Contaminao dos solos por LNAPL: discusso sobrediagnstico e remediao

Eduardo AzambujaPontifcia Universidade Catlica do Rio Grande do Sul

Dione B. CancelierAzambuja Engenharia e Geotecnia Ltda

Arthur S. NanniCPGGEO/UFRGS, Azambuja Engenharia e Geotecnia Ltda

Resumo. As contaminaes por hidrocarbonetos derivados de petrleo em solo tm sido alvo deinmeras pesquisas e constitui em um desafio para os profissionais que atuam na geotecnia, em funo dacomplexidade dos fenmenos geoqumicos e bioqumicos que so catalisados a partir de sua insero nosubsolo. Os vazamentos em postos de abastecimento de combustveis constituem as fontes mais expressivas,no pelo volume individual da contaminao, mas pelo carter sistmico que representam e pelarepercusso que geram sobre a qualidade dos aqferos. Entender a dinmica dessas contaminaes(seguidamente referidas como LNAPL - light non-aqueous phase liquids) fundamental para orientar asatividades de prospeco e diagnstico dos impactos gerados pelos vazamentos de combustveis, bem comopara desenvolver uma tcnica de remediao econmica e ambientalmente vivel. Este trabalho apresentauma reviso conceitual do comportamento dos contaminantes no subsolo e dos mtodos de diagnstico,especialmente os mtodos geofsicos por resistividade eltrica, discutindo-se as vantagens e limitaes destatcnica luz da experincia em alguns casos histricos. As propostas de tcnicas de remediao carecemainda de maturidade, em virtude da escassez de informaes sobre a eficincia dos sistemas j implantados.No sentido de colaborar com a discusso sobre a pertinncia de algumas dessas tcnicas, em especialaquelas que procuram estimular a atenuao dos contaminantes pela ao biolgica, faz-se um relato de trssistemas de remediao j implantados e dos resultados obtidos at o presente.

Palavras-chave. Contaminao, Geofsica, Solos, gua Subterrnea, Remediao.

1. Introduo

Um dos problemas de difcil soluo nasatividades voltadas para a proteo ambientalconsiste na avaliao da extenso, dinmica econcentrao das contaminaes provocadaspor vazamentos em tanques de combustveisderivados do petrleo. Essa complexidadedeve-se ao fato desses contaminantesrepresentarem uma ampla composio deprodutos com caractersticas diferentes, sendoque a maioria caracteriza-se pela baixasolubilidade e pouca persistncia no solo.

A forma como interagem com o fluxofretico, com os argilo-minerais e com amatria orgnica presentes no solo complexa do ponto de vista fsico e qumico.Mais ainda, sendo produtos orgnicos de fcilconverso, as aes biolgicas que sedeflagram no terreno a partir da sua presenaso significativas e alteram o comportamentodos contaminantes ao longo do tempo. Porfim, processos secundrios de naturezageoqumica so catalisados a partir dabioconverso dos hidrocarbonetos,estabelecendo uma sinergia entre osfenmenos (Sauck, 2000).

Assim, ao profissional que se apresentapara investigar uma contaminao porhidrocarbonetos com essas caractersticas,impe-se um desafio que transcende aespecialidade do geotcnico ou do gelogo. Oproblema, tratado na sua escala devida, tipicamente multidisciplinar e exige odomnio dos processos qumicos e biolgicosque esto inerentemente associados.

Tambm importante ressaltar que aavaliao da dinmica dos contaminantes nosolo, apesar de poder ser traduzida pelosmodelos analticos ou numricos detransferncia de massa, exige a introduodos componentes de atenuao porbioconverso (Blanc et al, 2000), portantouma fronteira um pouco distante do universogeotcnico. No obstante a dificuldade damodelagem ser representativa dos substratosto heterogneos que o subsolo significa, hainda que considerar que tratam-se desistemas vivos. Estabelecer parmetros deatenuao pela ao de microorganismos no uma tarefa das mais fceis.

Este cenrio de dificuldades aquiconstrudo no tem por objetivo desestimularquem vm trabalhando neste segmento,outrossim destacar que o caminho doconhecimento a ser trilhado nesta rea muito longo, ainda um amplo campo depesquisas. Tambm deseja-se confessar ainsipincia das informaes que so aquidiscutidas e de como estamos aindatangenciando o problema, como seestivssemos comendo um mingau pelasbeiradas. E ento, comeando pelasbeiradas, entendemos ser prudenteconceituar as fases de contaminao e osmecanismos de transferncia decontaminantes atravs do solo, paraposteriormente discutir as formas dediagnstico.

Os resultados dos diagnsticos so semprecomparativos, ou seja, quando avaliamoscontaminaes, comparamos os resultados

obtidos com marcos que caracterizam umanormalidade ambiental (background), umaanomalia aceitvel ou um estado crtico. Essesmarcos ou nveis constituem uma discussofervorosa no meio tcnico, pois costumam serdeterminados a partir de anlises de risco, osquais consistem em modelos analticos paraavaliar a repercusso de um contaminante nacadeia ambiental de um determinado sistemae, em especial, sade humana. Ao fazer umbreve comentrio sobre os modelos de anlisede risco, discutimos a sua pertinncia elimitaes, pelo menos sob a tica dos nossosproblemas regionais.

Conduzido o diagnstico e confrontados osseus resultados com os balizadores de umaanlise de risco, h a tomada de decisessobre a necessidade ou no de interveno.Entenda-se que interveno implica emremediao (reduo dos contaminantes anveis mais aceitveis) e no emrecuperao (eliminao dos contaminantespresentes no sistema).

Os processos de remediao so inmeros,mas essas tcnicas ainda no possuemmaturidade, em virtude da escassez deinformaes sobre os seus desempenhos.Inicialmente, as tentativas de recuperaoconsistiam na mera remoo do solosupostamente contaminado, confinando omaterial em aterros de resduos slidos oudispondo em landfarmings. Posteriormente,com a preocupao em preservar os aqferos,os sistemas de remediao passaram aempregar o bombeamento com tratamentoexterno (pump and treat).

Ambas as sistemticas fracassaram tantopela insuficincia tcnica como pelodesempenho econmico. Apesar do rpidosurgimento de propostas mais sofisticadas deremediao, h uma tendncia em conduzirtcnicas de remediao que estimulem aatenuao dos contaminantes porbioconverso.

A respeito das tcnicas de remediao,relacionamos trs sistemas que esto ora emoperao para discutir as estratgias adotadase os resultados obtidos.

