Microemulsões a base de óleos vegetais: formação, propriedades e emprego na descontaminação \' EX-SITU \' de Solo

• Main Author: Bragato, Marcia
• Other Authors: El Seoud, Omar Abdel Moneim Abou
• Format: Others
• Language: pt
• Published: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP 2000
• Subjects: Anfifílico; Anphiphilic; Decontamination of soils; Descontaninação de solo; Fenômenos de superfície; Micela; Micelle; Surface phenomena
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46135/tde-08122006-141853/

Nesta dissertação avaliou-se o uso de óleos vegetais na descontaminação \"ex-situ\" de solo contaminado por compostos policíclicos aromáticos (PAHs). O processo trata solo com microemulsão (µE) formada por água (A) /tensoativo não-iônico comercial (S) C9/11EO4 /\"óleo\" (O), sendo este ésteres metílicos dos óleos de coco (CME), babaçu (BME), e fração saturada (SME) e insaturada (LME) do azeite de dendê. Estudamos os diagramas de fase dos sistemas acima, em função de ? = O/(A+O) e ? = S/(S+A+O), em peso. Os sistemas pseudo- ternários foram estudados em função da temperatura, T para diferentes ? (? constante) e ? (? constante). Os diagramas de fase foram qualitativamente similares àqueles obtidos para sistemas com água /alcano /tensoativo não- iônico homogêneo. Eles apresentaram o assim chamado diagrama tipo \"peixe\". O \"corpo do peixe\" é trifásico enquanto que sua \"cauda\" é monofásica e isotrópica. As duas áreas se encontram na Temperatura de balanço hidrofílico- lipofílico, THLB (Schubert e Kaler, 1996). As principais diferenças obtidas entre os diagramas baseados em óleos vegetais e os de sistemas água/ alcano/ tensoativo não iônico homogêneo foram: a) Para T em função de ?, o diagrama tipo \"peixe\" é extremamente distorcido para cima, e seu \"corpo\" (área trifásica) é muito reduzido; b) Para T em função de ? (diagrama do \"canal\"), a fase isotrópica ocorre apenas para ? maior ou igual a 0,5. As microestruturas das monofases isotrópicas foram caracterizadas por reologia, difração de raios X e espalhamento quasi-elástico de luz (QELS). A baixa viscosidade e o comportamento Newtoniano destes líquidos mostraram que estes não contém cristais líquidos cúbicos. Esta conclusão foi corroborada por medidas de difração de raios X, que não apresentaram padrões de difração característicos de estruturas organizadas a longa distância. Os coeficientes de difusão das monofases foi medido por QELS. Isto indicou que as soluções monofásicas são compostas por µEs bicontínuas ou água/óleo (A/O), com THLB=37,5ºC para CME e BME e 42,5ºC para SME e LME, respectivamente. Testes indicaram que estrutura da µE, razão µE/solo, e tempo de contato são variáveis importantes na extração. A quantidade de µE deve ser suficiente para molhar toda a superfície do solo, sem causar redeposição dos PAHs. A melhor razão µE/solo foi 6. As µEs bicontínuas foram agentes descontaminantes mais eficientes que µEs A/O, provavelmente por dessorverem PAH do solo pelo decréscimo da tensão interfacial. A descontaminação pelas µEs bicontínuas foi 35% mais eficiente que a extração por tolueno em Soxhlet por 6h (?=0,5 e 0,6, tempo de contato 3h à THLB, razão µE/solo=6). O éster usado influencia principalmente a formação e estabilidade da µE. Depois da descontaminação, o solo foi lavado com água e sua biodisponibilidade foi avaliada pela medição da densidade de carga. Esta aumentou em 63%, 86%, 100% e 162% para as amostras que foram tratadas com µEs com CME, SME, LME e BME, respectivamente (µEs bicontínuas, ?=0,5 e ?=0,3). === In the present project, we were interested in assessing the use of Brazilian vegetable oils in the \"ex-situ\" decontamination of soils from polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). In this process, contaminated soil is treated with a microemulsion (µE) composed of water (W) /commercial non-ionic surfactant (S) C9/11EO4 /oil (O). The latter term refers to the methyl esters of coconut oil (CME), babaçu oil (BME), and the saturated (SME), and unsaturated (LME) fractions of palm oil. Phase diagram of the above mentioned systems were studied. We used weight fractions, ? = (O / W + O) e ? = (S / S + W + O). The pseudo-ternary systems were then studied as a function of temperature, at different ? (? constant) and ? (? constant). The phase diagrams were qualitatively similar to those previously obtained for systems of water/alkane/homogeneous non-ionic surfactant. These show the so-called \"fish\" type phase diagram. The fish \"body\" is triphasic whereas its \"tails\" is monophasic and isotropic. Both areas meet at the so-called hydrophilic-lipophilic temperature, THLB (Schubert and Kaler, 1996). The following are the main differences between the vegetable oil-based phase diagrams and those of homogeneous component systems: a) The fish diagram is severely skewed upward, and its body area is much reduced; b) In the temperature versus ? channel\" phase diagram; the monophasic region exists only at ? equal or above 0.5. The microstructures of the monophasic regions were studied by rheology, X ray diffraction, and quasi-elastic light scattering, QELS. The low viscosity and Newtonian behavior of these liquids shows that they do not contain cubic liquid crystals. This conclusion was corroborated by X ray diffraction measurements, which did not show diffraction patterns characteristic of systems of long-range structural order. The diffusion coefficients of the species involved were measured with QELS. These indicated that monophasic solutions are composed of bicontinuous and W/O microemulsions, whose THLB, is 37.5 ºC for CME, BME, and 42.5 ºC for SME and LME, respectively. The structure of the µE employed, µE/soil ratio, and contact time are important extraction variables. The amount of the µE should be sufficient to wet the surface of the soil, without causing PAHs redeposition. The optimum ratio was 6. Bicontinuous µEs were more efficient decontaminators than W/O microemulsions probably because they desorb PAH from soil by decreasing the associated interfacial tension. Decontamination by the former µEs was 35% more efficient than by hot toluene (6 hours, Soxhlet). After decontamination, the soil was washed with water, and its bioavailability assessed by measuring its charge density. Relative to the original soil, the charge density of decontaminated soil increased by 63%, 86%, 100% and 162%, for washed samples, which were decontaminated with µEs of CME, SME, LME and BME, respectively (µEs BI; ? = 0.5 e ? = 0.3).