Distribuição de LNAPL na zona não saturada em solos tropicais, no município de Rio Claro/SP

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

Comportamento das curvas de saturação da água e LNAPL em solo da formação Rio Claro

Pós-graduação em Geociências e Meio Ambiente - IGCE

EFFECTS OF BUBBLE-FACILITATED VOC TRANSPORT FROM LNAPL SMEAR ZONES ON VAPOR INTRUSION

Light non-aqueous phase liquid (LNAPL) sources can pose a significant threat to indoor air through vapour intrusion (VI). Most conceptual and numerical models of VI assume that the transport of volatile organic compounds (VOCs) is a diffusion-limited process. Recently, alternate conditions have been identified that could lead to faster transport, including the presence of preferential pathways and methanogenic gas production. In this study, an additional mechanism that could lead to faster transport was investigated: bubble-facilitated VOC transport from LNAPL smear zones. A laboratory investigation was preformed using pentane in one-dimensional laboratory columns and two-dimensional visualization experiments. Results of the column experiments showed that average VOC mass fluxes in the bubble-facilitated columns were over two orders of magnitude greater than in the diffusion-limited columns. In addition, the flux signal was intermittent, consistent with expectations of bubble-facilitated transport as bubbles expand, mobilize and are released to the vadose zone at various times during the test. The results from the visualization experiments showed gas fingers growing and mobilizing over time, which supports the findings of the column experiments. In conclusion, these results demonstrate the potential for bubble-facilitated VOC transport to affect mass transfer in LNAPL smear zones, and lead to increased indoor air concentrations by VI.

Investigação e gerenciamento de áreas contaminadas por postos revendedores de combustíveis em Natal

Activities that have fuel subterranean storage system are considered potentially polluting fuels by CONAMA Resolution 273, due to the possibility of leak, outpouring and overflow of fuel into the ground. Being even more worrying when contaminate groundwater for public supply, as the case of Natal City. For this reason, the Public Ministry/RN, in partnership with UFRN, developed the project environmental suitability of Gas stations in Natal, of which 36% showed evidence of contamination. This paper describes the four stages of the management of contaminated areas: preliminary assessment of environmental liabilities, detailed confirmatory investigation of the contamination, risk analysis to human health (RBCA), as well as the remediation plan of degraded areas. Therefore it is presented a case study. For the area investigated has been proposed a mathematical method to estimate the volume of LNAPL by a free CAD software (ScketchUp) and compare it with the partition method for grid area. Were also performed 3D graphics designs of feathers contamination. Research results showed that passive benzene contamination in groundwater was 2791.77 μg/L, when the maximum allowed by CONAMA Resolution 420 is 5 μg/L which is the potability standards. The individual and cumulative risks were calculated from 4.4 x10-3, both above the limits of 1.0 x10-5 or by RBCA 1.0 x10-6 by the Public Ministry/RN. Corrective action points that remediation of dissolved phase benzene is expected to reach a concentration of 25 μg/L, based on carcinogenic risk for ingestion of groundwater by residents residential, diverging legislation. According to the proposed model, the volume of LNAPL using the ScketchUp was 17.59 m3, while by the grid partitioning method was 14.02 m3. Because of the low recovery, the expected removal of LNAPL is 11 years, if the multiphase extraction system installed in the enterprise is not optimized

Monitoramento da atenuação natural de pluma de contaminação pelo método de radar de penetração no solo (GPR)

O monitoramento da atenuação natural em áreas contaminadas tem se mostrado uma técnica alternativa e de baixo custo para a remediação de áreas contaminadas. A degradação por microorganismos é um dos processos mais importantes na atenuação natural de contaminantes, especialmente compostos de fase líquida não aquosa (NAPL). em muitos casos, a ação efetiva deste processo resulta na geração de ácidos orgânicos, que sob elevadas concentrações ocasionam a dissolução de minerais presentes em subsuperfície onde se encontra a contaminação, com conseqüente liberação de íons. O aumento na quantidade de íons colabora para o aumento da condutividade elétrica do meio. O princípio físico da técnica de Radar de Penetração no Solo (GPR) é a emissão de ondas eletromagnéticas de alta freqüência. A propagação da onda eletromagnética é condicionada à freqüência de sinal emitido e as propriedades elétricas do meio. O aumento da condutividade elétrica do meio resulta na atenuação do sinal e, por conseqüência, na diminuição da profundidade de penetração da onda eletromagnética. Este fator permite o monitoramento de áreas contaminadas sob atenuação natural a partir de análises temporais com o GPR. Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre perfis de GPR adquiridos em 1998 e 2003 em uma área contaminada por compostos de fase líquida leve não aquosa (LNAPL), sob atenuação natural. Os resultados indicam um aumento da condutividade elétrica do meio, a partir da atenuação acentuada do sinal GPR observada nas seções de 2003. Este aumento pode estar associado à liberação de íons por dissolução de minerais, pelo ataque de ácidos orgânicos resultantes do processo de biodegradação.

