química dos solos -- parte iimica-dos... · 2013-08-14 · aula 10 química dos solos --parte ii...

Aula 10

Química dos Solos Química dos Solos -- Parte IIParte II

Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)

Instituto de Ciências Exatas

Departamento de Química

QUI106 - Química Analítica Ambiental

Química dos Solos Química dos Solos -- Parte IIParte II

-- RResíduos perigosos esíduos perigosos –– definição e característicasdefinição e características

-- Contaminantes dos solosContaminantes dos solos

Prof. Rafael Arromba de Sousa

Juiz de Fora, 20131

APRESENTAÇÃO

EstaEsta aulaaula versaráversará sobresobre osos tipostipos dede SUBSTÂNCIASSUBSTÂNCIAS QUEQUE PODEMPODEMCONTAMINARCONTAMINAR osos solos,solos, dasdas quaisquais muitasmuitas fazemfazem parteparte dosdos chamadoschamados“resíduos“resíduos perigosos”perigosos”

ParaPara situarsituar esteeste assunto,assunto, valevale lembrarlembrar queque::

11)) OO solosolo éé compostocomposto porpor sólidossólidos,, líquidoslíquidos ee gasesgases11)) OO solosolo éé compostocomposto porpor sólidossólidos,, líquidoslíquidos ee gasesgases

22)) AA proporçãoproporção ee composiçãocomposição dessasdessas fasesfases nãonão éé fixafixa

NesseNesse sentido,sentido, osos contaminantescontaminantes sãosão asas substânciassubstâncias queque geralmentegeralmente nãonãofazemfazem parteparte dodo solosolo ouou queque nãonão ocorremocorrem emem teoresteores elevadoselevados

AsAs substânciassubstâncias contaminantescontaminantes chegamchegam aoao solosolo comocomo consequênciaconsequênciadada POLUIÇÃOPOLUIÇÃO AMBIENTALAMBIENTAL

RESÍDUOS PERIGOSOS

São São substâncias tóxicas substâncias tóxicas que “podem causar que “podem causar prejuízos à saúde prejuízos à saúde das das pessoas pessoas ou dos ou dos seres vivosseres vivos, ao entrar em contato com seus , ao entrar em contato com seus

organismos”organismos”

-- “Metais“Metais pesados”pesados”JáJá abordadasabordadas emem AulasAulas anterioresanteriores

-- OrganocloradosOrganoclorados

-- OutrasOutras substâncias,substâncias, queque podempodem serser classificadasclassificadas comocomo::

- Inflamáveis- Corrosivas- Reativas- Radioativas

JáJá abordadasabordadas emem AulasAulas anterioresanteriores

-- ProdutosProdutos comerciaiscomerciais-- SubprodutosSubprodutos dada suasua fabricaçãofabricação

RESÍDUOS PERIGOSOS

Vários Vários tipostipos de substâncias podem ser tóxicas ao homem e ao de substâncias podem ser tóxicas ao homem e ao ambienteambiente

ClassificaçãoClassificação Geral em relação ao DLDL5050(parâmetro biológico)(parâmetro biológico)

DLDL5050

ÉÉ aa Dose Letal queque causacausa aa mortemorte dede 50% dede umauma populaçãopopulaçãoÉÉ aa Dose Letal queque causacausa aa mortemorte dede 50% dede umauma populaçãopopulaçãodede organismosorganismos expostos,expostos, emem condiçõescondições experimentaisexperimentais definidasdefinidas::

DL50 oral

ratos

(mg/kg)

DL50 cutânea

ratosratos/coelhoscoelhos

(mg/kg)

DL50 inalação

ratos

(mg/m3)

Muito tóxico < 25< 25 <50<50 < 0,5< 0,5

Tóxicos 25 25 -- 200200 50 50 -- 400400 0,5 0,5 -- 22

Nocivos 200 200 -- 20002000 400 400 -- 20002000 2 2 -- 2020

RESÍDUOS PERIGOSOS

Vários Vários tipostipos de substâncias podem ser tóxicas ao homem e ao ambientede substâncias podem ser tóxicas ao homem e ao ambiente

Vias de acesso de uma substância tóxica ao organismo

�� INALAÇÃOINALAÇÃO:: absorçãoabsorção atravésatravés dodo tratotrato respiratóriorespiratório (gases(gases tóxicostóxicos

