Sistematização e Avaliação de Técnicas de Investigação Aplicadas à Caracterização e ... PDF
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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS Campus de Rio Claro Sistematização e Avaliação de Técnicas de Investigação Aplicadas à Caracterização e Diagnóstico de Área Contaminada por Hidrocarbonetos de Petróleo José Angelo Ferreira da Silva Orientador: Prof. Dr. Leandro Eugenio Silva Cerri Dissertação de Mestrado elaborada junto ao Programa de Pós-Graduação em Geociências Área de Concentração em Geociências e Meio Ambiente, para obtenção do Título de Mestre em Geociências. Rio Claro (SP) 2002 UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E CIÊNCIAS EXATAS Campus de Rio Claro Sistematização e Avaliação de Técnicas de Investigação Aplicadas à Caracterização e Diagnóstico de Área Contaminada por Hidrocarbonetos de Petróleo José Angelo Ferreira da Silva Orientador: Prof. Dr. Leandro Eugenio Silva Cerri Dissertação de Mestrado elaborada junto ao Programa de Pós-Graduação em Geociências Área de Concentração em Geociências e Meio Ambiente, para obtenção do Título de Mestre em Geociências. Rio Claro (SP) 2002 551.49 Silva, José Angelo Ferreira da S586s Sistematização e avaliação de técnicas de investigação aplicadas à caracterização e diagnóstico de área contaminada por hidrocarbonetos de petróleo / José Angelo Ferreira da Silva. – Rio Claro : [s.n.], 2002 138 f. : il., figs., tabs., fots. Dissertação (Mestrado) – Universidade Estadual Paulista, Instituto de Geociências e Ciências Exatas Orientador: Leandro Eugenio Silva Cerri 1. Águas subterrâneas - Poluição. 2. Hidrogeologia. 3. Contaminação. I. Título. Ficha catalográfica elaborada pela STATI – Biblioteca da UNESP Campus de Rio Claro/SP Comissão Examinadora __________________________________________ PROF. DR. LEANDRO EUGENIO SILVA CERRI __________________________________________ PROF. DR. JOSÉ EDUARDO RODRIGUES __________________________________________ PROF. DR. JOSÉ EDUARDO ZAINE __________________________________________ JOSÉ ANGELO FERREIRA DA SILVA aluno Rio Claro, ____ de _______________ de 20 ____ Resultado:_______________________ À minha esposa Mayra, Ao meu filho Leonardo, Aos meus irmãos, Fernando (in memorian) e Cláudia, Aos meus pais, José (in memorian) e Maria, Aos meus avós, Orlando (in memorian) e Solidéa. Agradecimentos Ao educador, professor e amigo Leandro Cerri. Pelas inúmeras vezes que me incentivou e me disciplinou ao longo destes anos, não permitindo que eu desanimasse diante dos problemas e obstáculos que se apresentassem. Pelo apoio técnico e orientação metodológica, que tanto acrescentaram à minha formação acadêmica, despertando-me o interesse pela busca da essência científica. Mas, principalmente, pela sua presença nos meus momentos mais difíceis. À Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) pelo apoio financeiro, durante o primeiro ano dos trabalhos. Ao Programa de Pós-Graduação em Geociências Meio Ambiente e suas coordenações ao longo destes anos, pela estrutura, oportunidades e dedicação ao aprimoramento educacional e científico. À minha família. Minha esposa Mayra, meu filho Leonardo, minha mãe Maria, minha irmã Cláudia e minha avó Solidéa, pela compreensão e incentivo, e por sempre terem acreditado nos meus passos. Aos meus tios José e Mírian, pelo carinho e apoio; meus primos Jomir e Kátia, Mariana e André pelas conversas e momentos inesquecíveis. Um agradecimento especial à tia Vera Lúcia, pela sua presença sempre e importante amizade. Ao Jorge e Keiko pelo apoio e compreensão sempre. À Kayra e ao Marcos, que apesar da distância estiveram sempre presentes. Aos amigos e colegas da graduação, pelo companheirismo e marcantes lembranças: Marcelo “Jr. Baiano” Cottas, Alessandro “Frangão” Medeiros Silva, Richard “Jaú” Liberatti, Adriano “Rolha” Ferreira da Silva, Maurício-Má e Lívia-Lí, Renato “Tupã” Meira