O que foi feito de errado nos EUA e como as lições aprendidas podem beneficiar a América Latina John Wilson

Transcrição

1 O que foi feito de errado nos EUA e como as lições aprendidas podem beneficiar a América Latina John Wilson Scissortail Environmental Solutions, LLC. Ada, Oklahoma, USA.

2 Dr. John T. Wilson John has extensive experience in natural attenuation processes and bioremediation. He is currently the Principal Scientist with Scissortail Environmental Solutions, LLC. Dr. Wilson served as a research microbiologist for U.S. EPA for 35 years. His research for EPA was primarily on natural attenuation of BTEX compounds, fuel additives, and chlorinated solvents, as well as in-situ bioremediation of chlorinated solvents. He has over 60 publications on these topics. In addition to his research activities, he provided training and technical assistance to the U.S.EPA regions and to state agencies. He supported the U.S. EPA in the development of two important policy documents, the U.S.EPA Directive Use of Monitored Natural Attenuation at Superfund, RCRA Correction Action, and Underground Storage Tank Sites (1999) and more recently the U.S. Technical Guide for Addressing Petroleum Vapor Intrusion At Leaking Underground Storage Tank Sites (2015). Dr. John T. Wilson

3 Hidrogeologia Source: Google Images (accessed February 29, 2008)

4 Hidrogeologia Modelo Conceitual Genérico de Phase Líquida Não Aquosa

5 As autoridades nos EUA costumam usar o padrão para os contaminantes presentes na água potável, como o objetivo da limpeza de contaminação nas águas subterrâneas. Nós queremos fazer o aqüífero limpo o suficiente para beber. Nós fomos bem sucedidos em alcançar a meta? Até que ponto a nossa tecnologia é capaz de remover a contaminação por solventes clorados de águas subterrâneas?

6 Concentração no site após tratamento Site Concentration After Treatment (mg/l) Desempenho Remediation da Remediação Performance: Composto Parent CVOC Primário Bioremediation (n=117) Chemical Oxidation (n=70) Thermal Treatment (n=23) Chemical Reduction (n=21) Surfactant (n=4) MCL Concentração no site antes tratamento Site Concentration Before Treatment (mg/l) MCL = Normas Regulamentadoras McGuire et al., Relatório final draft para ESTCP Projeto nº. ER Relatório final será publicado no outono de 2015

7 MCL = Normas Regulamentadoras

8 Padrão de Água Potável Alcançado MCL = Normas Regulamentadoras

9 Padrão de Água Potável Não Atingido MCL = Normas Regulamentadoras

10 Nenhuma alteração ou aumento das concentrações após o tratamento MCL = Normas Regulamentadoras

11 Redução de 10 vezes na Concentração após o tratamento MCL = Normas Regulamentadoras

12 Redução de 100 vezes na Concentração após o tratamento MCL = Normas Regulamentadoras

13 Redução de 1000 vezes na Concentração após o tratamento MCL = Normas Regulamentadoras

14 Porque tão pouca remoção? Os contaminantes não estão distribuídos uniformemente no aquífero Fluxo de água subterrânea é heterogênea. É difícil misturar fluidos de remediação com os contaminantes 14

15 Como as plumas são? Não são assim! 15

16 Como as plumas são? São mais assim 16

17 Como as plumas são? Ou dessa forma 17

18 Nós fomos bem sucedidos em alcançar a meta de limpeza? Na maioria das vezes nós não fomos bem sucedidos. Quanto a nossa tecnologia é capaz de remediar? Não o suficiente para alcançar padrões de água potável.

19 Outra maneira de considerar a concentração de contaminantes na água subterrânea A concentração de um contaminante em água de um poço de monitoramento não está diretamente relacionada com a contaminação de água de um poço de abastecimento.

20 A água subterrânea flui rapidamente através da areia e carrega uma pluma de contaminação para o poço de abastecimento de água.

21 As águas subterrâneas fluem muito lentamente através da argila. A pluma de contaminação não atinge o poço de abastecimento de água.

22 Outra maneira de considerar a concentração de contaminantes na água subterrânea Ao invés de perguntar A concentração de contaminante no poço de monitoramento está acima do padrão de água potável? Ou em outras palavras, É seguro beber a água do poço de monitoramento?

23 Outra maneira de considerar a concentração de contaminantes na água subterrânea Pergunte- Quanta contaminação chegará a um poço de abastecimento de água? E ela será capaz de elevar a concentração do contaminante acima do padrão de água potável nesse poço?

24 M. D. Einarson and D. Mackay. Prevendo impactos da contaminação na água subterrânea Environmental Science & Technology, Vol. 35, No. 3, pages 66A 73A, 2001.

25 fonte zona de captação poço de abastecimento

26 Imagine que a pluma tem - fonte 20 metros de largura na fonte, zona de captação poço de abastecimento 3 metros de espessura, a velocidade de escoamento da água subterrânea é de 0,3 metros por dia, A média de concentração de TCE é µg/l, A taxa média de bombeamento do poço de abastecimento é de 1000 litros por minuto.

