QUI 106 Química Analítica Ambiental (2017/1)
Departamento de Química
www.ufjf.br/baccan
Aula 9: Química dos Solos e Sedimentos (Parte 2)
Resíduos perigosos e resíduo sólido urbano
Estagiária: Náira da S. C. Almeida
Prof. Rafael A. de Sousa
Juiz de Fora, 31 de maio de 2017
Relembrando...
SOLO
Sólidos
Gases
Líquidos
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Composição/proporção não é fixa!
Algumas substâncias podem CONTAMINAR o solo
”RESÍDUOS PERIGOSOS”
POLUIÇÃO AMBIENTAL
Resíduos Perigosos
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São substâncias tóxicas que “podem causar prejuízos à saúde das pessoas ou dos seres vivos, ao entrar em contato com seus organismos”
“Metais pesados”
Organoclorados
Outras substâncias
-Inflamáveis- Corrosivas- Reativas- Radioativas
- Produtos comerciais e/ou industriais- Subprodutos da sua fabricação
Resíduos Perigosos-Classificação Geral (DL50)
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DL50 é a dose letal que causa a morte de 50% de uma população de organismos expostos, em condições experimentais definidas:
ClassificaçãoDL50 oral
ratos(mg/kg)
DL50 cutânearatos/coelhos
(mg/kg)
DL50 inalaçãoratos(mg/m3)
Muito tóxico < 25 <50 < 0,5
Tóxicos 25 - 200 50 - 400 0,5 - 2
Nocivos 200 - 2000 400 - 2000 2 - 20
Resíduos Perigosos-Toxicologia
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Existem diferentes vias de acesso de uma substância ao organismo:
INALAÇÃO: absorção através do trato respiratório - Gases tóxicos
ABSORÇÃO CUTÂNEA: absorção através da pele - Contato físico
INGESTÃO: absorção através do trato digestivo - Alimentos, bebidas e medicamentos
INJEÇÃO: evento acidental com objetos pontiagudos - Contato físico acidental
Os efeitos tóxicos podem ser variados e são classificados em EFEITO AGUDO e EFEITO CRÔNICO ou CUMULATIVO
Resíduos Perigosos-Toxicologia
EFEITO CRÔNICO
• Exposição prolongada ou repetida (duração de dias, meses ou anos).
Os sintomas podem não aparecer imediatamente...
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EFEITO AGUDO
Absorção rápida de uma substância devido a uma “dose” única ou exposição em um período < 24h
Ex: CO (g) e HCN (g)“Metais pesados” (Ba, Cd, Cr, Pb, Hg, Ag), As, Se Pesticidas
Resíduos Perigosos-Classificação
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• Representam um perigo para saúde humana ou para o meio ambiente, quando gerenciados inadequadamente.
Inflamáveis Reativas Corrosivas Radioativas
Ensaios devem ser utilizados para
determinar se um resíduo exibe qualquer
características perigosa.
Sinalização de Segurança
Resíduos Perigosos-Classificação
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Inflamáveis
Queimam facilmente apresentando risco de incêndios. Sub-classes “inflamáveis”, combustíveis e pirofóricos
LÍQUIDO INFLAMÁVEL
Ponto de ignição inferior à 60,5 oCEx: butano (-60 oC), tolueno (4 oC), metanol (12 oC)
Para lembrar...“Ponto de ignição” é a menor temperatura em que o vapor de umasubstância entra em combustão quando exposto a uma chama
Resíduos Perigosos-Classificação
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Inflamáveis
COMBUSTÍVEIS• Substâncias com ponto de ignição entre 60 a 93,3 °C
São aqueles que atuam como agentes redutores de uma chama(acetileno).
Substâncias de caráter oxidante: Ozônio, óxido nitroso Halogênios na forma diatômica (Cl2, Br2) Substâncias que contêm cloratos e o perclorato de amônio
Reagem com madeira, papelManipulações a frio e/ou com soluções diluídas...
Dicromato de sódio e permanganato de potássio
Sua manipulação deve ser a frio e/ou com soluções diluídas.
Resíduos Perigosos-Classificação
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Inflamáveis
PIROFÓRICAS
Substâncias que se inflamam espontaneamente.
