido a testes para determinar a eficiência de remoção de TCE, sendo que uma concentração de 0,5 g L-1 de carvão foi capaz de remover até 99,0% de TCE em 60 min, diminuindo a concentração de TCE de 13500 µg L-1 para apenas 100 µg L-1, e atingindo remoções superiores a 90% em soluções com concentração de TCE de até 30 mg L-1. A capacidade de adsorção do carvão ativado foi determinada experimentalmente e pelos modelos de Langmuir e Freundilich, atingindo valores superiores a 100 mg g-1. Dois estudos de caso em que foi aplicado o carvão ativado micrométrico por direct push foram apresentados e diminuíram a concentração do TCE nos locais de aplicação logo após as primeiras campanhas de injeção. Os resultados obtidos neste trabalho indicam a viabilidade de se trabalhar com o carvão ativado micrométrico na aplicação de barreiras adsortivas injetáveis para a contenção de plumas contaminadas por TCE

Abstract: Contamination by chlorinated solvents such as trichloroethene (TCE) represents a significant part of cases of groundwater contamination due to the large application of this solvent on an industrial scale. The search for new environmental remediation technologies that facilitate and accelerate the process of recovering the contaminated area is incessant, and innovative techniques such as the application of injectable adsorptive barriers using activated carbon for the adsorption of contaminants is one of them. This technique has only recently begun to be implemented at full scale, thus requiring further studies to establish a theoretical and mathematical basis to aid in the implementation projects. This study aims to to analyze the application of micrometric activated carbon produced from coconut fiber for the removal of TCE from groundwaters. The activated carbon was also characterized, where the surface area determined by the BET method was 588,34 m² g-1 and the particle size estimated by scanning electron microscopy (MEV) of approximately 10 µm. The activated carbon was subjected to tests to determine the efficiency of TCE removal, with a concentration of 0,5 g L-1 of carbon being capable of removing up to 99,0% of TCE in 60 min, reducing the TCE concentration from 13500 µg L-1 to just 100 µg L-1, and removing more than 90% in solutions with TCE concentrations of up to 30 mg L-1. The adsorption capacity of the activated carbon was determined experimentally and by the Langmuir and Freundilich model, yielding values highing than 100 mg g-1. Two case studies where micrometric activated carbon was applied by direct push were presented and showed excellent results in removing TCE from the application sites after the first campaign of application. The results obtained in this work indicate the feasibility of working with micrometric activated carbon in the application of injectable adsorptive barriers for containing TCE-contaminated plumes