2. Fases de Contaminao

Os hidrocarbonetos que constituem oscombustveis como leo diesel e gasolina socompostos de baixa densidade e a maioria dosseus componentes consistem de uma fase nosolvel em gua, ou pelo menos possuem umadificuldade de solubilizar seus componentesno aqfero quando em seu estado original.Normalmente, um vazamento de combustvelem um tanque de abastecimento promovediferentes fases de contaminao, conformerelatam Mercer e Coheb (1990). Diante dasevidncias obtidas em vrios trabalhosrealizados no sul do Brasil e apoiados emrelativo consenso no meio tcnico(Kierchheim et al, 1998), propomos adesignao de cinco fases de contaminaoque tipicamente se manifestam emvazamentos de tanques de combustvel.Embora com as idiossincrasias dos autoresdeste trabalho, essa classificao de fasesguarda semelhanas com a classificaoproposta no excelente trabalho de Sauck(2000) a respeito do comportamentoeletroqumico dos solos contaminados porhidrocarbonetos. Enfim, as fases podem serassim descritas:

a) Fase livre

Constitui em um vu sobre o topo dofretico livre e que pode ser mais ou menosespesso, dependendo da quantidade deproduto derramado e da dinmica do sistemafretico. A fase livre no compostaexclusivamente por hidrocarbonetos. Estudosexperimentais referidos por Sauck (2000)demonstram que apenas 50% dos vazios dosolo so ocupados por hidrocarbonetos, sendoque a outra metade ocupada por gua e ar.Esse percentual de hidrocarbonetos presente

nos vazios dos solos no constante,admitindo-se que ele seja menor nas bordassuperior e inferior dessa camada. Por essarazo, no existe um limite estrito entre a faselivre e as demais fases, mas uma banda detransio que pode ser mais ou menos espessa,de acordo com a viscosidade dohidrocarboneto, magnitude e freqncia dasoscilaes freticas, quantidade de oxigniodisponvel, porosidade do solo e ainda otempo transcorrido desde o vazamento, entreoutros fatores intervenientes. Do ponto devista geoeltrico, a fase livre no possui amesma resistividade do produto original. Viade regra ela apresenta-se mais condutiva queo produto original, no s devido ocorrnciada bioconverso do hidrocarboneto, masprincipalmente pela interposio de gua e arna fase. Entretanto, o seu contraste com obackground, em especial em solos argilosos,costuma ser significativamente mais resistivo.

b) Fase adsorvida

Tambm denominada de fase residual,constitui no halo de disperso entre a fonte e onvel fretico e caracteriza-se por uma finapelcula de hidrocarbonetos envolvendogrumos de solo ou descontinuidades existentesno saprlito ou rocha, sendo mais importantepara os produtos mais viscosos como o diesel.Devido s variaes freticas inerentes, a faseadsorvida ocupa uma banda sobre o topo dafase livre. Essa banda pode ser mais ou menossignificativa, dependendo da viscosidade doproduto, da porosidade do solo e dasoscilaes do fretico livre. Do ponto de vistageoeltrico, a fase adsorvida tende a aumentara resistividade eltrica dos solos naturais.Porm, essa tendncia mais clara em solosargilosos e para contaminaes recentes,porque a bioconverso dos hidrocarbonetosem ambiente xico rpida e pode implicarna formao de cidos orgnicos e na lixviade sais, diminuindo o contraste eltrico.Convm destacar que, em solos naturalmenteresistivos (como areias puras, por exemplo) os

processos de bioconverso podem resultar emum contraste paradoxalmente condutivo.Outro aspecto relevante diz respeito histerese que o arraste de hidrocarbonetopossui entre os ciclos de saturao edrenagem. Os hidrocarbonetos mais viscosospossuem maior mobilidade no solo durante adrenagem do que durante a saturao, o queresulta em um abandono de hidrocarbonetosno solo durante as oscilaes do fretico. Emdecorrncia, existe uma fase adsorvida abaixodo lenol fretico, ou mesmo abaixo da faselivre.

c) Fase dissolvida

Constitui em contaminaes pordissoluo de aditivos polares e por umafrao emulsionada de hidrocarbonetos quepossui maior mobilidade e dissipa-se abaixono nvel fretico livre, sendo mais importantepara fluidos menos viscosos como a gasolina.A quantidade de hidrocarbonetos dissolvidosdepende das condies de degradao (oubioconverso) do produto, estando muito maisrelacionada participao da fase adsorvida emuito menos ligada espessura da fase livrepropriamente dita. Alis, fases livres menosespessas devem favorecer a dissoluo decomponentes, porque o ambiente ideal para aocorrncia do fenmeno deve ser oxigenado ecom pH mais baixo. Do ponto de vistageoeltrico, a fase dissolvida em si no alterasignificativamente a resistividade do solo.Entretanto, o mesmo ambiente que favorece adissoluo de hidrocarbonetos, favorecetambm a lixvia de sais, o que associa-se auma maior condutividade eltrica na reaonde existe maior incidncia de pluma decontaminao abaixo do nvel fretico.Convm destacar que, como o ambienteanxico inibe a dissoluo dehidrocarbonetos, a fase dissolvida ocupaapenas a parte superior dos aqferos eraramente ultrapassa 5 metros de espessuraabaixo do fretico.

d) Fase vaporizada

Constitui uma fase gasosa doscomponentes volteis dos combustveis e queocupa vazios do solo ou rocha, sendo maisimportante para os hidrocarbonetos de menorponto de vaporizao, como aqueles quecompem a gasolina. A bem da verdade, afase gasosa dos hidrocarbonetos est presenteem meio s demais fases, mas maissignificativa na regio vadosa do subsolo. Doponto de vista geoeltrico poucoparticipativa.

e) Fase condensada

Aparece mais tipicamente em reasurbanas onde a pavimentao do solo intensa e pouco permevel, caracterizando-sepela acumulao de produtos condensados sobos pavimentos. Na verdade semelhante fase adsorvida, porm com composiodiferente do produto original em virtude dofracionamento seletivo da vaporizao. tambm uma fase com intensa bioconverso,manifestando-se degradada.

Na maioria dos casos de contaminao porcombustveis em postos de abastecimento, apreocupao do diagnstico tem se pautadopela delimitao das fases adsorvida e livre,onde as aes de remediao podem ser maisefetivas. Entretanto, os marcos referenciaissugeridos pelas anlises de risco indicam quea fase dissolvida possui repercusso ambientalto ou mais relevantes que as demais fases. Astpicas zonas de ocorrncia de cada fase soapresentadas na figura 01.

3. Mecanismos de Transferncia deContaminantes

A dinmica dos contaminantes no solocostuma ser explicada atravs de trsmecanismos de transferncia de massa, asaber: adveco, disperso e atenuao.Conforme ser a seguir discutido, esses

mecanismos podem ser subdivididos emsubprocessos (a disperso pode ser divididaem disperso hidrulica e difuso molecular,enquanto que a atenuao pode sercompartimentada em adsoro fsico-qumica,soro qumica e bioconverso). Essaconceituao que fundamenta os modelosanalticos ou numricos que so empregadospara prever ou avaliar a dinmica doscontaminantes em um sistema. Essesmecanismos so assim descritos:

a) Adveco

Consiste no mecanismo onde oscontaminantes seguem coincidentemente comos vetores de fluxo e guardam uma relaodireta com a velocidade de percolao no solo. o mecanismo preponderante na formao ena mobilizao da fase livre dehidrocarbonetos.

b) Disperso

Consiste no mecanismo responsvel peladiminuio da concentrao de contaminantesno fluido de percolao e que pode se daratravs de dois processos: dispersohidrodinmica e difuso molecular. Adisperso hidrodinmica acontece pelarestrio de fluxo nos poros do solo que gerareduo de velocidade da percolao doscomponentes mais viscosos. A difusomolecular , intrinsecamente, um fenmenode diluio de componentes solveis e oprincipal processo formador da fasedissolvida, responsvel pela maior mobilidadedos contaminantes. Quando se tratam deemulses, como no caso dos hidrocarbonetos,a disperso pode se apresentar como ummecanismo complexo, em virtude dos

fenmenos de histerese do arraste decontaminantes, em especial nas frentes desaturao e franjas capilares. Este processoest associado formao da fase adsorvida etambm pela produo de uma frao deemulses que podem compor a fasedissolvida.

c) Atenuao

Consiste na reduo de contaminantestransportados pela adveco ou diluioatravs de reaes qumicas ou fsico-qumicas. A atenuao qumica mais intensaem solos com maior capacidade de trocacatinica e atua reduzindo componentes dasfases livre e adsorvida. Tambm nesse elencode reaes esto as reaes de bioconverso,pela qual parcelas dos hidrocarbonetos sotransformadas em cidos orgnicos ou mesmototalmente oxidadas. A atenuao qumica mais intensa na regio com maiordisponibilidade de oxignio e estintimamente associada ao biolgica. Aatenuao fsico-qumica a responsvel pelaformao da fase adsorvida e consiste noaprisionamento de contaminantes que seaderem aos gros do solo, sobretudo aosgrumos de argilas com maior atividade.Entretanto, associada com os mecanismos deatenuao qumica, responsvel pelaformao da fase dissolvida (facilitada pelareduo de pH).

