5 Conclusões e Sugestões - DBD PUC-Rio

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Conclusões e Sugestões
5.1.
Conclusões
Foi incorporado satisfatoriamente o modelo de reação cinética de Monod
multiplicativo no módulo de reação cinético definido pelo usuário FEMATHED
dentro do programa FEFLOW 6.1. O modelo foi utilizado para avaliar os efeitos
do etanol sobre o alongamento da pluma de contaminação bem como verificar o
comportamento da população bacteriana. Compararam-se favoravelmente os
resultados simulados com os exemplos avaliados por Gomez (2007) no programa
MODFLOW/RT3D/GSIM.
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O rápido esgotamento do receptor de elétrons (oxigênio) foi o mais influente
nos mecanismos de alongamento da contaminação. O esgotamento do oxigênio
causou que os modelos simulados se tornassem um meio anaeróbio que favoreceu
a biodegradação dos substratos em estudo (benzeno e etanol).
As simulações onde esteve presente o etanol, como no cenário 1 (verificação
e validação do modelo) e cenário 3 (aplicação do modelo em lisímetro),
resultaram um maior aumento das populações bacteriana degradadoras do etanol;
por conseguinte, as populações bacterianas degradadoras do benzeno diminuiu.
No ponto de observação equidistante e próximo à zona de contaminação na
coluna; o benzeno atinge uma concentração mínima de 283 mg/L, que é menor
que no bloco de solo in situ que atinge uma concentração mínima de 193 mg/L.
Isto pode ser devido à direção do fluxo do contaminante (na coluna é vertical
contrario à gravidade e no bloco de solo in situ é horizontal), o comprimento das
dimensões dos modelos e os microrganismos existentes no solo.
Na modelagem da coluna de solo misturada com benzeno; a concentração
do benzeno no topo foi de 217,42 mg/L. Na modelagem em presença do etanol, ou
seja, na mistura de benzeno/etanol, obteve-se uma concentração do benzeno no
topo de 276,90 mg/L. Nas modelagens com mistura benzeno/etanol, os substratos
foram degradados proporcionalmente, fazendo que o benzeno tenha um maior
comprimento da pluma, ocasionado pela baixa biodegradação.
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Nas diferentes modelagens realizadas mostrou-se, que em todos os modelos
simulados houve aumento considerável nas concentrações de bactérias anaeróbias.
Este aumento indica que está ocorrendo atenuação natural, fato este esperado,
tendo em vista que todo o oxigênio disponível foi consumido.
Na modelagem do cenário 1 (verificação e validação do modelo), na
simulação com benzeno, a população de bactérias anaeróbias totais teve uma
concentração máxima de 0,0085 mg/L; quando se agregou o etanol, a população
de bactérias anaeróbias totais aumentou a uma concentração máxima de 0,0115
mg/L. Assim mesmo, na modelagem do cenário 3 (exemplos de aplicação nas
colunas), quando se simulou com benzeno, a população de bactérias anaeróbias
totais teve uma concentração máxima de 53 mg/L, e quando se agregou o etanol a
população de bactérias anaeróbias totais aumentou a uma concentração máxima
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de 575 mg/L. Portanto, o cenário 3 é um meio mais anaeróbio que o cenário 1,
devido a que forneceu-se uma alta concentração de etanol (3150 mg/L) e benzeno
(305 mg/L). Além disso, o etanol faz aumentar o crescimento de bactérias
degradadoras do benzeno, diminuindo o comprimento da pluma do benzeno.
As
concentrações
de
etanol
e
oxigênio
dissolvido
diminuíram
significativamente, nos casos onde atuaram todas as bactérias e nas áreas
próximas à zona de contaminação (onde foram detectadas as maiores
concentrações de hidrocarbonetos). As observações indicam que o etanol presente
está sendo biodegradação aerobiamente, consumindo assim o oxigênio disponível
e transformando o meio em um sistema anaeróbico.
Nos resultados obtidos das simulações, onde se forneceu constantemente o
etanol, demonstram que o etanol degradou mais em relação ao benzeno;
consumindo o oxigênio, fazendo aumentar a concentração de bactérias anaeróbias.
As populações microbianas atingiram na zona de origem de contaminação,
valores de estado estacionário muito rápido, que variaram três cenários simulados;
no caso da coluna de solo foi em 4-6 dias aproximadamente.
O Modelo Cinético de Monod incorporado, não representou todos os
aspectos observados no experimento; o aumento das concentrações de bactérias
foi manipulado para tentar reproduzir o gráfico de degradação do benzeno no
bloco de solo in situ.
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5.2.
Sugestões para pesquisas futuras
Tendo algumas dificuldades encontradas na modelagem nos cenários
simulados, são propostas as seguintes sugestões:
1) Devido à complexidade de encontrar os valores dos parâmetros de Monod,
requer-se fazer uma análise de sensibilidade dos parâmetros, para representar
melhor os aspectos observados nos experimentos. Outra alternativa seria tentar
encontrá-los por meio de ensaios in situ ou em laboratório.
2) Fazer o modelamento do mesmo solo e compará-lo com ensaios de laboratório
(análises químicos e biológicos), comparando os resultados de biodegradação
do contaminante e crescimento bacteriano. Com os resultados obtidos, podemse determinar os ajustes necessários no modelo ou nos parâmetros do modelo.
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3) Devido à importância das populações de bactérias aeróbias e anaeróbias para a
atenuação natural, sugere-se encontrar a concentração bacteriana em diversos
tipos de solo in situ.