Post on 28-Jul-2022
Conclusão
Oxidação química
Testes
ObjetivoInvestigar a remediação de área contaminada com HCHs via oxidação química. Nesse estudo foram testados três oxidantes: reagente de Fenton, permanganato de potássio e persulfato de sódio.
IntroduçãoOxidação química é uma técnica utilizada para remediação de áreas contaminadas utilizando o potencial de oxidação de determinados compostos químicos para degradar o contaminante. Essa técnica vem sendo usada com sucesso para remover quantidades signi�cativas de contaminantes de solos e água subterrânea em diversas áreas. Tem como objetivo promover uma transformação química do(s) contaminante(s), através de uma reação de oxirredução, onde o agente oxidante é fornecido ao meio para oxidar os compostos orgânicos em compostos menos nocivos ou, se possível, promover a mineralização desses contaminantes, transformando-os principalmente em CO e H O (�gura 1).
Com uma amostra padrão de g-HCH (lindano), foram feitos testes com os três oxidantes testados em condições controladas de temperatura.
Os ensaios com amostra padrão mostram que os oxidantes com maior e�ciência são o persulfato de sódio e o permanganato de potássio (�gura 3).
Teste com amostra padrão
Figura 1 – Exemplo de mecanismo de reação de oxidação de organoclorado por permanganato de potássio
lento
rápido
MnO-
-4
H O2
H O2
Cl
Cl ClC C
H
86
ClCl Cl
Mn
C C
O O
O O
H
87
(v)
ClCl Cl
Mn
C C
O O
O O
H
88
(v)
Cl
Cl ClC
OH OMnO
CH
91
-2
3
Cl
Cl ClC
OH OH
CH
95
Cl
Cl ClC
OH O
OO
CH
92
O
Mn(VI)
-
rápido
+H-Cl rápido-Cl
-OH
rápidoMn (VII) + Mn (IV)
HMnO + HCl3HMnO3-
MnO2 2HCl
H ClC
O
89
H
Cl ClC
OH O
C93 H Cl
C
O
C96
O
rápido
lentolento lento
lento
2HCl
2H O2rápido
2HCl
2H O2rápido
HCl
H O2
rápidoHCl
2H O2
H OHC
O
90
HH OH
C
OH O
C94 H OH
C
O
C97
O
HO OHC
O
C98
O
O C O
MnO4- MnO4
- MnO4- MnO4
-
Foram realizados ensaios com amostras homogeneizadas de resíduo contaminado. Nestes ensaios avaliou-se a e�ciência dos agentes oxidantes em reduzir o teor de contaminação, considerando as interferências naturais do solo.
SOD – Demanda de Oxidante no Solo
O SOD tem grande impacto no dimensionamento da remediação de uma área contaminada, pois deve-se considerar a quantidade de oxidante que será consumida pelos não contaminantes. Ex.: Método: ASTM D 7262 (�gura 4 e 5).
Teste com amostra de resíduo
A partir dos dados levantados nos ensaios anteriores, foi possível determinar os ensaios que estimam a e�ciência de cada oxidante numa aplicação in situ. Determinadas quantidades de amostras de resíduo foram tratadas com os agentes oxidantes selecionados com o objetivo de conhecer o oxidante de melhor e�ciência. Nesse caso especí�co, o persulfato de sódio se mostrou mais e�ciente do que os outros oxidantes (�gura 6).
Ensaio com resíduo contaminado
A partir dos resultados de outras etapas somados a di�culdades técnicas e de consonância, optou-se por testar o permanganato de potássio em escala piloto (�gura 7).
Os resultados em escala piloto mostraram e�ciência de remediação com permanganato de potássio similar ao tratamento realizado em laboratório (�gura 8).
Teste piloto
Figura 7 – (A) estrutura montada para injeção de oxidantes; (B) processo de mistura da solução com agitador portátil; (C) reservatório antes da aplicação; (D) reservatório saturado depois da injeção
Figura 8 – Redução da concentração de HCH após tratamento com permanganato de potássio (46 dias)
Figura 4 - Soluções de concentração padrão de permanganato de potássio para análise de SOD
Figura 5 – Queda de concentração de permanganato ao longo do tempo para concentrações iniciais de 25000 mg/L e 45000 mg/L em função do SOD
0 20 40 60 80 100 120 140 1600
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
4x 10
Tempo [h]
Con
cent
raçã
o [m
g/L]
C25 vs.C25 fit R^2=0.994c45 vs. TC45 fit R^2=0.997
Figura 2 – Reação de degradação de lindano com persulfato de sódio
Figura 3 – Degradação de lindano após tratamento com reagente de Fenton, persulfato de sódio e permanganato de potássio
20 30 40 50 60 70 800
10
20
30
40
50
60
70
80
Tempo [h]
% D
egra
daçã
o
Reagente de FentonPersulfato de SódioPermanganato de Potássio
a-HCH A b-HCH A g-HCH A HCH-total0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
HC
H d
egra
dado
Figura 6 - Comparação de oxidantes para tratamento de HCH total em 336h
Total0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
HC
H d
egra
dado
Fenton
Permanganato de potássio
Persulfato de sódio + Fe (II)
Persulfato de sódio + Fenton
A B
C D
22Fonte: Dash, S.; Patel, S.; Mishr, B. K.; Oxidation by permanganate: synthetic and mechanistic aspects. Tetrahedron, v65, pág. 707-739. 2009
A partir dos resultados obtidos nas diferentes etapas desse projeto, conclui-se que é tecnicamente possível utilizar a oxidação química para reduzir os níveis de contaminação por HCHs. A utilização do persulfato de sódio pode aumentar a e�ciência. A viabilidade de aplicação depende das condições de disposição do resíduo.