27 fonte 20 metros de largura na fonte, 3 metros de espessura, velocidade de 0,3 metros/dia, zona de captação poço de abastecimento Em média, 25% do espaço num aquífero arenoso é ocupado por água. A descarga de água na pluma é 20 m * 3 m * 0.3 * 0.25 = 4.5 m 3 /dia

28 Outra maneira de considerar a concentração de contaminantes na água subterrânea A quantidade de contaminação movendo-se com o fluxo de água do solo para o poço de abastecimento de água é chamado de massa de descarga. A unidade convencional é gramas por dia.

29 fonte A concentração de TCE é µg/l, ou 25 g/m 3. zona de captação A descarga de TCE na pluma é: poço de abastecimento 4.5 m 3 /dia * 25 g/m 3 = 110 g/dia.

30 fonte zona de captação poço de abastecimento A taxa média de bombeamento do poço de abastecimento é de 1000 litros por minuto L/min = 1440 m 3 /dia

31 Outra maneira de considerar a concentração de contaminantes na água subterrânea. A concentração de contaminantes na água de produção é a massa de descarga dividida pelo volume de água bombeada do poço por dia.

32 fonte A concentração de TCE na água produzida pelo poço de abastecimento é: zona de captação (110 g/dia)/ (1440 m 3 /dia) = poço de abastecimento g/m 3 = 76 µg/l Isso é maior do que o padrão de água potável nos EUA (de 5 µg/l).

33 Outra maneira de considerar a concentração de contaminantes na água subterrânea. Quanto é preciso reduzir a concentração de contaminante da pluma para atingir o padrão de potabilidade na água proveniente do poço de abastecimento?

34 Redução de 1000 vezes na Concentração após o tratamento MCL = Normas Regulamentadoras

35 fonte A concentração de TCE na água produzida pelo poço de abastecimento é: zona de captação (1.1 g/dia)/ (1440 m 3 /dia) = poço de abastecimento g/m 3 = 0.76 µg/l Isso é menor do que o padrão de água potável nos EUA (de 5 µg/l).

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37 Como a América Latina pode aprender a partir disso? Ao invés de controlar somente a concentração, calcule a massa de descarga na contaminação da água subterrânea. Use a massa de descarga para avaliar e priorizar os sites mais críticos e dar atenção imediata.

38 Nossa habilidade para limpar a contaminação na água subterrânea depende da nossa capacidade de mover fluidos através do material contaminado.

39 Esses sites são relativamente fáceis de serem limpos. Existe uma boa chance de ter de 100 a 1000 vezes de redução nas concentrações.

40 Esses sites são difíceis de serem limpos. Existe uma boa chance de conseguir somente 10 vezes de redução nas concentrações.

41 Nossa habilidade para limpar a contaminação na água subterrânea depende da nossa capacidade de mover fluidos através do material contaminado. Os passivos que são o maior desafio ao abastecimento sustentável de água subterrânea são os mais fáceis de remediar. Onde você vai colocar seu R$?

42 O paradigma do gerenciamento de risco da U.S.EPA é destruir o perigo ou prevenir exposição. Não usamos a flexibilidade em nossa política. Colocamos muito esforço para destruir o perigo e não prestamos atenção nas formas de prevenir a exposição. Tentamos gerenciar os contaminantes ao invés de gerenciar o aquífero como fonte de abastecinemento água.

43 Como a América Latina pode aprender com isso? Descubra formas de gerenciar o aquífero.

44 Coisas que não fazemos direito: 1) Descobrir as fontes (hot spots) de NAPL 2) Circular fluidos através das fontes (hot spots) de NAPL 3) Remover massas significativas de NAPL abaixo do nível d água

45 Coisas que fazemos direito: 1) Medir o nível de água subterrânea 2) Prever a direção do fluxo da água subterrânea 3) Bombear água subterrânea de poços

46 Fosso de nível constante e método para controle regional do fluxo de água subterrânea. Número da patente nos EUA: Inventores: Mark D. Ankeny, Jeffrey R. Forbes

47 A água subterrânea não se move através da fonte porque o gradiente hidráulico é zero. Uma vez que a fonte é isolada, a pluma será eliminada ou atenuada através de biodegradação natural.

48 Controle da fonte através de isolamento hidrológico: um facsímile do Fosso Ankeny usando poços de extração e poços de injeção

49 Bombeamento de água conforme necessário para deixar o nível d água totalmente reto em relação ao círculo de poços.

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51 Vantagens: 1) Parada imediata de nova contaminação na água subterrânea 2) Relativamente indiferente à heterogeneidade dos materiais subterrâneos 3) Fácil de monitorar

52 Mais vantagens: 4) Não prejudicial às atividades do site 5) Aumenta o tempo de contato entre o fosso entre a água promovendo a remediação ativa. Remediação ativa deve funcionar melhor 6) Vai permitir o processo de atenuação natural para limpar a porção da pluma que está à jusante da área fonte

53 Desvantagens: 1) Direitos sobre as águas e problemas com descarte de água. 2) Necessidade de monitorar os contaminantes na água subterrânea descartada ou realocada. 3) O&M (operação e manutenção) pode durar para sempre. 4) Não foi provado que essa abordagem funciona. 5) Sedimentos e partículas podem bloquear os poços realocados.

54 Recomendações: 1) Determine objetivos específicos do site para descontaminação baseando-se na Massa de Descarga dos contaminantes 2) Gerencie o aquífero tão bem quanto a contaminação

55 John Wilson Mais informações: Scissortail Environmental Solutions, LLC. Ada, Oklahoma, USA.