Os mecanismos de disperso e atenuaoso complexos e sinergticos entre si, o quetorna a modelagem numrica dos processos detransferncia de massa uma atividadeigualmente complexa, devido dificuldade deestabelecer parmetros para os fenmenos denatureza bioqumica.

Fase CondensadaFase Adsorvida ou residual

fluxofluxo

tanques

vaporizao

Pavimento (zonas urbanas)

Fase DissolvidaFase Vaporizada Fase Livre

NF mdio

aterro compactados

Figura 01: Fases de contaminao por LNAPL no subsolo.

Os modelos de predio da dinmica doscontaminantes so importantes porque,apesar de complexos, podem auxiliar nadeciso de quando e com qual intensidadeas intervenes de engenharia podem serconduzidas na recuperao de uma reaimpactada, bem como decidir se a atenuaonatural ambientalmente aceitvel.

Os modelos computacionaiscomercialmente disponveis limitam-se atratar o problema como um sistema comuma nica fase (a dissolvida) e tratando aatenuao de forma mais simplista, emgeral considerando apenas um fator deadsoro. Existem ainda algumas diferenasentre os modelos na forma como tratam aadveco no meio poroso, pois algunsconsideram o fluxo em meio no-saturado eoutros no permitem essa possibilidade deanlise.

Mas as grandes limitaes dessasferramentas computacionais disponveis nomercado so: as equaes de bioconversoso negligenciadas; o sistema tratado comuma nica fase quando, em verdade, tipicamente multifases e ainda hdificuldades em lidar com o problema forado estado plano.

Recentemente, na Universidade doTexas, foi desenvolvido um simulador de

modelo por diferenas finitas que integra asmultifases, os multicomponentes, a tri-dimensionalidade do problema e as equaes dedisperso, adveco, atenuao e bioconverso eque foi denominado de UTCHEM. Ao quesugerem alguns resultados publicados pelosautores (Blanc, et al, 2000a e Blanc et al,2000b) este simulador parece ser umaferramenta promissora.

4. Diagnstico

Para o diagnstico das contaminaes, asinvestigaes tm sido conduzidas por mtodosdiretos e indiretos de prospeco, ou seja, pelaexecuo de uma malha de sondagensmecnicas e coleta de amostras para anlisegeoqumica ou por mtodos geofsicos.

Pelas tcnicas diretas, h a possibilidade deavaliao pela anlise em amostras de solo oude gua.

Nas anlises em solo, objetiva-se adeterminao de cargas residuais ou faseadsorvida de contaminantes. As amostras soobtidas pela perfurao e coleo do solo.

J nas anlises em gua, as amostras socoletadas atravs de poos de monitoramentotemporrios ou definitivos. O objetivo

identificar a presena de fase livre e avaliara magnitude da fase dissolvida.

J as metodologias geofsicas podemidentificar a presena de hidrocarbonetospelo contraste com as propriedades dereferncia (condutividade eltrica, mdulocisalhante, etc), e sero alvo de discussomais detalhada. Nessas tcnicas a avaliao mais sistmica e qualitativa, no sendopossvel quantificar os teores decontaminantes presentes no sistema.

4.1. Mtodos diretos: anlise em solo

Os mtodos diretos, possuem uma boaacurcia, desde que realizados com oscuidados especiais. A tcnica deamostragem deve ser conduzida de forma aevitar a contaminao cruzada entre furosou dentro do prprio furo. Isso requercuidados especiais, principalmente quandose amostra abaixo do fretico livre.

Os trados convencionais no soadequados para isto, uma vez que permitema transferncia das contaminaes para ofundo do furo. J os trados helicoidaisvazados (hollow steam auger) garantemuma melhor integridade das amostras desolo, em funo de disporem de doishelicides: um externo com rosca direitapara a perfurao e outro interno com roscaesquerda para armazenamento da amostra(Quaresma, 1999).

Outra possibilidade de amostragem semcruzamento de contaminantes consiste nautilizao de revestimentos com selos. Essesrevestimentos so introduzidos por umprocesso de cravao dinmica ou esttica,mas quando ultrapassam o nvel fretico soselados para evitar a entrada decontaminantes para o fundo do furo. Asamostras so retiradas com amostradoresdedicados (um por amostra) tipo pisto, ouem amostradores integrais (toda a extensodo furo) como no sistema direct push.

Alm dos cuidados com a integridade dasamostras, o acondicionamento, transporte epreparao da amostra para anlise deve seguiruma rotina planejada por uma cadeia decustdia, onde todos os procedimentos soregistrados at o laudo final da anlise.

No que tange s anlises geoqumicas, omtodo mais empregado ainda o decromatografia gasosa (head space). Por hora,ainda no so confiveis as tcnicas deavaliao in situ de compostos volteis(cromatgrafos de campo), de modo que asamostras ainda devem ser analisadas emlaboratrio.

Os parmetros comumente utilizados para asanlise so o TPH (hidrocarbonetos totais depetrleo) e as colunas de BTXE (benzeno,tolueno, xileno e etilbenzeno), estes em virtudeda maior toxicidade.

As anlises devem ser calibradas por umbranco de laboratrio, uma vez que oscromatgrafos podem apresentar rudos noregistro de dados.

Essa preocupao com a qualidade deamostras se justifica pelos limites quecaracterizam a contaminao, da ordem demg/kg.

4.2. Mtodos diretos: anlise em gua

A anlise da presena de hidrocarbonetosnas guas freticas realizada, tipicamente,atravs de poos de monitoramento, embora aparticipao de extratores pneumticosadaptados em piezmetros cravveis ou mesmoem sondas CPT esteja crescendo departicipao. O uso de cones equipados combladder pump (Lunne et al, 1997), parece seruma ferramenta de uso potencial para avaliaode contaminantes no fretico, mas ainda precisaser amadurecida, em especial devido possibilidade de cruzamento de contaminaesem estratos distinto durante a cravao do cone.

necessrio ter-se presente que oobjetivo da anlise em gua identificar afase dissolvida. Assim, a coleta de amostrasdeve evitar o contato com a fase livre que,normalmente se manifesta como umaescuma no topo do nvel dgua.

O uso de bailers (amostradores tipocaneca) invivel, em funo da mistura defases durante a coleo. A maioria dasrecomendaes internacionais sugere autilizao de amostradores tipo bexiga,denominados de bladder pumps, cujoprincpio de funcionamento aparece nafigura 02. Como observado, osamostradores bladder pumps funcionam deforma pneumtica, porm sem contato do arcom a amostra. Desde que se realize umvolume de purga adequado, a amostra obtida sem a interferncia da fase livre.