Pós muito finos quando em situação de atrito são um exemplo
(sulfeto de ferro (II), metais alcalinos e urânio finamente divididos)
Resíduos Perigosos-Classificação
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Reativas
Substâncias que participam de reações violentas, que podem ocorrer inclusive entre moléculas do mesmo tipo (extremidade oxidante x extremidade redutora).
Exemplos:
- Explosivos (TNT) e nitroglicerina
- Metais alcalinos (ao reagirem com água)
- Compostos que originam gases venenosos ao reagirem comsoluções ácidas ou básicas (cianetos e sulfetos)
Câmaras de gás (II Guerra Mundial): morte em 20 minutos
Na(s)+ H2O(l) Na+(aq) + OH-
(aq)+ H2 (g)
https://www.youtube.com/watch?v=Pzx1M5aK-eY
Resíduos Perigosos-Classificação
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Corrosivas
Substâncias que “deterioram” os materiais com os quais entram em contato (inclusive tecidos biológicos)
Estão incluídos resíduos capazes de corroer aço a taxa ≥ 0,635 cm/ano (armazenamento!)
Tendem a reagir com outros resíduos, lixiviar metais... Se chegarem aos cursos d’água tem efeito devastador nos habitats aquáticos.
Em sua maioria são ácidos e bases fortes Exemplos:- H2SO4 (cujo produto de reação SO2 também é tóxico)- HF (deve ser armazenado em teflon, penetra a pele chegando a dissolver os ossos)- HNO3
- Hidróxidos de sódio e potássio.
Resíduos Perigosos-Classificação
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Radioativas
São os “núcleos” que emitem partículas α, β ou radiação γ e que contaminam o ambiente devido àsatividades de extração mineral e uso nas indústrias nucleares (principalmente) e na medicina.
Estima-se que de 10 - 20% das necessidades mundiais de energia elétrica
seja proveniente de FONTES NUCLEARES
Exemplos:
- 235U Isótopo radioativo do 238U, bastante empregado como “matéria-prima”
- 142Ba e 91Kr Isótopos gerados na fissão nuclear do 235U
- 239U, 239Np e 239Pu Isótopos gerados como subprodutos da fissão nuclear do 235U
?
Resíduos Perigosos-Classificação
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Radioativas
BRASIL30 anos!
13 de setembro de 1987, dois sucateiros encontraram nas ruínas do antigo Instituto Goiano de Radioterapia (Goiânia) um equipamento contendo o isótopo, que acabou exposto quando abriram o equipamento. Oficialmente, 4 pessoas morreram, mas o número de vítimas contaminadas ainda gera discussão!
Resíduos Perigosos
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Os resíduos perigosos podem
contaminar não só o solo, mas também os demais ambientes da
biosfera.Volatilização de contaminantes: o problema dacontaminação ambiental não é eliminado, apenas étransferido para outro ambiente podendo retornar ao solo.
Fazer uso e disposição conscientes das substâncias químicas !
Remediar ambientes contaminados é possível mas não é uma tarefa fácil!
Envolve também a gestão do LIXO urbano
LIXO urbano
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“LIXÕES” - Que materiais estão contidos nesses “sacos de lixo”?
- Existe algum risco de contaminação dos animais que vivem neste ambiente?
- E das pessoas (os catadores de lixo)?
PROIBIDOS POR LEI!
LIXO urbano
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1) Esses materiais podem conter substâncias perigosas e que podem contaminar aágua e o solo, bem como atrair animais, os quais podem originar outrosproblemas
2) Um exemplo de substância perigosa, são aquelas provenientes de hospitais eclínicas médicas (risco biológico e/ou radioativo)
Este tipo de rejeito não deve ser descartado em lixões!
Lixo hospitalar: deve ser incinerado ou tratado em autoclave, pois causa proliferação de doenças. Decomposição da matéria orgânica biodegradável gera gases, poluindo o ar. Chorume contamina o lençol freático
LIXO urbano
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Além de contaminações microbiológicas,
animais atraídos por “lixões” podem trazer
outros problemas...
http://www.jornalacidade.com.br/editorias/cidades/2011/07/18/mp-investiga-lixao-perto-do-aeroporto-leite-lopes.html12
LIXO urbano: resíduo ou rejeito?