Andriguetti, Frederico “Bucos” Vidigal, Maurice “Burrice-Madruga” de Assis Ferreira, Leandro “Biscoito” Reis Vieira, Samara-Sam, Ana Lívia “Ruivona” Zeitune, Gustavo “Pira” Sturion Codo, Saulão Nunes, André “Figura” Ferreira, Oswaldo “ Barney”, Eduardo “Folgado”, Lucas “Cabelo” Celeri, Patrícia “Pati-Pum” e João Olívio. Ah! Valeu Rafael “Sem Base” Rachid Ajub, grandes lembranças das nossas primeiras experiências profissionais. Um agradecimento especial ao Fábio Augusto “Jaca-Wally” Gomes Vieira Reis e à Lucília “Liló” pela amizade, companheirismo e hospitalidade ao longo destes anos. Ao amigo Ricardo Papa (in memorian) pelas poucas mas inesquecíveis lembranças. Às secretárias Márcia e Elaine (Seção de Graduação), Laura e Eliana (Seção de Pós- graduação) sempre muito prestativas e atenciosas. À biblioteca e seus funcionários, em especial à Suzi e à Moema. Aos colegas de trabalho, Wilson “Sushi” Yamamoto, Simone(tis) e Juscelino “Juca” grandes amigos e desenhistas, Daniel “Balô-co”, Fred, Mônica e Carlos, Rogério “Rato”, Fabíola, Carla, Juliana, Carlos Eduardo“Fú”, Guilherme “Mamilo”, Sérgio, Sandra, Odélio, Everton, Sueli “Anômala”, Thiago “Babacu”, Rafael “Placenta”, Vanessa “Larguinha”, Rogério “Carla Perez”, Douglas “Cinco”, Nicolas “Mexinha”, Flávio Hayashi, Marcio, José Cláudio, Fernando, Alex, Rui, Sônia, Léia e Nilma. As conquistas vêm em etapas, cumpridas uma após a outra, até alcançarmos uma meta maior. O início da minha trilha começou com muitas dificuldades e uma união, um laço muito importante, hoje já desfeito, ajudou-me a chegar aqui com muita dedicação e carinho. Ivete, obrigado. Sumário ÍNDICE i LISTA DE FIGURAS iv LISTA DE TABELAS vi LISTA DE ABREVIATURAS E SÍMBOLOS ix RESUMO xiii ABSTRACT xiv 1. INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 5 3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 6 4. METODOLOGIA DA PESQUISA 56 5. APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 58 6. CONCLUSÕES 129 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 131 Índice 1. INTRODUÇÃO 1 2. OBJETIVOS 5 3. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 6 3.1. SOLOS 6 3.1.1. ORIGEM E FORMAÇÃO 6 3.1.2. CLASSIFICAÇÕES: TEXTURAL E GENÉTICA 7 3.1.2.1. Solos Residuais 7 3.1.2.2. Solos Transportados 8 3.1.3. CARACTERÍSTICAS DOS SOLOS 10 3.1.3.1. Fases Constituintes 10 3.1.3.2. Distribuição das Fases Líquida e Gasosa: Zonas Saturada e Não 11 Saturada 3.1.3.3. Propriedades Físicas dos Aqüíferos ou Hidráulicas 13 3.1.3.4. Heterogeneidades dos Solos 17 3.2. ÁGUAS SUBTERRÂNEAS 18 3.2.1. DISTRIBUIÇÃO DAS ÁGUAS SUBTERRÂNEAS 18 3.2.1.1. Zona Saturada: Aqüíferos 19 3.3. PETRÓLEO: CONSTITUINTES E PRODUTOS DERIVADOS 21 3.3.1. CONSTITUINTES 21 3.3.2. PRODUTOS DERIVADOS DE PETRÓLEO 21 3.3.3. HIDROCARBONETOS 23 i 3.3.3.1. Propriedades Físico-Químicas 24 3.3.3.2. Comportamento e Transporte dos Hidrocarbonetos de Petróleo 29 nos Meios Geológico e Hidrogeológico 3.3.3.2.1. Formas de Ocorrência: Fases dos Hidrocarbonetos 30 nas Zonas Não Saturada e Saturada 3.3.3.2.2. Mecanismos de Transporte 36 3.3.3.2.3. Fatores Influentes no Transporte e Distribuição dos 39 NAPLs em Subsuperfície 3.3.3.2.4. Mecanismos de Redução do Transporte 42 3.3.3.2.5. Mecanismos de Aceleração do Transporte 43 3.3.3.3. Toxicidade e Efeitos à Saúde 45 3.4. TÉCNICAS DE SANEAMENTO E REMEDIAÇÃO 48 3.4.1. TÉCNICAS DE BIORREMEDIAÇÃO 48 3.4.1.1. Ex-Situ 49 3.4.1.2. In Situ 49 3.4.2. EXTRAÇÃO DE VAPORES DO SOLO (SVE – SOIL VAPOR EXTRACTION) 51 3.4.3. BOMBEAMENTO E TRATAMENTO (PUMP-AND-TREAT) 52 3.4.4. EXTRAÇÃO MULTIFÁSICA (MPE – MULTI-PHASE EXTRACTION) OU 52 BIOSLURPING 3.4.5. TRINCHEIRA 53 3.4.6. CONFINAMENTO GEOTÉCNICO OU COBERTURA 53 3.4.7. INCINERAÇÃO 53 3.5. LEGISLAÇÃO AMBIENTAL FEDERAL 54 4. METODOLOGIA DA PESQUISA 56 5. APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 58 5.1. ETAPA 1 – TRABALHOS PRÉVIOS 58 ii
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