Independente de se empregaramostradores de bexiga, h uma tendnciade se construir poos de monitoramento queisolem intencionalmente a fase livre dosistema, conforme pode ser visto na figura03. Esses poos possuem o elemento defiltro (tubo ranhurado) permanente abaixodo nvel fretico, por isso so chamados depoos com filtros submersos.

H o inconveniente de no permitirem aidentificao da espessura da fase livre oumesmo da sua existncia, porm tornam aamostragem da gua mais segura.

Tambm importante destacar quecresce o prestgio de emprego de poos combombas dedicadas, ou seja, bombas fixas nointerior de cada poo de monitoramento,mas isso vivel apenas em projetosespeciais onde o monitoramento de longoprazo exigido

importante destacar que a amostragemde gua mais delicada do que em solo,pois mnimos descuidos com a limpeza dosequipamentos implica em contaminaocruzada. Isso se deve ao fato de que os

padres de controle das contaminaes nosaqferos da ordem de mg/litro.

Figura 02: Amostradores bladder pump (a) entradade gua; (b) descarga.

Nenhum diagnstico de pluma decontaminao pode ser realizado sem asamostragens de solo e gua. Apesar deimprescindveis, elas precisam serracionalizadas em virtude da sua morosidade e,evidentemente, do seu custo. neste nterimque se inserem as tcnicas de sondagensindiretas, as quais permitem um delineamentoestratigrfico, hidrogeolgico e, dependendo dasituao, da prpria pluma de contaminao. Seos mtodos indiretos no so suficientes paradefinir a exata geometria de uma pluma, poroutro lado podem delinear o problema,possibilitando racionalizar a campanha desondagens diretas.

(a)

(b)

Tampo fixo

Caixa protetoraem duralumnio

Tampo de duralumniocom cadeado

Pr-filtro deareia uniforme

Selo (grout)

Centralizador

Centralizador

Revestimentogeomecnico

Filtro geomecnico

Drenagem

Concreto

Mximo NA

Mnimo NA

Figura 03: Poo de monitoramento com filtrosubmerso.

4.3. Mtodos indiretos

Os mtodos geofsicos podem auxiliarconsideravelmente na soluo do problemade custo e morosidade que apresentam osmtodos diretos, permitindo a delimitaorpida e contnua da distribuio lateral eem profundidade da pluma decontaminao.

Para a avaliao de contaminao porhidrocarbonetos, dois mtodos tem sido

empregados com mais freqncia: o geo-radar eos de eletrorresistividade.

Em virtude da natureza geoeltrica dascontaminaes e tambm em decorrncia domenor custo dos equipamentos, os mtodos deeletrorresistividade tm sido privilegiados paraesta aplicao.

Desta forma, cabvel uma discusso maisdetalhada sobre esta tcnica, ressaltando suasvantagens, consistncias e eventuaisdificuldades na interpretao dos resultados.

5. Geofsica por resistividade eltrica

O mtodo eletrorresistividade vem sendoempregado h muitos anos na soluo deproblemas ligados prospeco mineral, decarvo, guas subterrneas e engenharia(Zohdy, 1964; Keller & Frichknecht, 1966;Kumetz, 1966; Meidav & Ferguson, 1972;Telford et al., 1976; Rijo et al., 1977; Verma etal., 1982; Costa et al., 1982; Ward, 1983; Costa,1985; Dobecki & Ronig, 1985; Mesk et al.,1986; Costa et al., 1996). Menos comumente,tem sido aplicado na prospeco de petrleo egs (Keller, 1968; Eadie, 1981; Spies, 1983).Mais recentemente, vem sendo utilizado nadeteco da contaminao do subsolo provocadapor resduos orgnicos e/ou inorgnicos (Stollar& Roux, 1975; Kelly, 1976; Belan et al., 1984;Saksa et al., 1985; Asch et al., 1986; Fontain,1986; Costa e Ferlin, 1992; Costa e Ferlin,1994; Mazc et al., 1994; Costa et al., 1995,Costa et al., 1999, Azambuja et al., 1999.).

Nas aplicaes voltadas para o meioambiente, o mtodo permite estimar aprofundidade da rocha s e do nvel fretico,detectar falhas e fraturas, a estratigrafia dascamadas, intruses salinas, vazios subterrneose delimitar depsitos de resduos domsticose/ou industriais, bem como suas plumas decontaminao.

Figura 05: Esquema do arranjo Wenner.

O mtodo eletrorresistividade envolve amedio da resistividade eltrica emsubsuperfcie. A resistividade eltrica podeser definida como a dificuldade passagemde corrente eltrica em um determinadomeio. No caso de solos e rochas, comalgumas excees minerais metlicos,grafita e algumas argilas, a maioria dosmateriais so no condutores eltricos, equaisquer fluxos de corrente significativosdevem-se presena de gua nos vazios(poros e fraturas) e do seu contedo inico.

5.1. Tcnicas de medio

A medio das resistividades eltricasdos materiais em subsuperfcie feitaatravs de um arranjo de quatro eletrodosAMNB, sendo AB um circuito de emissode corrente, atravs do qual uma correnteeltrica (I) injetada no terreno; e MN umcircuito de potencial, onde uma diferena depotencial (DV) lida entre dois eletrodos. Arazo entre DV e I corresponde resistnciaeltrica (R) do terreno. A resistividadeeltrica (r) obtida multiplicando-se aresistncia por uma constante (k),denominada constante geomtrica, quedepende da geometria do arranjo deeletrodos adotado.

Diversos tipos de arranjo soempregados: schlumberger, wenner, dipolo-dipolo, polo-dipolo, gradiente, unipolo, trseletrodos, dois eletrodos, laterolog, etc. Aescolha do arranjo depende principalmentedas facilidades operacionais, em funo domodo de operao adotado para olevantamento. Existem trs modos bsicosde operao: sondagem, caminhamento esondagem-caminhamento. Na sondagem(conhecida como sondagem eltrica verticalou SEV) mede-se a variao vertical deresistividade, fazendo-se sucessivas leiturascom aumento do espaamento entre oseletrodos de corrente AB. Essa tcnica adequada quelas situaes em que um

modelo formado por uma seqncia de camadasaproximadamente horizontais pode representara realidade. No caminhamento eltrico, adistncia entre eletrodos permanece fixa,medindo-se a variao lateral de resistividade.Este modo de operao ideal para estudarsituaes que podem ser representadas porcorpos condutores ou resistivos com altomergulho, verticais a subverticais. A tcnicamais apropriada, sobretudo em reas complexas,

consiste na combinao sondagem-caminhamento que permite definir tanto asvariaes verticais como horizontais deresistividade.

5.2. Os arranjos de eletrodos

Diversos arranjos de eletrodos podem serutilizados. Os mais comuns so descritos aseguir.

No arranjo wenner (figura 05), os eletrodosso igualmente espaados de uma distncia a,sendo que os eletrodos de corrente AB socolocados nos extremos e os eletrodos depotencial MN na parte interna, em linha com osprimeiros. Se um dos eletrodos de corrente (porexemplo, o B) deslocado para uma distnciamuito grande dos outros (pelo menos 10 x a), oarranjo chamado trs eletrodos. Se o eletrodoN deste arranjo deslocado a uma distncia

Figura 04: Esquema do arranjo Schlumberger.

muito grande (> 10 x a) dos demais e do Bno infinito, temos o arranjo dois eletrodos.

