Estudo da adsorção de Pb, Zn e Cd por material inconsolidado transportado da região...

O Vale do Ribeira apresenta problemas de contaminação ambiental produzidos pela deposição inadequada de resíduos de mineração, nos quais se constata a presença de metais potencialmente tóxicos. Os impactos causados pela atividade mineradora deram origem a diversos estudos com o objetivo de entender o transporte de contaminantes no solo e a respectiva retenção dos mesmos. Assim, alternativas para atenuação dos contaminantes, notadamente as barreiras selantes, como os solos naturais, solos naturais compactados e os geossintéticos (GLC - Geosynthetic Clay Liner) são discutidas em muitas pesquisas realizadas na área de geotecnia ambiental. Neste contexto, a presente pesquisa visa a caracterização de um material inconsolidado transportado, coletado na região do Vale do Ribeira (Brasil), município de Eldorado Paulista (SP), a partir de ensaios de pH, condutividade elétrica (CE), capacidade de troca catiónica (CTC), teor de matéria orgânica (MO) e difratometria de Raios-X (DRX), a fim de avaliar a sua adequação como como barreira selante. Além disso, foram realizados ensaios de equilíbrio em lote (batch test) com o mesmo material inconsolidado, visando avaliar os potenciais de adsorção para o cádmio (Cd), chumbo (Pb) e zinco (Zn). Tendo em consideração os resultados obtidos nos ensaios de caracterizações, pode-se dizer que o material inconsolidado transportado apresenta caráter ácido (pHCaCl2 = 4,0) e predominância de cargas negativas (?pH = -0,71). Ainda nos ensaios dos parâmetros físico-químicos, a condutividade elétrica (25,8 ?S/cm) obtida, demonstra a baixa concentração de íons em solução. Além disso, a baixa CTC obtida (9,22 meq/100g) indica a presença da caulinita, o que foi confirmado pelo ensaio de DRX que também identificou a presença de quartzo, goetita e muscovita. O teor de matéria orgânica encontrado (4,20%), indicou a baixa concentração de compostos orgânicos. Os ensaios de equilíbrio em lote mostraram a boa capacidade de retenção dos metais pelo material inconsolidado transportado para baixas concentrações, notadamente do chumbo (Pb), no qual verificou-se os maiores valores de porcentagem de soluto adsorvido (A%). Com o aumento das concentrações dos metais, o material inconsolidado transportado apresentou menor afinidade pelos mesmos, indicando saturação dos sítios de ligação em presença de altas concentrações desses elementos. Os modelos matemáticos mais adequados para ajuste aos dados do ensaio de equilíbrio em lote foram os de Freundlich para o Pb e o Linear para os metais Cd e Zn. O material analisado, de acordo com seu potencial de adsorção, e, pelas caracterizações geológicas-geotécnicas realizadas na presente pesquisa e em estudos anteriores, apresenta-se de certo modo adequado para utilização como barreira selante, porém, como alguns de seus parâmetros não atenderam as especificações e a adsorção foi diferente entre os metais, não é possível definir a adequabilidade desse material para uso como barreira selante de maneira isolada.

Título em Inglês

Adsorption study of Pb, Zn and Cd by unconsolidated transported material from the Ribeira Valley region

Palavras-chave em Inglês

Liner
Geological characterizations
Batch equilibrium test
Adsorption
Lead
Zinc
Cadmium

Resumo em Inglês

The Ribeira Valley presents environmental pollution problems caused by the inadequate disposal of mining waste, which reveals the presence of potentially toxic metals. The impacts caused by mining activity have led to several studies with the goal of understanding the transport of contaminants in the soil and their retention. Thus, alternatives to contaminant attenuation, especially the sealant barriers, such as natural soil, compacted natural soils and geosynthetics (GLC - Geosynthetic Clay Liner) are discussed in many researches in the environmental geotechnics area. In this context, the present research aims the characterization of unconsolidated transported material, collected in the Ribeira Valley region (Brazil), municipality of Eldorado Paulista (SP), from pH tests, electrical conductivity (EC), exchange capacity cation (CEC), organic matter (OM) and X-ray diffraction (XRD) in order to evaluate its suitability as a sealant barrier. Furthermore, batch equilibrium tests were performed with the same unconsolidated material, seeking to evaluate the adsorption potential of cadmium (Cd), lead (Pb) and zinc (Zn). Taking into account the results obtained in the characterization tests, it can be said that the unconsolidated transported material has an acid character (pHCaCl2 = 4,0) and a predominance of negative charges (?pH = -0,71). Still in the testing of physical and chemical parameters, electrical conductivity (25,8 ?S/cm) obtained, demonstrates the low concentration of ions in solution. Besides that, the low CEC obtained (9,22 meq/100g) indicates the presence of kaolinite, which was confirmed by XRD assay also identified the presence of quartz, muscovite and goethite. The organic matter content (4,20%) obtained, indicated the low concentration of organic compounds. The batch equilibrium tests showed good retention of these metals by unconsolidated transported material to low concentrations, especially of lead (Pb), in which there was the highest values of percentage of solute adsorbed (A%). With increasing concentrations of metals, unconsolidated transported material showed a lower affinity for the same, indicating saturation of binding sites in the presence of high concentrations of these elements. The most appropriate mathematical models for adjustment to the batch test data were Freundlich for Pb and Linear for Cd and Zn. According to the adsorption potential of the material analyzed and the geological and geotechnical characterization performed in this research and in previous studies, it is presented in some appropriate manner for use as a sealant barrier. However, as some of its parameters did not meet specifications and adsorption was different among the metals. Then, it is not possible to define the suitability of this material for use isolated as a sealant barrier.

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Data de Publicação

2016-02-18

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