Estudo da influência da contaminação por creosoto nas assinaturas elétricas e espectroscópicas do solo.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Barbosa, Alexandre Muselli
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-05022024-095901/
Resumo: A intensificação das atividades antrópicas gerou passivos, impactando o meio, se tornando uma necessidade a realização da recuperação e mitigação das contaminações no meio. No subsolo, devido a propriedades como heterogeneidade, relações de interações solo-contaminante e a falta de informações, principalmente em locais desativados, a identificação da distribuição de contaminante se torna um grande desafio, tornando onerosas as investigações e obtenção de amostras para a determinação analítica. Isso se torna um problema no caso de contaminantes como o creosoto, que além de possuir uma composição complexa e multicomponente, é um composto mais denso que a água (DNAPL) e a realização de procedimentos de investigação mal executados podem acarretar um deslocamento do contaminantes para maiores profundidades, agravando o cenário de risco da área de estudo, o que torna a determinação da dispersão destes contaminantes no solo um desafio. Neste contexto, métodos indiretos e pouco invasivos, como perfilagens, geofísica e espectroscopia, são uma alternativa para a coleta de dados em grande volume, com menor risco, entretanto, existem poucos estudos sobre a influência de contaminantes sobre as propriedades dos solos tropicais e seus respectivos efeitos sobre a assinatura espectral e elétrica. Desta forma, este trabalho avalia o comportamento de diferentes solos frente a contaminação por creosoto em ambiente controlado e em uma área contaminada, para (i) compreender a influência das contaminações de creosoto nas respostas elétricas e espectrais do solo em ambiente controlado; (ii) identificar a variação estratigráfica e zonas de armazenamento de contaminações residuais pretéritas em subsuperfície por meio de sua respectiva assinatura elétrica. Foram realizadas atividade de laboratório e de campo, sendo o contaminante e as amostras de solo coletadas na área contaminada da antiga Unidade de Tratamento de Madeiras do Jaguaré. A caracterização do creosoto demonstrou que mesmo exposto ao intemperismo por décadas em subsuperfície, suas propriedades químicas e físicas foram mantidas. O solo contaminado artificialmente por creosoto teve assinaturas espectrais afetadas pela contaminação, apresentando faixas de absorção diagnósticas e comportamentos associado as características texturais do solo. As características elétricas também foram alteradas, apresentando assinaturas elétricas resistivas dependentes dos teores de argila e umidade das amostras, já em campo, além das assinaturas resistivas, foi observada a ocorrência de assinaturas elétricas condutivas, associadas a ocorrência de processos de degradação natural das contaminações, sendo possível identificar a distribuição das contaminações residuais em subsuperfície por meio de modelagem geoestatística. Este trabalho é inédito, onde além de aplicar diferentes métodos para a identificação da distribuição das contaminações de creosoto em subsuperfície, também contribui com dados e estudo das alterações biogeoquímicas do solo, decorrente do processo de degradação natural dos compostos de HPA, contribuindo para uma maior compreensão dos efeitos e alterações do meio em contaminações pretéritas em um caso real.