O arranjo schlumberger (figura 04)mede o gradiente do potencial eltricoatravs dos dois eletrodos MN, cujadistncia entre si deve ser menor do que 1/5da distncia AB.

O arranjo gradiente uma variao doschlumberger, adequado paracaminhamento, em que os eletrodos AB somantidos na mesma posio, enquanto osMN se deslocam ao longo de um perfil,limitado ao tero central de AB.

No arranjo dipolo-dipolo os eletrodosAB de corrente de um lado so colocadosem linha com os eletrodos de potencial MNdo outro lado. A distncia entre A e B a,do mesmo modo que entre M e N. Adistncia entre B e M n x a, sendo nmltiplo de a.

O arranjo polo-dipolo consiste noanterior com o eletrodo B de correntecolocado a uma distncia infinita de n x a(com n > 10 a).

5.3. A escolha do arranjo

Nos casos em que o alvo a ser detectado de pequena dimenso ou apresentacontraste fraco de resistividade em relao encaixante, a escolha do arranjo depende deoutros fatores, alm das facilidadesoperacionais. Dentre estes, destacam-se aprofundidade de penetrao, a profundidadede deteco, a resoluo vertical e lateralobtida. No so muitos os trabalhospublicados que tratam de analisar odesempenho dos diferentes arranjos.Apparao (1991) analisou diversos arranjosconcluindo que, para alvos resistivos,nenhum arranjo apresenta comportamentoclaramente superior aos demais. Dequalquer modo, considerando o fatorresoluo vertical, destaca os arranjos

wenner e schlumberger. Costa (1997)apresentou nova tcnica, denominada EGP empilhamento do gradiente do potencial apartir de medidas com arranjo polo-dipolo,capaz de apresentar grande resoluo nadeteco de vazios em superfcie. Ward (1994)relacionou em uma tabela 14 fatoresimportantes na escolha do arranjo adequado,classificando-os por notas de 1 a 5, conforme odesempenho. No que se refere aos dois maisimportantes fatores relacionados ao problema dadeteco do subsolo por hidrocarbonetos,resoluo vertical (camadas horizontais) elateral (estruturas verticais a subverticais) osarranjos considerados mais eficientes so ogradiente (variao do schlumberger paracaminhamento) para resoluo lateral, e osschlumberger e wenner para resoluo vertical.

A escolha do arranjo schlumberger emSEVs prximas entre si, permitindo acombinao das informaes na forma desondagem-caminhamento, com representaodos resultados em 2-D e 3-D, justifica-se para asoluo dos problemas relativos ao presentetrabalho.

5.4. Contaminaes com LNAPL

O contraste de resistividade eltrica entre asguas subterrneas e os hidrocarbonetos muitogrande, normalmente 1 para 1011. Asdificuldades que podem ocorrer, e que em certas

situaes podem resultar em insucessos naaplicao dos mtodos, resultam da formacomo os contaminantes (gasolina e leodiesel) comportam-se em subsuperfcie e dascaractersticas eltricas do meio em que seencontram (Mazc et ali. 1994).

Na superfcie do topo do nvel fretico,entre a zona normalmente mais resistivasubsaturada e a zona abaixo saturada, maiscondutiva, forma-se uma fina camada comhidrocarbonetos livres, cuja deteco atravsdos mtodos eltricos depende basicamenteda profundidade em que se encontra.Normalmente, utilizando-se parmetrosadequados, as condies de deteco sofavorveis at profundidades da ordem de 3metros, em terrenos baixos, formados porsedimentos mais condutivos, com fraoargilosa predominante. Em terrenos onde onvel fretico mais profundo e os solosmenos argilosos e mais resistivos, adeteco dos hidrocarbonetos livres podetornar-se muito difcil ou mesmoimpossvel. Neste caso, a anomalia capaz deser detectada refere-se normalmente aoshidrocarbonetos adsorvidos s superfciesdas partculas do solo, situados na zonaparcialmente saturada, acima do nvelfretico. Nesta zona, a capacidade dosmtodos eltricos detectarem acontaminao depende fundamentalmentedas caractersticas eltricas do meio. Quantomais resistivo for o material, maior adificuldade de deteco.

6. Anlise de risco

Uma vez que se dispe de umdiagnstico confivel, e portanto traduzidoem termos de teores de contaminantes emsolo e gua, parte-se para a tomada dedecises que, em geral consiste emresponder as seguintes indagaes:

- A contaminao significativa?

- A contaminao implica em risco biota?

- A contaminao pode ser controlada poratenuao natural ou requer intervenes?

- Que tipo de interveno apropriada?

Essa tomada de decises no simplesporque prever qual a repercusso de umadeterminada contaminao sobre o ecossistemadepende da durao do vazamento, da dinmicado meio e da sua capacidade de atenuao, dosusos do solo e da gua, etc.

Diante dessa dificuldade em congregar asinmeras variveis envolvidas, que foramcriados os chamados modelos de anlise derisco. So modelos analticos ou probabilsticosque avaliam a influncia que uma determinadaconcentrao de contaminantes no solo, ar ougua pode ter sobre a sade humana,considerando um longo prazo de exposio e adisseminao dos contaminantes no meio oucadeia ambiental.

Em geral, uma anlise de risco resulta nadefinio de trs concentraes de controle(padro, monitoramento e interveno), as quaispermitem orientar uma estratgia paraenfrentamento do problema.

Entre os modelos de anlise de risco maisempregadas para contaminaes comhidrocarbonetos, destacam-se o RBCA (referidofreqentemente pelas prescries da US-EPA),o C-SOIL (referido pelas prescriesholandesas), o RECAP (prescrito peloDepartamento de Qualidade Ambiental deLousiana) e outros modelos baseados navulnerabilidade dos sistemas (TPE, DRASTIC,GOD, etc).

Sem entrar nas vantagens ou caractersticasparticulares de cada sistema, pode-se discutiralgumas das limitaes mais gerais dos modelosde anlise de risco:

- no consideram a atenuao doscontaminantes no meio (degradao);

- no consideram a superposio de fontes;

- no consideram a sinergia entre efeitosde contaminantes.

De qualquer forma, abastecendo essesmodelos com as caractersticas gerais doambiente em que se encontra acontaminao, possvel flexibilizar oslimites que balizam as aes de remediao,tanto na necessidade de conduzi-las, quantona definio de marcos para encerr-las.

7. Casos Histricos

Neste trabalho, so apresentados ediscutidos os resultados dos estudosrealizados em trs reas distintas. Em duasdelas empregou-se, alm dos mtodoseltricos, as tcnicas de sondagensmecnicas, com coleta de amostras de solo egua em diferentes nveis de profundidade,e anlises. Na ltima rea apenas aprospeco direta foi realizada.

Um dos locais encontra-se em zonabaixa, onde ocorrem depsitos flvio-aluviais recentes, com predomnio desedimentos argilo-arenosos e os demais emreas altas formadas por rochasgranodiorticas e baslticas com manto deintemperismo com 7 e 1,5m de espessura,respectivamente.

