Antes de começar a sua leitura, você sabia que a Waterloo foi pioneira no Brasil na aplicação dessa técnica? Sim, é verdade, e temos muito orgulho disso.
Aqui na Waterloo, a Inovação está no DNA, afinal, o nosso compromisso sempre será com o sucesso do seu processo.
Boa leitura.
O que é:
A Eletrocinese é uma técnica de remediação “in situ” que trata a contaminação de solo e água subterrânea usando uma diferença de potencial entre eletrodos para criar um campo elétrico. Isso desencadeia processos como eletromigração, eletroosmose e eletroforese, além de reações de oxidação e redução. Essa abordagem é eficaz para remover contaminantes em solos argilosos ou siltosos, abrangendo metais e compostos orgânicos clorados.
Eletromigração
Especificamente, sobre a eletromigração, é importante explicar que ela consiste no mecanismo primário da eletrorremediação, quando os contaminantes são iônicos, propiciando o transporte e mobilização de espécies, carregadas através da atração exercida por um eletrodo de carga oposta. Cada espécie iônica possui uma mobilidade distinta em certo meio, que vai influenciar na velocidade de migração com que o íon vai até o eletrodo.
Eletroosmose
Já a eletroosmose, ocorre quando um potencial elétrico é aplicado através de uma massa de solo úmido ou saturado, atraindo cátions para o catodo e ânions para o anodo. Como os íons migram, eles carreiam suas águas de hidratação exercendo um arraste viscoso na água que está em sua volta. Desde que haja mais cátions do que ânions num solo contendo partículas de argila carregadas negativamente, há uma rede de fluxo de água em direção ao catodo, sendo este fluxo denominado eletroosmose. A eletroosmose é o processo responsável pelo transporte dos compostos orgânicos.
Eletroforese
Sobre a eletroforese, tratasse do transporte pelo campo elétrico das partículas que adquirem carga, migrando para o polo de carga oposta à sua carga.
Eletrólise
Além disto, ocorre a eletrólise, resultando em reações de oxirredução não espontânea as quais são produzidas pela passagem de corrente elétrica. As reações de oxidação ocorrem no anodo e as reações de redução no cátodo. Os eletrodos utilizados devem ser inertes como platina ou grafite, uma vez que eletrodos de outros materiais podem sofrer corrosão. A eletrólise da água gera hidróxido e desprende hidrogênio no cátodo, e no ânodo há formação de oxigênio e cátions de hidrogênio.
4 H2O + 4 e- → 2 H2 ↑ + 4 OH- | Redução – Cátodo
2 H2O → O2 ↑ + 4 H+ + 4 e- | Oxidação – ânodo
A Tabela 1, abaixo apresenta os processos eletroquímicos que ocorrem durante a Remediação Ambiental por Eletrocinese.
Tabela 1: Processos eletroquímicos que ocorrem na eletrocinese.
No caso do tratamento de contaminações por metais, pode ocorrer precipitação de óxidos e hidróxidos ou a sua redução no cátodo. A redução dos metais compete com a eletrólise da água, assim, será reduzida mais facilmente a espécie que apresentar potencial de oxirredução mais favorável e estiver em maior concentração.
A aplicação da eletrocinese também provocará a migração dos VOC’s na direção do cátodo, portanto, espera-se que em um primeiro momento, a região do cátodo apresente as maiores concentrações de VOC’s, para depois sofrerem os processos de degradação em cada tipo de eletrodo.
Os clorados são degradados (decloração redutiva) no ânodo, sendo este processo favorecido pela frente ácida gerada no mesmo, no entanto, também podem ser degradados através de eliminação básica no catodo, conforme reações apresentadas abaixo:
Decloração Redutiva
- Tricloroeteno (TCE- C2HCl3)
C2HCl3 + 2 e- + H+ → C2H2Cl2 + Cl-
- Trans + Cis 1,2 Dicloroeteno (C2H2Cl2)
C2H2Cl2 + 2 e- + H+ → C2H3Cl + Cl-
- Cloreto de Vinila (CV – C2H3Cl)
C2H3Cl + 2 e- + H+ → C2H4 + Cl-
Eliminação Básica
- 1,1,1 Tricloroetano (TCA – C2H2Cl3)
C2H2Cl3 + OH- → C2H2Cl2 + Cl- + H2O
- Cloreto de Vinila (C2H3Cl)
C2H3Cl + OH- → C2H4O+ Cl-
O Cloreto, resultante da redução dos compostos orgânicos clorados e também presente naturalmente no solo, pode ser reduzido havendo liberação de gás cloro. Esse processo ocorre mais lentamente em meio básico, pois são formados oxiânions de cloro (hipoclorito e clorato) que permanecem dissolvidos. Em meio ácido, pode ocorrer à formação de ácido clorídrico. Destaca-se que o cloro liberado pode atuar como oxidante e auxiliar na degradação dos compostos orgânicos.
- Formação de Hipoclorito
Cl2 + 2OH- → ClO- + H2O
- Formação de Clorato
3 Cl2 + 6OH- → 2 ClO3- + 4 Cl- + 3H2O
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