Proposta de modelo cinético de adsorção e dessorção aplicado aos processos de contaminação de solos por metais

Abstract

A contaminação dos solos por metais é um tema de grande relevância devido ao seu potencial de contaminar aquíferos subterrâneos, podendo ter consequências diretas na saúde e na qualidade de vida da população. Dentre os diferentes processos envolvidos no transporte de contaminantes no solo, o mecanismo de adsorção se destaca por ser responsável pela retenção de contaminantes no solo, podendo ter consequências a longo prazo. A compreensão da cinética da adsorção pode melhorar a confiabilidade de modelos físico matemáticos de transporte de contaminantes. No campo da Geotecnia, embora a análise do processo no estado de equilíbrio ainda seja predominante, alguns trabalhos vêm sendo desenvolvidos nacionalmente buscando uma melhor compreensão da cinética da adsorção. A quantificação do processo de adsorção se dá por meio do coeficiente de distribuição, sendo sua determinação um fator crucial para a previsão mais acurada do avanço de plumas de contaminação. Tradicionalmente o coeficiente de distribuição é considerado nos modelos como uma constante referente ao estado de equilíbrio. Este trabalho objetiva o desenvolvimento de uma abordagem de adsorção cinética para os processos de contaminação de solos no âmbito da Geotecnia por meio da proposta, validação e aplicação de um modelo cinético de adsorção e dessorção. O modelo desenvolvido é utilizado para ajustar resultados experimentais obtidos da literatura. São utilizados resultados de ensaios cinéticos de adsorção para diferentes concentrações iniciais em solução e resultados de ensaios de adsorção e dessorção referentes ao estado de equilíbrio. O ajuste é obtido por meio da calibração de três parâmetros de ajuste, que apresentam significado físico. Como resultado dos ajustes, tem-se que os parâmetros independem das condições iniciais de concentrações e do processo predominante (adsorção ou dessorção), desde que a histerese entre adsorção e dessorção não seja significativa. Adicionalmente, a abordagem proposta neste trabalho permite a obtenção de uma estimativa para a função do coeficiente de distribuição ao longo do tempo de contato para baixas concentrações. A validação do modelo desenvolvido indica vantagens em relação aos modelos utilizados tradicionalmente por permitir a interpretação dos ensaios de batelada para diferentes tempos de contato e concentrações iniciais utilizando- se os mesmos três parâmetros.