Onde empregada, a investigaogeofsica teve como objetivo identificar operfil geotcnico e proceder umdelineamento preliminar da extenso dapluma de contaminao. Esse delineamentopermitiu racionalizar o nmero desondagens, as profundidades alvo para acoleta de amostras e suas correspondentesanlises. Em nenhum caso, portanto, ageofsica foi considerada um mtodo auto-suficiente para o diagnstico dacontaminao.

Para cada um dos locais, foi concebidoum processo de remediao distinto (pump-

and-treat, bioventilao e bioestimulao). Osdesempenhos dos trs processos comentado

O mtodo eletrorresistividade (ER) foiempregado atravs das tcnicas de sondagenseltricas verticais e de caminhamentos eltricos,atravs dos arranjos Schlumberger e parmetrosadaptados a cada caso. As SEV's, normalmentevisaram a estimativa da profundidade do nvelfretico e a caracterizao indireta do perfilgeolgico em cada rea. Os caminhamentoseltricos visaram a deteco da contaminaoem vrios nveis definidos. As tcnicas desondagem empregadas foram trado manual e emum caso sondagens rotativas at 8 metros para aperfurao, mas as amostragens foramrealizadas com barriletes com direct push.

Nas anlises para determinao de gasolinae leo diesel foram empregadas as tcnicas decromatografia a gs e absoro em gel de slica.

(a)

(b)

fontes internas

fontes externas

POSTO

POSTO

7.1. Caso 1 - vrzea

a) Investigao

O posto de abastecimento localiza-sesobre sedimentos argilosos recentesdispostos em camadas argilosas espessascom lentes de areia intercaladas. Narealizao da prospeco geofsica foiutilizado o arranjo Schlumberger comespaamento fixo de 5m entre eletrodos decorrente. Este espaamento visou avaliar avariao da resistividade eltrica emsubsuperfcie a uma profundidade entre 1,5e 2,0, intervalo de oscilao do lenolfretico e de desenvolvimento da franjacapilar.

As resistividades eltricas medidas empontos mais afastados do posto, permitiramidentificar valores de background do terrenoque compreendem ao intervalo entre 30 e 50ohm.m.

O background sugeriu que valores acimade 50 ohm.m poderiam significarcontaminao e que valores superiores a100 ohm.m representam anomaliaspossivelmente associadas acumulao dehidrocarbonetos ou s fontes dos mesmos.

Esses dois valores de filtros auxiliaramna compreenso ou identificao da mximaenvoltria de contaminao e para aavaliao das fontes de contaminao,respectivamente. A figura 06 mostra aespacializao das reas de isorresistividadepara os dois filtros escolhidos.

De posse dessas envoltrias, foramprogramadas as amostragens de solo deforma a investigar uma possvel correlaoentre as resistividades observadas e os teoresde hidrocarbonetos.

Figura 06: Envoltrias de isorresistividade comfiltros em (a) 100 ohm.m e (b) 50 ohm.m.

Foram ento realizados cinco furos comtrado manual e amostrados nveis de solo

at dois metros de profundidade. Os teores dehidrocarbonetos encontrados variaram entre 160e 390 mg/kg de TPH e 0,08 e 87,7 mg/kg paragasolina. Foi verificada tambm a presena deleo diesel, mas em concentraes poucoexpressivas.

De forma geral, as concentraes maioresforam coerentes com a maior resistividade,enquanto que as reas menos resistivasresultaram em teores mais reduzidos dehidrocarbonetos.

Nesse local no foram realizadasamostragens de gua na poca do diagnstico.Atualmente, em decorrncia da operao dossistema de remediao, foram instalados cincopoos de monitoramento para aferir a eficinciadas intervenes. Entretanto, esses dados noestavam disponveis at o momento deelaborao do presente trabalho.

b) Remediao

A remediao deste stio baseia-se naremoo dos solos mais contaminados, condioque se imps na ocasio da substituio detanques e linhas com defeitos. O solo daescavao foi encaminhado para uma unidadede tratamento de resduos slidos (landfarming).

Aproveitando-se o evento de escavao, foiimplantada ao fundo da cava um leito de areiapara facilitar a montagem dos novos tanques.

Diante dessas condies de instalao,optou-se por proceder um sistema debombeamento das guas subterrneas eposterior tratamento ex-situ em uma ETEindustrial que situa-se prxima ao local.

O objetivo do sistema foi gerar um cone derebaixamento no entorno do posto, atraindo ascontaminaes dispersas e removendo o excessode fase livre e parte da fase dissolvida.

Para tanto, foi contruda uma trincheiradrenante com extenso de 50m interligada como leito de areia abaixo dos tanques e

perpassando as manifestaes maissignificativas de contaminantes (figura 07).

Mesmo com a extensa rea dedrenagem, as vazes do sistema forammodestas, em virtude da baixacondutividade hidrulica do meio. Osistema de bombeamento empregado foicomposto por uma bomba re-autoescorvante, capaz de garantir vazesmoderadas e intermitentes com uma alturade suco da ordem de 4 metros. essabomba foi acoplada no chassis de umcaminho reservatrio de 25.000 litros decapacidade, de forma que se disps de umaunidade mvel para a coleo depercolados.

c) Avaliao dos resultados

Durante cerca de 5 meses, foramrealizadas 5 operaes de recalque. Aqualidade das guas removidas do sistemaforam visualmente modificadas com aoperao, observando-se a reduo docheiro e da presena de escuma furta-cor(caracterstico da fase livre decontaminantes). Entretanto, a avaliao da

reduo dos teores de contaminantes ainda nofoi realizada neste local.

Preliminarmente, pode-se apenas concluirque o sistema pump-and-treat adotado noconstituiu-se em uma tcnica eficiente, uma vezque no houve uma interveno no sentido deacelerar a atenuao das contaminaes. Anica participao do sistema est naintensificao da adveco e, por conseqncia,sua eficincia relaciona-se apenas com areduo da fase livre.

Entretanto, em decorrncia do rebaixamentodo nvel piezomtrico, possvel que aoxigenao na regio de oscilao tenhaproporcionado um incremento nas colnias demicroorganismos e, da, um ligeiro incrementonos processo de atenuao por bioconverso. Afalta de dados no permite concluir qual foi acontribuio dessa interveno.

Tambm certo que, ao largo de quase 20meses do incio dos servios, os processos deatenuao natural tenham reduzido os teores decontaminantes, de forma que ser difcil avaliarqual a real participao do pump-and-treat nosistema.

Tanques

SaibroAreia

Geotxtil

Brita

Tubo perfurado PEADAreia

Sub-leito do pavimentoPoo de Bombeamento

Figura 07: Arranjo do sistema pump-and-treat.

7.2. Caso 2 solo residual

a) Investigao

Este posto est disposto sobre o mantode alterao de rocha granodiortica ondeintercalam-se nveis argilosos e nveis maisgranulares, em parte decorrentes dosprocessos pedolgicos deiluviao/eluviao de argilas. Ahidrogeologia local comandada pelosdiferentes materiais que constituem o mantode alterao, sendo verificada a presena dedois aqferos: um suspenso a 1,7m e outrolivre a 7m de profundidade. Na campanhageofsica, identificou-se anomalias deresistividade superficiais e profundas quecoincidiram com os aqferos existentes. Naprospeco direta foram coletadas 18amostras na envoltria resistiva superficial e9 amostras para a pluma resistiva profunda.O quadro 01 mostra os resultados obtidos.As envoltrias resultantes de ambasprospeces podem ser apreciadas na figura08.

