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Tipo do documento: Tese
Título: Avaliação de estratégias para remediação de solo contaminado por chumbo e bário provenientes de resíduos de perfuração de poço de prospecção de petróleo
Otros títulos: Evaluation of strategies for remediation of soil contaminated by lead and barium, from well drilling oil prospecting waste
Autor: Andrade, André Fernão Martins de
Orientador(a): Amaral Sobrinho, Nelson Moura Brasil do
Primeiro coorientador: Zonta, Everaldo
Primeiro membro da banca: Mazur, Nelson
Segundo membro da banca: Volpon, Antonia Garcia Torres
Terceiro membro da banca: Mulinari, Daniella Regina
Quarto membro da banca: Santos, Fabiana Soares dos
Palabras clave: Heavy metals;Soil washing;Phytoremediation;Metais pesados;Lavagem de solo;Fitorremediação
Área(s) do CNPq: Agronomia
Idioma: por
Fecha de publicación: 31-ago-2010
Editorial: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UFRRJ
Departamento: Instituto de Agronomia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do Solo
Citación: ANDRADE, André Fernão Martins de. Avaliação de estratégias para remediação de solo contaminado por chumbo e bário provenientes de resíduos de perfuração de poço de prospecção de petróleo. 2010. 119 f. Tese (Doutorado em Agronomia, Ciência do Solo) - Instituto de Agronomia, Departamento de Solos, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropédica, 2010.
Resumen: Este trabalho iniciou-se com levantamento de campo na área de despejo do resíduo de perfuração de poço de prospecção de petróleo (cascalhos e fluidos da broca) em Santa Maria do Oeste, Estado do Paraná, que possui área aproximada de um hectare. Constatou-se que a área apresentava diferentes níveis de contaminação de metais, estando, de acordo com sua posição no plano e em profundidade, com níveis de bário e o chumbo na faixa de investigação, conforme norma legal. O material com maior nível de contaminação foi coletado e utilizado em experimento de laboratório e casa de vegetação no campus da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, a partir do mês de dezembro de 2007 e finalizado em junho de 2010. Objetivou-se avaliar a eficiência da remediação através da lavagem do solo contaminado (in situ e ex-situ) bem como da sua fitorremediação. A lavagem do resíduo ex-situ foi simulada como aquela em que o contaminante seria removido do solo em um reator rotativo, onde o solo seria misturado em batelada a solução de EDTA na proporção 1:10. A remoção de chumbo e cálcio aumentou com o aumento da concentração do extrator (de 100 a 1500 mmol L-1). A remoção do bário aumentou consideravelmente acima de 600 mmol L-1; ferro e manganês foram pouco influenciados pelas diferentes concentrações. A lavagem do solo in situ foi feita com adição de duas soluções de ácido etilenodiamino tetra-acético dissódico (Na2EDTA), de concentrações 150 e 300 mol L-1, além da testemunha (água), em colunas estáticas que, após um período de três semanas de incubação, receberam 100 mL de água deionizada a cada semana por três semanas e, depois, uma coleta por dia até perfazer 10 coletas. Os lixiviados foram coletados e analisados os teores dos contaminantes bário e chumbo, além de outros metais interferentes com a extração. Determinou-se, ainda, as diversas frações (trocável, ligada a óxidos, ligada à matéria orgânica e residual) em que esses metais se encontravam no resíduo antes e após a lavagem. Foi verificada, na maior concentração de EDTA, extração insignificante de bário, enquanto o chumbo teve extraído cerca de 20% do seu total no solo. A fitorremediação deu-se por meio do uso de duas espécies, uma herbácea (Brachiaria decumbens cv. Basilisk) e outra lenhosa (Cordia africana). As plantas se desenvolveram em vasos com 4 kg de substrato, recebendo fertirrigação (solução de Hoagland a 25% de força iônica). Foram usados dois tratamentos na fitoextração induzida com EDTA, na concentração de 6 mmol L-1 em duas formas de aplicação (3 aplicações de 2 mmol.L-1 e uma de 6 mmol L-1) e a testemunha. Após período de desenvolvimento de 150 dias para a braquiária e de 270 dias para a córdia, as plantas foram coletadas tendo suas raízes e a parte aérea analisada quanto ao conteúdo de metais. Na braquiária, o EDTA foi efetivo na indução da absorção dos metais com exceção do bário e do cálcio, tendo o chumbo se concentrado nas raízes e o bário nas folhas (com maior concentração no tratamento de aplicação única de EDTA). Na córdia, o bário distribuiu-se igualmente entre as partes analisadas e o chumbo se concentrou nas raízes.
Abstract: This study begun with a field survey in a one hectare area of petroleum drill waste (rocks and mud came from perforation) in Santa Maria do Oeste, in Paraná state, Brazil. It was verified different levels of metal contamination in the area, according to the surface position and with depth, with barium and lead over the investigation standard according to legislation. The highest level contaminated material was collected and used in a laboratory and greenhouse experiment at the campus of the Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, initiated on December, 2007, and completed on June, 2010. The objective was to evaluate the efficiency of remediation by washing contaminated soil (in situ and ex-situ) as well as phytoremediation. The waste washing ex-situ was simulated such as the contaminant would be removed from soil using a rotating device, with soil mixed with an ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) solution in the proportion of 1:10. Removal of lead and calcium increased proportionally to concentration of extractor (from 100 to 1500 mmol L-1). Removal of barium increased considerably above 600 mmol L-1. Iron and manganese showed little influence by different concentration of extractor. The soil washing in-situ was simulated by addition of two solutions of EDTA, with concentration of 150 and 300 mmol L-1, and the control (water). The material was incubated in plastic columns, for three weeks, after that volumes of 100 mL of deionized water were added weekly for three weeks, and after that samples were taken daily up to a total of ten. The leached was collected and the barium and lead content were analyzed, also other metals that could interfere with the extraction. The fractions (exchangeable, iron bound, organic matter bound, and residual) that metals were associates in the waste, before and after washing, were also determined. It was found, in the higher EDTA concentration, a small extraction of barium, while lead had about 20% of the total in soil extracted. The phytoremediation was carry on with two species, Brachiaria decumbens cv. Basilisk, an herbaceous plant, and Cordia africana, an arboreal. The plants growing up in vases with 4 kg of substratum were irrigated with deionized water and Hoagland nutrient solution (25% of ionic power). Two treatments were used in the phytoextraction induced with EDTA, in the concentration of 6 mmol L-1 (with one single application, and 3 dosages of 2 mmol L-1), plus the control. After 150 days for Brachiaria and 270 days for Cordia, the plants were collected, and analyzed (root and shoots) for heavy metal content. EDTA was effective to induce metal absorption, except for barium and calcium, where lead concentrated in the roots and barium in leaves (with highest concentration for EDTA applied in one dose). For Cordia, barium distributed equally in the plant sections, and lead concentrated in the roots.
URI: https://rima.ufrrj.br/jspui/handle/20.500.14407/9003
Aparece en las colecciones:Doutorado em Agronomia - Ciência do Solo

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