No abstract

There is no enough information about metal transport parameters in residual soil. These soils are generally structured and still there is no answer to what happens with the contaminant transport parameters when an acid solution with metal percolates this material with different structure. The objective of this study was to determine the contaminant transport parameters for Cd, Ni, Cu and Zn metals in an acid multispecies solution to a residual soil from south Brazil with an undisturbed and remolded structure. Column tests were carried out to determine the k_d, R_d, D_h transport parameters. It was possible conclude that the magnitude of the k_d, R_d and D_h parameter did not vary significantly with the soil structure

Exposure of geomaterials to acid leachates may cause chemical species desorption, mineral dissolution, and metal leaching. This study seeks to understand the changes in the physicochemical composition of liquid extracts resulting from the exposure of four different geomaterials (uniform fine sand, basalt residual soil, kaolin, and bentonite) to a blank solution (distilled water) and sulfuric acid solutions at the concentrations of 0.01, and 1.00 mol/L. It was also investigated the relationship between alterations in both chemical and mineralogical constitutions of geomaterials. The elemental composition of the geomaterials was determined by X-ray fluorescence. In the liquid extracts, Na, Mg, Al, K, Ca, Fe, and Mn concentrations were obtained by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, as well as pH and electrical conductivity were evaluated. pH and electrical conductivity data showed that bentonite had buffering capacity until 0.01 mol/L concentration and higher ion dissolution with increasing acid concentration. Acidic attack by the 1.00 mol/L solution resulted in the solubilization of the constituent metals, corresponding to reductions in elemental composition and alterations in geomaterials mineralogy.

A percolação de líquidos químicos agressivos pode afetar a estrutura do solo devido a alterações na mineralogia e na floculação de partículas de argila. Com o tempo, essas consequências podem comprometer a funcionalidade dos materiais geotécnicos aplicados nos sistemas de revestimento de contenção de resíduos e levar à contaminação do solo e das águas subterrâneas. O objetivo deste estudo foi avaliar o comportamento da compressibilidade de geomateriais ensaiados com estrutura na umidade ótima, floculada e dispersa de compactação, quando submetidos à contaminação de soluções ácidas de pH 0, 2 e com água destilada. Caulim e uma mistura entre caulim e bentonita foram selecionados para testes de consolidação. Parâmetros de compressibilidade foram obtidos para avaliar a capacidade do solo e da mistura em suportar as deformações perante carregamento e descarregamento. Indiretamente, a condutividade hidráulica também foi obtida. Os resultados da literatura demonstram que concentrações de ácido extremamente altas (pH 1 ou menos) podem causar alterações na estrutura mineral, na mineralogia de argila e no pH do fluido nos poros, afetando as taxas de compressibilidade. Em meio ácido, a compressibilidade do solo diminuiu presumivelmente devido ao colapso da dupla camada difusa, ocasionando a redução na espessura. O acréscimo na concentração de ácido 0,01M e 1M, levou a uma diminuição do índice de compressão e do coeficiente de adensamento das amostras analisadas. A condutividade hidráulica reduziu com acréscimo da concentração de ácido.

A exposição de geomateriais à lixiviados ácidos pode provocar alterações em sua microestrutura em função da dissolução de metais, dessorção de espécies químicas e dissolução parcial de minerais. Modificações nas propriedades dos geomateriais expostos a condições de extrema acidez ainda necessitam de maiores investigações. Sendo assim, este trabalho avaliou a microestrutura de amostras de caulim submetidas à contaminação por ácido sulfúrico nas concentrações de 0,00 e 1,00 mol/L, em ensaios de batelada e de consolidação. As amostras ensaiadas foram caracterizadas por espectrometria de fluorescência de raios X, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. O contato com a solução ácida de 1,00 mol/L resultou na solubilização de alguns minerais constituintes do caulim, com perda de albita, bem como a formação de mineral sulfatado, corroborando o aumento do teor de óxido de enxofre. A morfologia das partículas do caulim não sofreu alterações decorrentes da exposição ao ácido sulfúrico.

RESUMOO descarte inadequado de resíduos sólidos industriais e de mineração tem causado ao longo dos anos, contaminação do solo e das águas subterrâneas, principalmente pelo vazamento de lixiviados ácidos. Neste contexto, o presente trabalho avaliou o comportamento hidráulico de um solo residual argiloso compactado, com e sem adição de cimento Portland (0% e 2%), para utilização em barreiras impermeáveis (liners) de fundo em aterros de resíduos sólidos industriais e de mineração, quando submetidos à percolação de soluções ácidas. Um equipamento de coluna modificado, de parede rígida, foi utilizado na determinação da condutividade hidráulica. Os corpos de prova, moldados com duas energias de compactação diferentes, Proctor normal e Proctor modificado, foram percolados inicialmente com água destilada, até o regime de fluxo permanente, e posteriormente com uma solução de ácido sulfúrico até um limite de 15 volumes de vazios. A solução ácida utilizada foi preparada com uma concentração volumétrica de 2%, com o intuito de simular uma drenagem ácida de mineração. A partir dos resultados obtidos, pode-se observar que o aumento do peso específico de compactação e uma maior porcentagem de cimento favorecem a redução da condutividade hidráulica, tanto na fase de percolação com água destilada como durante a percolação ácida. Palavras-Chave: Barreira Impermeável, Percolação ácida, Drenagem ácida de mineração, Ensaios de coluna, Condutividade hidráulica. ABSTRACTThe inappropriate disposal of industrial and mining solid waste has caused over the years both soil and groundwater contamination, mainly by the leaking of an acidic leachate. In this context, the present study evaluated the hydraulic behavior of a compacted clayey residual soil, with and without the addition of Portland cement (0 % and 2 %), for use in bottom barriers (liners) in industrial solid waste landfills and mining disposal facilities, when subjected to the percolation of acidic solutions. A modified rigid wall column apparatus was used to determine the hydraulic conductivity. The specimens, which were molded with two different compaction energies, standard Proctor and modified Proctor, were initially percolated with distilled water, until the steady flow regime was reached, and later with a solution of sulfuric acid to a limit of 15 volumes of voids. The acid solution used was prepared with a concentration of 2 % by volume, in order to simulate an acidic mining drainage. From the results, it can be seen that increasing the compaction specific unit weight and using a higher percentage of cement promote the reduction of the hydraulic conductivity, both during percolation with distilled water and during the acid leaching.