Quadro 01: Teores de hidrocarbonetosencontradas nas amostras de solo.

Nvel Fase Teor (mmg/kg)

Superficial adsorvida 10 a 150.000

Profunda residual 10 a 497.000

b) Remediao

A maior preocupao, neste caso, diziarespeito s contaminaes profundas, uma vezque foram mais expressivas e porqueencontravam-se em contato com o sistema deaqfero do embasamento cristalino. A opopara reduzir as concentraes dehidrocarbonetos foi baseada no aumento dascondies de aerao em profundidade,esperando-se com isso, acelerar os processos debioconverso.

O processo consistiu na implantao dequatro poos de ventilao com segmentoporoso entre 6 e 8 metros de profundidade. Osistema propunha-se a melhorar adisponibilidade de oxignio na rea decontaminao profunda, acelerando osprocessos de oxidao e bioconverso doshidrocarbonetos. Embora guardando diferenassubstanciais com os processos mais completos econtrolados de remediao, o sistema foidenominado de bioventilao. O processo foiimplantado aps o encerramento das fontes decontaminao (substituio de tanques e linhasde distribuio). A admisso de ar nos poos foifeita atravs de compressores eltricos de 100pcm, aproveitando-se os perodos de ociosidadedas linhas de ar comprimido do posto. Essessistemas devem possuir filtros de ar nas linhasde admisso, de forma a evitar a asperso deleo nos poos.

Um detalhe dos poos e a localizaodos mesmos apresentada na figura 09.

c) Avaliao dos resultados

Aps 8 meses de ventilaointermitente, foram realizadas prospecesgeofsicas e geoqumicas para monitorar odesempenho do processo. O resultado daprospeco geofsica apresentado nafigura 10, exibindo a involuo da anomaliaresistiva. Uma comparao entre as anlisesgeoqumicas antes e aps a interveno debioventilao, indicaram que os teoresmximos de hidrocarbonetos no atingiram30.000 mg/kg.

Embora no exista certeza se o processode remediao foi responsvel por umabioconverso ou se simplesmenteintensificou a adveco, gerando umespraiamento da pluma, o certo que houveconsistncia entre as observaes geofsicase geoqumicas aps a remediao. Mais doque isto, os teores mdios de contaminantesforam reduzidos aos limites deaceitabilidade para a situao, delegando-seas cargas residuais atenuao natural.

POSTO

LEGENDA:areia grossa

grout decimento

+ bentonita

pedriscoengate rpido

(c/ tampo) aogalvanizado

compressorde ar

caixasanitria

cap

tubo pvc

Ponteira de Bioventilao

PVn - Ponteira de injeo de ar

PV1

PV2

PV3

PV4

Figura 09: Detalhe da disposio dos poos deventilao.

Figura 10: Envoltrias de isorresistividades parapluma profunda: (a) antes da interveno; (b) aps a

bioventilao.

(b)

(a)

PROF. 7,0m

PV1

PV2

PV3

PV4

POSTO

Ponteira de injeo de arPVn

PROF. 7,0m

PV1

PV2

PV3

PV4

POSTO

Ponteira de injeo de arPVn

15

20

25

30

35

40

conc

entra

o

mg/

kg

15

25

35

45

55

65

75

85

95

105

115

125

135

conc

entra

o m

g/kg

65

115

165

215

265

315

365

415

conc

entra

o

mg/

kg

resi

stiv

idad

e oh

m.m

120

130

140

150

160

170

70

75

80

85

90

95

100

105

resi

stiv

idad

e oh

m.m

resi

stiv

idad

e oh

m.m

120

140

160

180

200

220

240

260

280

30,74 32,22

34,90

39,45

40.65

41,14

37,78

32,8

42,3

42,3

40,541,3

41,1

43,5

41,742,6

33,630,74 32,22

34,90

39,45

40.65

41,14

37,78

32,8

42,3

42,3

40,541,3

41,1

43,5

41,742,6

33,6

30,74 32,22

34,90

39,45

40.65

41,14

37,78

32,8

42,3

42,3

40,541,3

41,1

43,5

41,742,6

33,630,74 32,22

34,90

39,45

40.65

41,14

37,78

32,8

42,3

42,3

40,541,3

41,1

43,5

41,742,6

33,6

30,74 32,22

34,90

39,45

40.65

41,14

37,78

32,8

42,3

42,3

40,541,3

41,1

43,5

41,742,6

33,630,74 32,22

34,90

39,45

40.65

41,14

37,78

32,8

42,3

42,3

40,541,3

41,1

43,5

41,742,6

33,6

Prospeces Geofsicas Prospeces Geoqumicas

PROF. 0,5m PROF. 1,0m

PROF. 1,0 A 2,0mPROF. 1,0m

PROF. 7,0m PROF. 6,5m

Figura 08: Envoltrias de isorresistividades e de isoteores de hidrocarbonetos no Caso 2.

7.3. Caso 3 solo residual

a) Investigao

Este posto encontra-se disposto sobremanto de alterao de rocha basltica, onde osmateriais que compem o regolito so denatureza argilosa.

A investigao deste stio contou apenascom prospeco direta, onde foram realizados13 furos e coletadas 12 amostras de solo e 7de gua. Os teores encontrados nas amostraspossibilitaram a inferncia de uma envoltriade contaminao que pode ser apreciada nafigura 11.

Os teores mdios de hidrocarboneto emsolo foram da ordem de 2.100mg/kg e nospoos de monitoramento foram observadosvalores mdios de 855.000mg/litro.

As caractersticas do meio fsicocondicionaram a pluma aos primeiros metrosde profundidade, ficando os contaminantesretidos nos horizontes superficiais do solo,uma vez que as diaclases existentes na rochaencontram-se preenchidas por argilas.

b) Remediao

As avaliaes obtidas pelo diagnsticoserviram de suporte para deciso do sistemade remediao a ser implantado. Para tal, osistema escolhido envolveu o tratamento insitu, onde as guas subterrneas locais sosubmetidas circulao em um circuitofechado, limitado em seus extremos por poosde injeo montante e trincheira drenante jusante do passivo.

O circuito envolve a percolao das guassubterrneas por um biofiltro, constitudo porum material turfceo que funciona comoabsorvedor, retendo assim boa parte doshidrocarbonetos de petrleo em sua trama(figura 12).

A recirculao da gua pelo sistemapossibilita uma repetida filtragem das guassubterrneas, capturando as partculas dehidrocarbonetos arrastadas pelo fluxo impostopelo bombeamento.

59

60

59

60

POSTO

LEGENDA:Curva de nvel

Edificaes

Envoltria da Plumade contaminao

Figura 11: Envoltria da pluma de contaminao.

Entretanto, o sistema no se restringe captura de hidrocarbonetos pelo biofiltro. Aocontrrio, o sistema procura, atravs daaerao do fludo e da adio de dispersantes,aumentar a atividade biolgica (atenuao) ea mobilidade dos contaminantes (disperso)dentro do circuito de tratamento.

Embora o sistema possa ser caracterizadocomo um pump-and-treat com lavagem dosolo, na verdade o seu conceito est maisvinculado bioestimulao, em virtude daparticipao dos reatores (biofiltros) e daimplementao de oxignio no sistema.