Análise de contaminantes de fase líquida não aquosa (NAPLs) por aplicação do método eletromagnético indutivo (EM)

O descarte indevido de resíduos industriais no solo tem causado danos ao meio ambiente e à saúde humana. A identificação e o diagnóstico de áreas contaminadas é um procedimento necessário afim de que seja possível tomar medidas de contenção da fonte poluidora e posterior remediação. As técnicas geofísicas podem auxiliar na caracterização do meio geológico, definição das dimensões da pluma de contaminação, seleção de pontos para locação de poços de monitoramento e de bombeamento. Este trabalho apresenta os resultados da aplicação do método Eletromagnético Indutivo em uma área industrial contaminada por benzeno, tolueno, xileno (BTX) e dicloroetano. Os resultados indicam dois padrões de migração dos contaminantes em subsuperfície. Uma tendência de migração no plano horizontal até o nível de 15 m de profundidade e uma tendência de migração no plano vertical entre 15 e 60 m de profundidade. As tendências de migração divergentes estão condicionadas a densidade dos compostos que constituem a pluma de contaminação, ou seja, um intervalo LNAPL sobrenadante (BTX), sobreposto a um intervalo DNAPL (1,2 dicloroetano).

Aplicação do método eletromagnético transiente em área contaminada sob atenuação natural

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo da efetividade da atenuação natural de compostos BTEX em área contaminada por querosene de aviação

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Influenza dei parametri idrogeologici nei processi di contaminazione del sottosuolo imputabili a rilasci accidentali di idrocarburi

Il presente lavoro di tesi si propone di esaminare i processi di contaminazione del suolo e delle acque sotterranee conseguenti ad un fenomeno di “oil spill”: con tale termine si vuole intendere un fenomeno di rilascio accidentale di sostanze chimiche, come il benzene, dovuto al danneggiamento di lunghe condotte onshore realizzate per trasferire, tali sostanze, anche per distanze di centinaia di chilometri. Sebbene le basse frequenze incidentali confermino che il trasporto in condotta rappresenta la modalità di movimentazione via terra più sicura per fluidi chimici, bisogna tuttavia tener presente che i quantitativi di sostanze che possono essere rilasciate da questi impianti sono molto elevati.In questo lavoro, si è partiti con l’esaminare un caso studio riportato in letteratura, relativo alla valutazione quantitativa del rischio ambientale legato a fenomeni di oil spill da condotte onshore [Bonvicini et al., 2014]. Si è considerato, in particolare, un singolo tratto di una lunga condotta industriale, in corrispondenza del quale si è ipotizzato il verificarsi di una rottura, con conseguente rilascio di contaminante nel sottosuolo. L’impianto in questione è finalizzato al trasporto di benzene (LNAPL), idrocarburo aromatico cancerogeno, fortemente pericoloso per l’ambiente e per l’uomo.