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Resíduo não é sinônimo de Rejeito ...
(Lei 12305, de 2 de agosto de 2010)
Resíduos: qualquer material que sobra de um processo de produção, transformação, extraçãode recursos naturais, execução ou consumo de produtos e serviços que podem serreaproveitados ou tratados.
Rejeitos: depois de ter se esgotado todas as possibilidades de tratamento e recuperação, nãoapresentam outra possibilidade senão a disposição final ambientalmente adequada.
LIXO urbano: resíduo ou rejeito?
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(Lei 12305, de 2 de agosto de 2010)
Institui políticas de gestão para resíduos sólidos
Estabelece responsabilidades sobre geração e gerenciamento
de resíduos
- Saúde pública- Preservação do ambiente- Sustentabilidade
Ficam extintos os lixões Obrigatoriedade da Coleta Seletiva Para os aterros devem ir apenas os rejeitos
LIXO urbano: resíduo ou rejeito?
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(Lei 12305, de 2 de agosto de 2010) : o que esperar?
Readequação das atividades industriais em relação ao destino dos resíduos sólidos (Diminuição de impactos);
Crescimento (e desenvolvimento) das atividades industriais de reciclagem;(Atividades econômicas “novas”)
- Viabilização de tecnologias para reaproveitamento de resíduos
- Viabilização de mercados para itens reciclados
Estímulo a organizações de catadores de resíduos, gerando inclusão sócio-econômica.
Política Nacional deResíduos Sólidos (PNRS)
https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12305.htm
Resíduos Sólidos: classificação segundo ABNT
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1. Resíduos domiciliares (provenientes das residências)
2. Resíduos de limpeza urbana (varrição e outros serviços de limpeza urbana)
3. Resíduos sólidos urbanos (“A” + “B”)
4. Resíduos de estabelecimentos comerciais e prestadores de serviços
5. Resíduos dos serviços de saneamento básico (não englobam “C”)
6. Resíduos industriais (provenientes dos processos produtivos e indústrias)
7. Resíduos dos serviços de saúde (gerados nos serviços de saúde)
8. Resíduos da construção civil (construções civis e nas etapas de preparação)
9. Resíduos agrossilvopastoris (gerados nas atividades agropecuárias e silviculturais)
10. Resíduos de serviços de transporte (serviços de transporte e passagem em fronteira)
11.Resíduos de mineração (gerados nas atividades de pesquisa, extração e benecifiamento de minérios)
ORIGEM
Resíduos Sólidos: classificação segundo ABNT
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RESÍDUO CLASSE I São os resíduos perigosos
- Apresentam risco à saúde pública ou à qualidade ambiental- Materiais que apresentem pelo menos uma das seguintes características:
- Inflamabilidade- Corrosividade- Alta reatividade- Toxicidade (carcinogenicidade, teratogenicidade e mutagenicidade)- Patogenicidade
PERICULOSIDADEClasse I
Classe II
Resíduos Sólidos: classificação segundo ABNT
RESÍDUO CLASSE II B
São os resíduos “inertes”
-Não se solubilizam o suficiente em água e não alteram parâmetros de potabilidade da água (aspecto, cor,
turbidez, dureza e sabor), quando nas seguintes condições:
- Temperatura ambiente
- Contato dinâmico e estático com água (destilada ou deionizada)
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RESÍDUO CLASSE II A
São materiais não perigososporém não inertes
-Não se enquadram nascaracterísticas da Classe I
-Podem ter propriedades tais como:- Biodegradabilidade- “Combustibilidade”- Solubilidade em água
Voltando ao lixo urbano
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Contexto geral: LIXO URBANO é um resíduo ...
- O tempo que muitos materiais levam para se degradarem naturalmente.
- A quantidade de lixo produzida é maior que a capacidade de degradação dos microorganismos
decompositores.
Fração Orgânica: aproveitamento
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Compostagem
É viável e obrigatória (Lei 12305/10)
Corresponde a cerca de 50 % m/m do resíduo sólido urbano; sendo constituído por sobras dealimentos, cascas de frutas e legumes, verduras e podas de arborização e gramados.