A manuteno de nutrientes no local garantida pela presena de sumidouros defossas spticas que foram mantidas emoperao na rea.

c) Avaliao dos resultados

O sistema operou de forma contnuadurante 4 meses, com baixssimo consumo deenergia e um virtualmente nulo consumo de

mo-de-obra. A manuteno do sistemaconsistiu exclusivamente na calibragem dossensores de acionamento e troca do filtrobiolgico, os quais foram substitudosmensalmente.

A reduo de contaminantes, a despeito deterem ocorrido novas contribuies decontaminantes durante o processo deremediao foi satisfatria. Entretanto,presume-se que o incremento de oxignio dosistema foi superior disponibilidade denutrientes no solo, o que pode ter inibido abioconverso.

De qualquer forma as anlises de amostrasem gua (poos de monitoramento) indicaramque os teores de hidrocarbonetos foramreduzidos a teores inferiores a 350mg/litro,permitindo que a atenuao naturaldesempenhe a depurao final do sistema.

Amostras do absorvedor de celulose foramcoletadas aps um ms de funcionamento dosistema e revelaram a presena de

quantidades da ordem de 150.000mg/kg debase seca de TPH. A quantidade retida nobiofiltro no seria capaz de justificar areduo dos teores observados no local,sugerindo que a atenuao por bioconversodeva ter sido o principal agente deremediao.

Quanto ao material extrado do biofiltro,ainda esto sendo conduzidos estudos sobre anecessidade ou no de trat-los como resduoscontaminados.

Experincias pregressas com esse materialem aplicaes de absoro de derramamentosde diesel e leo cru indicam que osabsorvedores turfceos so seletivos e sliberam o hidrocarboneto aps a suadegradao. Como esse fenmeno aindarequer comprovao experimental, atualmenteesto sendo conduzidos experimentos delongo prazo para verificar a seletividade dosabsorvedores turfceos.

geotxtil

filtro flexvel

selo

brita "0"filtro biolgico

aspersor

vlvula

bomba de recalque

sentido de fluxo das guas subterrneas

tanquede aerao

distribuidor derecarga

poo de injeo

BIOFILTRO

TRINCHEIRADRENANTE

compressor de ar

tanque de acumulao

NA NA

bomba submersa

NA

tanque dedosagem

dodispersante

Nvel Fretico Livre

Figura 12: Arranjo do sistema de bioestimulao.

8. Concluses

A experincia adquirida com ainvestigao e interveno em reascontaminadas por hidrocarbonetos em postosde abastecimento, permite traar algumasconsideraes relevantes a respeito dastcnicas de amostragem e sobre a eficinciados sistemas de remediao.

8.1. Quanto aos mtodos diretos

As amostragens diretas, mesmo queexecutadas em menor nmero, so de vitalimportncia para quantificao dascontaminaes em subsuperfcie.

Atualmente as atenes esto voltadaspara o grau de contaminao que apresentamas guas subterrneas, principalmente na fasedissolvida. Tcnicas de amostragem cada vezmais sofisticadas, so apresentadas parasolucionar problemas com a confiabilidadedas amostragens, o que reflete diretamente noresultado final, seja ele referente aodiagnstico ou a remediao.

Mtodos analticos laboratoriais estosendo aprimorados, buscando a exatido dosresultados, face ao rigorismo exigido pelosmodelos de anlise de risco.

As sondagens mecnicas devem evoluirconsideravelmente para acompanhar asexigncias que os diagnsticos paracontaminao com hidrocarbonetos impem.

Os mtodos de prospeco com hlicesvazadas do tipo hollow steam auger ou acravao de amostradores dedicados peloprocesso direct push so, por ora, as tcnicasmais confiveis.

Quanto amostragem de gua, aamostragem atravs de poos demonitoramentos ainda uma tcnicaconfivel, desde que o dispositivo de coleo

seja eficiente para evitar a contaminao coma fase livre. Bombas tipo bladder ou sistemasque garantam a excluso da fase livre soimprescindveis.

O uso de bombas bexiga acopladas asondas CPT podem proporcionar avanos naagilidade do diagnstico, mas ainda carecemde comprovao experimental.

8.2. Quanto aos mtodos indiretos

O mtodo de prospeco geofsica poreletrorresistividade apresentou-se como umaferramenta til no diagnstico de plumas decontaminao por hidrocarbonetos ecombustveis correlatos. Entretanto, a tcnicamostra-se mais acurada quando associada adeterminados perfis de subsolo, especialmenteaqueles que favorecem o contraste deresistividade a partir da presena do prpriohidrocarboneto.

Em ambientes de depsitos recentes,especialmente nas vrzeas com freticoprximo superfcie, a geofsica podedeterminar com relativa acurcia a fase livrede contaminantes, ou seja, aquelasocorrncias com maior participao dehidrocarbonetos nas imediaes da superfciefretica livre. Para freticos comprofundidades superiores a 4 metros, adeterminao indireta da fase livre virtualmente impossvel com arranjos deeletrodos em superfcie. Entretanto, astcnicas de diagnstico com sondas verticaispermanentes ou acopladas em equipamentosCPT (cone penetration test) podemproporcionar resolues mais promissoras.

Em ambientes com menor saturao, ageofsica pode determinar a fase adsorvida doscontaminantes, ou seja, aquela quecorresponde ao halo de disperso dehidrocarbonetos, especialmente se esses

produtos forem mais viscosos como o diesel.Essa determinao, todavia, s possui boacorrelao com a pluma de contaminaoquando essa fase desenvolve-se em solos maisargilosos, onde o contraste de condutividadeeltrica maior.

De modo geral, pode-se dizer que, quantomaior a disponibilidade de eletrlitos nobackground, maior a participao doshidrocarbonetos no contraste geoeltrico.

Por outro lado, sabe-se que os processos debioconverso podem ser rpidos, sendoresponsveis pela reduo do pH, pelo arrastede slidos (em especial ctions livres) e,portanto, pelo aumento da condutividade dasfases adsorvida e dissolvida. Este fenmenopode implicar em um contrasteparadoxalmente condutivo em solos que sofortemente resistivos em seu nvel debackground. Assim, existe um componentetempo-dependente na acurcia da tcnica deeletrorresistividade, pois quanto mais antiga a contaminao, menos resistiva ela deve seapresentar no solo.

O comportamento geoeltrico dascontaminaes com hidrocarbonetos no solodepende do estgio de degradao dohidrocarboneto. Isto significa quecontaminaes recentes, ou aquelas de purgacontnua ou semi-permanente, devemsalientar melhor esse contraste resistivo nosolo. Contrrio senso, os derramesinstantneos ou muito antigos, podemapresentar-se to condutivos que os mtodosgeofsicos por eletrorresistividade podem serincuos como ferramenta de diagnstico.

Os estudos de caso abordados sugerem quea ferramenta da eletrorresistividade pode sermuito til no diagnstico das plumas decontaminao, mas cabe ao seu usurioreconhecer suas limitaes, o que pode sercontemplado conhecendo-se a naturezageoeltrica do local, o seu comportamento

hidrogeolgico e, sobretudo, do histrico dosincidentes de contaminao.

8.3. Quanto aos processos deremediao

Sistemas baseados exclusivamente nobombeamento e tratamento ex-situ so poucoeficientes e onerosos.

Nos casos em que as contaminaes somodestas, com fase livre incipiente, sistemasbaseados na estimulao da bioconversoparecem ser uma tendncia em virtude dobaixo custo e do bom resultado proporcionadoa mdio prazo.

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