Construction, instrumentation and monitoring of a lysimeter in situ for evaluation of the biodegradation of benzene and tolueno in residual soil of gneiss

Inúmeras vantagens sócio-econômicas estão associadas à indústria do petróleo, porém, não se podem desprezar os problemas advindos dos muitos acidentes que podem ocorrer em alguma etapa da produção dessa indústria e que podem levar à contaminação do meio ambiente por hidrocarbonetos. Essa contaminação está, muitas vezes, relacionada a pequenos e contínuos vazamentos dos tanques de estocagem de combustíveis em postos de abastecimento. Além dos danos ao meio ambiente, a presença de hidrocarbonetos no subsolo merece particular atenção quando acontece em zonas urbanas, já que constitui um risco para a população. A gasolina, por ser pouco solúvel em água, quando derramada, permanece inicialmente no subsolo como líquido de fase não aquosa. Em contato com a água do solo, os constituintes aromáticos, dentre os de maior interesse os BTEX, se dissolvem parcialmente sendo os primeiros contaminantes a atingir o lençol freático. Pesquisas indicam a degradação biológica como sendo o principal mecanismo para a minimização das características tóxicas desses poluentes. Essa dissertação teve como objetivos a construção, instrumentação e monitoramento de um bloco retangular de solo residual de gnaisse indeformado, de grandes dimensões, submetido a fluxo horizontal de uma solução composta por água, benzeno e tolueno, para que se avaliasse a biodegradação desses compostos. Com base nos resultados de análises por cromatografia gasosa, em amostras da solução coletadas em pontos de monitoramento pré-estabelecidos do bloco, pode-se observar um decaimento nas concentrações dos compostos ao longo do tempo. Em amostras de solo foi possível verificar, por extração, a retenção dos compostos e também a existência de atividade microbiana degradadora. Estes resultados indicam a ocorrência da biodegradação dos compostos benzeno e tolueno.Numerous socio-economic benefits are associated with the oil industry, however, one cannot neglect the problems which result from many accidents that can occur at any stage of production and lead to environmental contamination by hydrocarbons. This contamination is often related to small and continuous leaks from fuel storage tanks at service stations. Besides the damage to the environment, the presence of hydrocarbons in the subsurface deserves particular attention when it happens in urban areas, since it constitutes a risk to the population. Gasoline, by being slightly soluble in water, when spilled, initially remains underground as non-aqueous liquid phase. In contact with water in soil, the aromatic constituents, among the most interesting BTEX, partially dissolve, being the first contaminants to reach the groundwater. Research indicates biological degradation as the main mechanism for minimizing the toxic characteristics of these pollutants. This thesis aimed to the construction, instrumentation and monitoring of a large rectangular block of undisturbed residual gneissic soil, subjected to horizontal flow of a solution composed of water, benzene and toluene, in order to assess the biodegradation of these compounds. Based on the results of analysis by gas chromatography on samples of solution collected from pre-established monitoring points in the block, one can observe a decay in the concentrations of the compounds over time. It was possible to verify by extraction in soil samples, the retention of compounds and also the existence of microbial degrader activity. The results indicate the occurrence of biodegradation of compounds benzene and toluene.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio