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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

http://www.ufjf.br/baccan

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...

7

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

8

• 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


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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


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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.


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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)


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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

https://www.youtube.com/watch?v=Pzx1M5aK-eY


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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.


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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

?


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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.


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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


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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


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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


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.

Voltando ao lixo urbano

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Lixo coletado

Compostagem

Aterros sanitários

Reciclagem

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

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

http://www.mma.gov.br/mma-em-numeros/residuos-solidos

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.







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