1) A fração orgânica do lixo é misturada, primeiramente, com terrapara início do processo, que é natural e pode ocorrer em ambienteaberto ou fechado
os microorganismos que “transformam” a fração orgânica em húmus já estão, naturalmente, no solo.
Processo lento e pode durar até 90 dias.
Pode ser dividido em várias fases, sendo duas principais
Fase 1 (Digestão ou bioestabilização):
Ocorre uma decomposição do material orgânico por microorganismos aeróbios e que pode serconsiderado um processo de fermentação
Como resultado desse processo (no qual as reações são exotérmicas), a temperatura doresíduo aumenta e pode chegar em até 60 0C
Assim, quando “todo” o material orgânico já tiver sido transformado, a temperaturacomeça a cair e inicia-se a “fase 2”
Fase 2 (Maturação ou cura):
Os compostos transformados pelos microorganismos na “fase 1” sofrem outras alteraçõesquímicas até a formação do húmus e a desmineralização da matéria orgânica
Ao final deste processo a temperatura diminui e chega à temperatura ambiente
Fração Orgânica: aproveitamento
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Aterros Sanitários
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O fundo não pode ficar a menos de 2 metros do lençol freático.
Deve ser localizado a pelo menos 200 m de qualquer curso d’água.
Na construção, o local tem seu solo impermeabilizado (argila + lonasplásticas).
A quantidade de material que entra é controlada (balança).
Os gases liberados durante a decomposição são captados e podemser queimados (purificação do ar ou usados na produção de energia)
ATERROs: Instalações projetadas para dispor resíduos sólidos de modo ambientalmente seguro
Valores para implantaçãoAterro de pequeno porte
• 100 t/dia• 5,2 milhões.
Aterro de médio porte• 800 t/dia• 18,4 milhões.
Aterro de grande porte• 2.000 t/dia• 36,2 milhões.
Aterros Sanitários
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Impermeabilização do solo (argila e lonaplástica) para evitar infiltração dos líquidospercolados no solo.
A quantidade de lixo depositado écontrolada. Os gases liberados durante adecomposição são captados (queimados comsistema de purificação de ar ou utilizadoscomo fonte de energia).
A maior parte dos aterros que esgotam suacapacidade dá origem a áreas verdes. Gasescontinuam sendo gerados (cerca de 15 anos)não se recomenda que o terreno seja usadopara construções
Custos da instalação dos aterros sanitários
10%5% 85%
http://caroldaemon.blogspot.com.br/2010/06/como-funciona-um-
aterro-sanitario.html
Incineradores
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Grandes fornos onde o lixo é queimado
Volume reduzido a 85%. Sem risco de poluição as águas subterrâneas. Calor produzido pode ser usado como fonte de energia (países europeus e EUA). Cinza é encaminhada a aterros sanitários (na ausência de substâncias perigosas).
Gases estufa
Processo caro e demorado Porém necessário para o lixo hospitalar
(mata organismos causadores de doenças).
Outros dados do MMA
33 http://www.mma.gov.br/mma-em-numeros/residuos-solidos
Em 2015, no Brasil:
Com coleta seletiva Sem coleta seletiva
Pontos Chave
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O LIXO URBANO é um problema ambiental O volume de resíduos sólidos é muito elevado.
Substâncias químicas perigosas podem contaminar o solo, a água e o ar.
A presença de animais que vivem e se multiplicam nos lixões favorece a proliferação de doenças entre as pessoas.
A COMPOSTAGEM é uma destinação adequada para a fração “orgânica” do lixo: o material resultante, não polui o meio e pode ser usado como adubo orgânico.
O lixo deve ser disposto em aterros e não em lixões (legislação). PROIBIDOS POR LEI!
Referências
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Baird, C. Química Ambiental, 2ª Ed, Bookman, 1999.
Nascentes, C. C.; Costa, L. M. Química Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais, 2011.
Plano Nacional de Resíduos Sólidos, Lei no 12305 de 2 de agosto de 2010.
http://www.mma.gov.br/mma-em-numeros/residuos-solidos
http://caroldaemon.blogspot.com.br/2010/06/como-funciona-um-aterro-sanitario.html
https://www.planalto.gov.br/ccivil_03/_ato2007-2010/2010/lei/l12305.htm