Geotechnical Analysis of Contaminated Sand by Light Non-Aquous Phase Liquids

Contaminated soil reuse was investigated, with higher profusion, throughout the early 90’s, coinciding with the 1991 Gulf War, when efforts to amend large crude oil releases began in geotechnical assessment of contaminated soils. Isolated works referring to geotechnical testing with hydrocarbon ground contaminants are described in the state-of-the-art, which have been extended to other type of contaminated soil references. Contaminated soils by light non-aquous phase liquids (LNAPL) bearing capacity reduction has been previously investigated from a forensic point of view. To date, all the research works have been published based on the assumption of constant contaminant saturation for the entire soil mass. In contrast, the actual LNAPLs distribution plumes exhibit complex flow patterns which are subject to physical and chemical changes with time and distance travelled from the release source. This aspect has been considered along the present text. A typical Madrid arkosic soil formation is commonly known as Miga sand. Geotechnical tests have been carried out, with Miga sand specimens, in incremental series of LNAPL concentrations in order to observe the soil engineering properties variation due to a contamination increase. Results are discussed in relation with previous studies and as a matter of fact, soil mechanics parameters change in the presence of LNAPL, showing different tendencies according to each test and depending on the LNAPL content, as well as to the specimen’s initially planned relative density, dense or loose. Geotechnical practical implications are also commented on and analyzed. Variation on geotechnical properties may occur only within the external contour of contamination distribution plume. This scope has motivated the author to develop a physical model based on transparent soil technology. The model aims to reproduce the distribution of LNAPL into the ground due to an accidental release from a storage facility. Preliminary results indicate that the model is a potentially complementary tool for hydrogeological applications, site-characterization and remediation treatment testing within the framework of soil pollution events. A description of the test setup of an innovative three dimensional physical model for the flow of two or more phases, in porous media, is presented herein, along with a summary of the advantages, limitations and future applications for modeling with transparent material. En los primeros años de la década de los años 90, del siglo pasado, coincidiendo con la Guerra del Golfo en 1991, se investigó intensamente sobre la reutilización de suelos afectados por grandes volúmenes de vertidos de crudo, fomentándose la evaluación geotécnica de los suelos contaminados. Se describen, en el estado del arte de esta tésis, una serie de trabajos aislados en relación con la caracterización geotécnica de suelos contaminados con hidrocarburos, descripción ampliada mediante referencias relacionadas con otros tipos de contaminación de suelos. Existen estudios previos de patología de cimentaciones que analizan la reducción de la capacidad portante de suelos contaminados por hidrocarburos líquidos ligeros en fase no acuosa (acrónimo en inglés: LNAPL de “Liquid Non-Aquous Phase Liquid”). A fecha de redacción de la tesis, todas las publicaciones anteriores estaban basadas en la consideración de una saturación del contaminante constante en toda la extensión del terreno de cimentación. La distribución real de las plumas de contaminante muestra, por el contrario, complejas trayectorias de flujo que están sujetas a cambios físico-químicos en función del tiempo y la distancia recorrida desde su origen de vertido. Éste aspecto ha sido considerado y tratado en el presente texto. La arena de Miga es una formación geológica típica de Madrid. En el ámbito de esta tesis se han desarrollado ensayos geotécnicos con series de muestras de arena de Miga contaminadas con distintas concentraciones de LNAPL con el objeto de estimar la variación de sus propiedades geotécnicas debido a un incremento de contaminación. Se ha realizado una evaluación de resultados de los ensayos en comparación con otros estudios previamente analizados, resultando que las propiedades mecánicas del suelo, efectivamente, varían en función del contenido de LNAPL y de la densidad relativa con la que se prepare la muestra, densa o floja. Se analizan y comentan las implicaciones de carácter práctico que supone la mencionada variación de propiedades geotécnicas. El autor ha desarrollado un modelo físico basado en la tecnología de suelos transparentes, considerando que las variaciones de propiedades geotécnicas únicamente deben producirse en el ámbito interior del contorno de la pluma contaminante. El objeto del modelo es el de reproducir la distribución de un LNAPL en un terreno dado, causada por el vertido accidental de una instalación de almecenamiento de combustible. Los resultados preliminares indican que el modelo podría emplearse como una herramienta complementaria para el estudio de eventos contaminantes, permitiendo el desarrollo de aplicaciones de carácter hidrogeológico, caracterización de suelos contaminados y experimentación de tratamientos de remediación. Como aportación de carácter innovadora, se presenta y describe un modelo físico tridimensional de flujo de dos o más fases a través de un medio poroso transparente, analizándose sus ventajas e inconvenientes así como sus limitaciones y futuras aplicaciones.

Investigação e gerenciamento de áreas contaminadas por postos revendedores de combustíveis em Natal

Activities that have fuel subterranean storage system are considered potentially polluting fuels by CONAMA Resolution 273, due to the possibility of leak, outpouring and overflow of fuel into the ground. Being even more worrying when contaminate groundwater for public supply, as the case of Natal City. For this reason, the Public Ministry/RN, in partnership with UFRN, developed the project environmental suitability of Gas stations in Natal, of which 36% showed evidence of contamination. This paper describes the four stages of the management of contaminated areas: preliminary assessment of environmental liabilities, detailed confirmatory investigation of the contamination, risk analysis to human health (RBCA), as well as the remediation plan of degraded areas. Therefore it is presented a case study. For the area investigated has been proposed a mathematical method to estimate the volume of LNAPL by a free CAD software (ScketchUp) and compare it with the partition method for grid area. Were also performed 3D graphics designs of feathers contamination. Research results showed that passive benzene contamination in groundwater was 2791.77 μg/L, when the maximum allowed by CONAMA Resolution 420 is 5 μg/L which is the potability standards. The individual and cumulative risks were calculated from 4.4 x10-3, both above the limits of 1.0 x10-5 or by RBCA 1.0 x10-6 by the Public Ministry/RN. Corrective action points that remediation of dissolved phase benzene is expected to reach a concentration of 25 μg/L, based on carcinogenic risk for ingestion of groundwater by residents residential, diverging legislation. According to the proposed model, the volume of LNAPL using the ScketchUp was 17.59 m3, while by the grid partitioning method was 14.02 m3. Because of the low recovery, the expected removal of LNAPL is 11 years, if the multiphase extraction system installed in the enterprise is not optimized