Processos que ocorrem no ambiente e pelas propriedades do meio Degradação Degradação Abiótica Degradação Biótica (Biodegradação) • Processos e Propriedades Físicas do Ambiente Adsorção e Desorção Difusão Advecção Dispersão Dissolução e Fase de Separação Volatilização Fotodegradação

Processos Físicos Advecção Dispersão Difusão molecular Dispersão hidrodinâmica

Advecção Fluxo de água do solo exerce material dissolvido massa / área / tempo = Fluxo de massa através da unidade de secção  advecção da água subterrânea n é necessária uma vez que há fluxo, exceto nos poros

Advecção Se esta substância for inerte, o transporte se dá à velocidade média do solvente e na direção das linhas de fluxo.

Difusão Movimento de massa por difusão molecular (movimento browniano)  proporcional ao gradiente de concentração Água Superficial Meio poroso  geometria impõe restrições Fator n  difusão é apenas nos poros

Difusão – Fator de Tortuosidade Soluto  caminho tortuoso, sinuoso poros e redor de grãos sólidos L = distância em linha reta Le = caminho (efetivos) real τ ≈ 0,7 para areia Fluxo da água subterrânea saturada  dispersão domina difusão Difusão importante (ainda dominante) no vapor de transporte na zona não saturada.

Difusão molecular ou dispersão mecânica fluxos a altas velocidades de percolação  dispersão mecânica. baixas velocidades (v < 1,6 . 10-10 m/s (Gilhan et al, 1984)) contaminante migra através da difusão molecular. A substância se espalha por difusão mesmo em condições hidrostáticas (v=0).

Dispersão Mecânica A > B > C Vista em micro-escala (poros) → chegada A, B e C podem ser previstos Média de caminhos A, B e C → propagação média de contaminantes Média espacial → dispersão

Dispersão Hidrodinâmica

Processos Químicos e Bioquímicos constituição dos solos e sedimentos tamanho e composição de partículas, estrutura do solo, presença e tipo de matéria orgânica, etc. Reações soluto x solo  concentração da solução Fração argila é a mais reativa  minerais secundários e M.O. fator de retardamento R tipos de reações Transferência Adsorção e absorção Sorção hidrofóbica Atenuação Biodegradação Degradação abiótica Volatização Decaimento radioativo Mobilidade Dissolução Formação de complexos ou quelação Co-solvência Ionização

Sorção (Adsorção + Absorção) Substâncias aderem às partículas por forças elétrica substituições iônicas ou quebra de ligações fração de argila superfície específica e atração de íons. Absorção: Retenção nos poros Sorção Hidrofóbica Retenção de orgânicos M.O. Partição contaminante  solução e M.O.

Atenuação Precipitação Biodegradação Degradação abiótica Volatização reações de oxidação (perda de elétrons), redução (ganho de elétrons), hidrólise (“quebra” de moléculas pela água) e isomerização. Volatização Decaimento radioativo

Fotodegradação

Vaporização e Condensação

Mobilidade Dissolução Formação de complexos ou quelação Co-solvência ligação coordenada cátion metálico e ânion ou molécula polar (ligante) Aumenta mobilidade  + solúvel. Co-solvência Ionização Dissociação de ácidos e bases  > mobilidade na água.

Lei de Raoult – misturas de NAPL

Equação de Transporte Transporte combinado de advecção, difusão e dispersão (em uma dimensão) coeficiente de dispersão

Equação de Transporte Considerar a conservação da massa sobre o volume de controle (REV) do aqüífero. REV = Representante Elementar do Volume REV deve conter poros suficiente para obter uma representação significativa (média estatística ou modelo) Alteração da massa de contaminantes com o tempo Fontes e sumidouros devido a reações Fluxo interno menos fluxo de fora da REV

Soluções 1-D

Soluções 2-D

Soluções 3-D

Mecanismos de Contaminação

Distribuição dos Compostos Orgânicos Tóxicos na Subsuperfície Vapor do Solo: vapores orgânicos nos espaços vazios da zona insaturada. Solução Aquosa: materiais orgânicos dissolvidos em: água subterrânea; água móvel nos espaços vazios do solo zona insaturada – a água ocupa uma grande fração da porosidade total do solo P. ex. depois de intensa precipitação atmosférica. A água intersticial move-se por causa da gravidade e tensão da capilaridade.

Distribuição dos Compostos Orgânicos Tóxicos na Subsuperfície Líquido em Fase Não-Aquosa (NAPL): materiais orgânicos flutuando no lençol freático; presos entre os espaços intersticiais em zonas saturadas e insaturadas; permanecem nas fraturas de rochas ou cavidades de dissolução de calcário zonas saturadas e insaturadas. Adsorção às Partículas do Solo: materiais orgânicos adsorvidos às partículas adsorvidos às partículas coloidais livres em água zonas saturada e insaturada difusos entre grãos minerais ou rochas

Mecanismos de Contaminação

Destino de vários contaminantes em equilíbrio em um sistema

Efeito dos processos no movimento de contaminantes inicialmente dissolvidos em uma água subterrânea contaminada

Métodos de Remediação

Para saber mais!!!! http://www.upf.br/coaju/download/contaminantesII.pdf http://www.cesec.ufpr.br/docente/andrea/TC019_Contaminacao_de_solos.pdf http://www2.dbd.puc-rio.br/pergamum/tesesabertas/0210667_04_cap_02.pdf http://www.mohid.com/PublicData/products/Thesis/TFC_LuisFernandes.pdf http://2009.campinas.sp.gov.br/saude/visa/mansoes_sto_antonio/mec_transporte.pdf http://www.cbmet.com/cbm-files/11-bcab99d600985e60585fbc6553046ccd.pdf http://www.geotecnia.ufba.br/arquivos/Tese%20Pedro%20Oliveira%20da%20Silva%20Costa.pdf Artigos de periódicos http://ojs.c3sl.ufpr.br/ojs2/index.php/asubterraneas/article/viewArticle/12128 http://ojs.c3sl.ufpr.br/ojs2/index.php/asubterraneas/article/viewArticle/14596 http://sbmac.org.br/tema/seer/index.php/tema/article/view/180 http://www.uff.br/RVQ/index.php/rvq/article/viewArticle/171 http://www.veterinaria.uady.mx/ojs/index.php/TSA/article/viewArticle/814