Tratamento de águas subterrâneas

É importante que as águas subterrâneas da área de captação sejam protegidas para que a abstração sustentável possa ser mantida. A proteção exige que os recursos sejam mapeados e monitorados e que as condições e restrições sejam definidas na utilização. Outras medidas podem incluir zonas de proteção em torno de poços de abstração, limitação do uso de pesticidas e fertilizantes, e minimização de atividades em geral que carregam risco de poluir águas subterrâneas.

O tratamento das águas subterrâneas normalmente inclui aeração para a adição de oxigênio e a retirada de compostos voláteis, filtração de areia para a remoção de partículas e suporte para processos biológicos, e desinfecção UV como uma barreira higiênica. Outros métodos podem incluir o abrandamento para redução do potencial de precipitação de cálcio (PCC) e o uso de meio adsortivo (por exemplo, Carbono Ativado Granular - CAG) para remoção de microcontaminantes.

Embora o tratamento simples das águas subterrâneas apoie muito uma estrutura de abastecimento mais descentralizada, áreas com alta densidade populacional também podem beneficiar-se com os recursos hídricos subterrâneos. É claro que isso, muitas vezes, exigirá que a água seja transportada mais longe da área de captação para a estação de tratamento. Em países densamente povoados, como a Dinamarca e os Países Baixos, o abastecimento de água é, em grande parte, baseado em águas subterrâneas.
 

Para compostos orgânicos voláteis (VOCs), as concentrações são reduzidas a menos de 1 mg/kg e 0,1 mg/l no solo e nas águas subterrâneas, respectivamente. Quando desejado, o sistema pode ser operado por tempo suficiente para atingir concentrações máximas de limite de concentração (MCL) nas águas subterrâneas e não detectadas em solos. Para o tratamento de compostos orgânicos semivoláteis (SVOCs) em solos, as concentrações não detectadas foram alcançadas através do tratamento de 300 – 350° C por um período de várias semanas. Basicamente, o sistema de dessorção térmica no local (ISTD) pode ser projetado para a eficiência corretiva desejada.

Quase todos os compostos orgânicos ou uma combinação de compostos orgânicos podem ser tratados com dessorção térmica no local (ISTD) / Dessorção Térmica Em Pilha (IPTD).
Os contaminantes a serem tratados com ISTD/IPTD são:

• Bifenis Policlorados (PCBs), dioxinas e Dibenzofurano
• Hidrocarbonetos Aromáticos Policíclicos (PAHs) e alcatrão de carvão
• Tricloroetileno (TCE), tetracloroetileno (PCE), 1,2-dicloroetileno (1,2-DCE), tricloroetanos (TCA) e outros solventes clorados
• Pesticidas e herbicidas
• Produtos petrolíferos e petrolíferos
• Benzeno, tolueno, etil benzeno, xileno (BTEX)
• Éter de butil terciário de metila (MTBE)
• Qualquer outro hidrocarboneto volátil ou semivolátil
• Líquidos de fase não aquosos densos e leves (DNAPLs e LNAPLs)
• Mercúrio

Contaminantes não tratados são:

• Metais Pesados
• Inorgânicos
   

Poços térmicos podem ser usados para tratar contaminantes, teoricamente, a centenas de metros, bem como sob estruturas e estradas. A aplicação mais profunda em larga escala até agora é de 50 metros. No entanto, aquecedores de condução térmica também são usados para recuperação térmica de óleo em profundidades de mais de 300 metros.

Muitos tipos de utilidades enterradas, como linhas de esgoto de concreto e linhas de água de aço podem ser deixadas no local e/ou protegidas durante o aquecimento através da colocação de aquecedores e isolamento. Algumas concessionárias (por exemplo, linhas de gás, tubos de PVC) podem precisar ser redirecionadas ou desativadas.
Uma vez que a frente de calor cai acentuadamente adjacente à zona aquecida, a experiência mostrou que o aquecimento adjacente às fundações normalmente não tem efeito sobre as fundações. No entanto, medidas podem ser tomadas para proteger ainda mais as estruturas, se necessário.
Vários projetos de remediação do ISTD foram agora realizados adjacentes ou abaixo de edifícios, tanto em ambientes residenciais quanto industriais.

ISTD é bem diferente de Dessorção Térmica Ex-Situ ou incineração. Com essas tecnologias térmicas acima do solo, o solo ou lodo em tratamento é exposto a altas temperaturas apenas brevemente – normalmente por segundos ou minutos. Assim, pode haver pontos frios onde o solo não é totalmente tratado e onde compostos como dioxinas podem ser criados às vezes. Em contrapartida, com o ISTD, toda a zona de tratamento é aquecida a temperaturas-alvo durante dias, no mínimo. A maioria (aproximadamente 95-99%) dos contaminantes orgânicos são destruídos no local. Não só as dioxinas não são criadas, a tratabilidade e os dados de campo indicam que elas também são destruídas, normalmente abaixo dos níveis de fundo. As dioxinas extraídas são tratadas no sistema de controle da poluição atmosférica.

Imediatamente após o tratamento do ISTD o solo é estéril, mas a experiência mostra que a recuperação será rápida. Após o solo ser disco, fertilizado e semeado, seguindo práticas normais de revegetação, o recrescimento durante a primeira estação de crescimento após o tratamento deve ser tão bom quanto com outros solos. A microbiota residente fora da zona de tratamento alvo pode ver temperaturas levemente elevadas, que provavelmente promoverão em vez de dificultar seu crescimento e capacidade atenuante.

Uma das principais razões para a eficácia do ISTD é a aplicação do calor ao solo usando condução térmica. Durante o aquecimento condutivo, o calor se move através do solo e resíduos de material de forma altamente previsível, independentemente de quão heterogêneo o solo seja ou sua permeabilidade. Isso contrasta fortemente com o movimento de um fluido através do solo, que é a base para quase todas as outras tecnologias de remediação no local (por exemplo, bomba-e-tratamento de água subterrânea, extração de vapor do solo, pulverização de ar, injeção de vapor, injeção de solvente e surfactante ou injeção química de oxidantes). As taxas de fluxo de fluidos podem variar em muitas ordens de magnitude, dependendo do grau de permeabilidade do solo e do grau de heterogeneidade. As tecnologias com base em fluidos tendem, assim, a contornar algumas zonas contaminadas, levando à má eficiência, ao transporte de massa limitado à difusão e a uma longa duração de remediação. Em contraste, a condutividade térmica de uma ampla gama de tipos de solo varia em menos de um fator de mais ou menos dois.

O ISTD tem uma aplicabilidade mais ampla do que outras tecnologias térmicas no local. Por exemplo, o processo de aquecimento da resistividade elétrica, também conhecido como Aquecimento de Seis Fases ou Aquecimento de Joule, depende do fluxo de uma corrente elétrica que flua através do solo. A condutividade elétrica pode variar em duas ordens de magnitude. Uma vez que as correntes elétricas deixam de fluir nos solos uma vez que a água ferveu, além disso, o aquecimento da resistividade elétrica não pode aquecer o solo acima do ponto de ebulição da água. Como resultado, não é adequado no tratamento de compostos de alto ponto de ebulição, como pesticidas, PCBs e PAHs que requerem rigorosos níveis de limpeza do solo. Da mesma forma, a injeção de vapor na subsuperfície rasa limita-se ao aquecimento aproximadamente ao ponto de ebulição da água.