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Isso se torna um problema no caso de contaminantes como o creosoto, que além de possuir uma composição complexa e multicomponente, é um composto mais denso que a água (DNAPL) e a realização de procedimentos de investigação mal executados podem acarretar um deslocamento do contaminantes para maiores profundidades, agravando o cenário de risco da área de estudo, o que torna a determinação da dispersão destes contaminantes no solo um desafio. Neste contexto, métodos indiretos e pouco invasivos, como perfilagens, geofísica e espectroscopia, são uma alternativa para a coleta de dados em grande volume, com menor risco, entretanto, existem poucos estudos sobre a influência de contaminantes sobre as propriedades dos solos tropicais e seus respectivos efeitos sobre a assinatura espectral e elétrica. Desta forma, este trabalho avalia o comportamento de diferentes solos frente a contaminação por creosoto em ambiente controlado e em uma área contaminada, para (i) compreender a influência das contaminações de creosoto nas respostas elétricas e espectrais do solo em ambiente controlado; (ii) identificar a variação estratigráfica e zonas de armazenamento de contaminações residuais pretéritas em subsuperfície por meio de sua respectiva assinatura elétrica. Foram realizadas atividade de laboratório e de campo, sendo o contaminante e as amostras de solo coletadas na área contaminada da antiga Unidade de Tratamento de Madeiras do Jaguaré. A caracterização do creosoto demonstrou que mesmo exposto ao intemperismo por décadas em subsuperfície, suas propriedades químicas e físicas foram mantidas. O solo contaminado artificialmente por creosoto teve assinaturas espectrais afetadas pela contaminação, apresentando faixas de absorção diagnósticas e comportamentos associado as características texturais do solo. As características elétricas também foram alteradas, apresentando assinaturas elétricas resistivas dependentes dos teores de argila e umidade das amostras, já em campo, além das assinaturas resistivas, foi observada a ocorrência de assinaturas elétricas condutivas, associadas a ocorrência de processos de degradação natural das contaminações, sendo possível identificar a distribuição das contaminações residuais em subsuperfície por meio de modelagem geoestatística. Este trabalho é inédito, onde além de aplicar diferentes métodos para a identificação da distribuição das contaminações de creosoto em subsuperfície, também contribui com dados e estudo das alterações biogeoquímicas do solo, decorrente do processo de degradação natural dos compostos de HPA, contribuindo para uma maior compreensão dos efeitos e alterações do meio em contaminações pretéritas em um caso real.The intensification of anthropic activities generated brownfields, impacting the environment, making recovery and mitigation of contamination in the environment a necessity. One of the greatest challenges is the precise identification of the distribution of contamination in the subsoil, due to the heterogeneity of the soil, the soilcontaminant interactions and the lack of information, especially in deactivated sites, increasing the costs of investigations and obtention of samples. This is a huge problem in the case of contaminants such as creosote, which, in addition to having a complex and multi-component composition, is a dense non-aqueous phase liquid (DNAPL). In this case, poorly executed investigation procedures can lead to a displacement of the contaminants to greater depths, aggravating the risk scenario of the study area, which makes determining the dispersion of these contaminants in the soil a challenge. In this context, indirect and less invasive methods, such as profiling, geophysics and spectroscopy, are an alternative for collecting data in large volumes, with less risk; however, there are few studies on the influence of contaminants on the properties of tropical soils and their respective effects on the soil\'s spectral and electrical signature. Thus, this thesis evaluates the behavior of different soils subjected to creosote contamination in a controlled environment and in a contaminated area, in order to (i) understand the influence of creosote contamination on the electrical and spectral responses of the soil in a controlled environment; and (ii) identify the stratigraphic variation and storage zones of past residual contaminations in the subsurface through their respective electrical signatures. Laboratory and field activities were carried out, with the contaminant and soil samples collected in the contaminated area of the former UTM Jaguaré. The characterization of creosote demonstrated that even when exposed to weathering for decades in the subsurface, its chemical and physical properties were maintained. Soil artificially contaminated with creosote had spectral signatures affected by contamination, showing diagnostic absorption ranges and behaviors associated with soil textural characteristics. The electrical characteristics were also altered, presenting resistive electrical signatures dependent on the clay and moisture content of the samples, while in the field, in addition to the resistive signatures, the occurrence of conductive electrical signatures was observed, associated with the occurrence of natural degradation processes of contamination. Thus, it was possible to identify the distribution of residual contaminations in the subsurface through geostatistical modeling. This work is unprecedented, since, in addition to applying different methods to identify the distribution of creosote contamination in the subsurface, it also contributes with generating data for the study of biogeochemical changes in the soil resulting from the natural degradation process of PAH compounds, leading to greater understanding of the effects and alterations of the environment by aged contaminations in a real scenario.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPNascimento, Cláudio Augusto Oller doVianna, Marilda Mendonça Guazzelli RamosBarbosa, Alexandre Muselli2023-11-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-05022024-095901/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2024-02-06T12:04:02Zoai:teses.usp.br:tde-05022024-095901Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212024-02-06T12:04:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
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