�� ABSORÇÃOABSORÇÃO CUTÂNEACUTÂNEA:: absorçãoabsorção atravésatravés dada pelepele((contatocontato físicofísico))((contatocontato físicofísico))

�� INGESTÃOINGESTÃO:: absorçãoabsorção atravésatravés dodo tratotrato digestivodigestivo((alimentosalimentos,, bebidasbebidas ee medicamentosmedicamentos))

�� INJEÇÃOINJEÇÃO:: eventoevento acidentalacidental comcom objetosobjetos pontiagudospontiagudos((contatocontato físicofísico acidentalacidental))

Os efeitos tóxicos podem ser variados e são classificados em Os efeitos tóxicos podem ser variados e são classificados em EFEITO AGUDO e EFEITO CRÔNICO ou CUMULATIVOEFEITO AGUDO e EFEITO CRÔNICO ou CUMULATIVO

RESÍDUOS PERIGOSOS

Os efeitos tóxicos podem ser variados e são classificados em Os efeitos tóxicos podem ser variados e são classificados em EFEITO AGUDO e EFEITO CRÔNICO ou CUMULATIVOEFEITO AGUDO e EFEITO CRÔNICO ou CUMULATIVO

� EFEITO AGUDO

ÉÉ aqueleaquele causadocausado pelapela absorçãoabsorção rápidarápida dede umauma substânciasubstância devidodevido aaumauma “dose”“dose” únicaúnica ouou exposiçãoexposição emem umum períodoperíodo << 2424hh

ExEx:: CO (g) ee HCN (g)ExEx:: CO (g) ee HCN (g)

� EFEITO CRÔNICO ou CUMULATIVO

ÉÉ aqueleaquele causadocausado porpor umauma exposiçãoexposição prolongadaprolongada ouou repetidarepetida(duração(duração dede dias,dias, mesesmeses ouou anos)anos)..

OsOs sintomassintomas podempodem nãonão apareceraparecer imediatamenteimediatamente..

ExEx:: EnvenenamentosEnvenenamentos porpor metais “pesados” ee pesticidas

RESÍDUOS PERIGOSOS

Ex dos efeitos da Intoxicação por Intoxicação por PbPb(metal “pesado”) ��

RESÍDUOS PERIGOSOS

AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS

SubstânciasSubstâncias inflamáveisinflamáveis

�� QueQue queimamqueimam facilmentefacilmente�� ClassificamClassificam--sese emem inflamáveis,, pirofóricas,, combustíveis

LÍQUIDOLÍQUIDO INFLAMÁVELINFLAMÁVEL

Ponto de ignição inferior à 6060,,55 oCEx: butanobutano (-60 oC), toluenotolueno (4 oC), metanolmetanol (12 oC)

ParaPara lembrarlembrar......“PontoPonto dede igniçãoignição” é a menor temperatura em que o vapor de uma substânciaentra em combustão quando exposto a uma chama

COMBUSTÍVEISCOMBUSTÍVEIS

Substâncias com ponto de ignição entre 60,5 – 93,3 oC

�São agentesagentes redutoresredutores de uma chama (O2 atua como agente oxidante)

� Outros agentes oxidantes importantes:


� Ozônio, óxido nitroso

� Halogênios na forma diatômica (ClCl22, BrBr22)

� Substâncias que contêm cloratos e o perclorato de amônio� Reagem com madeira, papel

� Manipulações a frio e/ou com soluções diluídas...

� Dicromato de sódio e permanganato de potássio

PIROFÓRICASPIROFÓRICAS

Substâncias que se inflamam espontaneamente. Pós muito finosquando em situação de atrito são um exemplo

Para evitar acidentes com substâncias inflamáveis


Dispor e tratar adequadamente os resíduos de agentes oxidantes

Possibilidade:

Diluição em água

agentes redutores moderadossolução de SO2 ou Fe2+

Tratamento da solução resultante

SUBSTÂNCIASSUBSTÂNCIAS REATIVASREATIVAS

Substâncias que participam de reações violentas, as quais podemocorrer entre moléculas dela mesma (extremidade oxidante x extremidaderedutora).

Exemplos


-- ExplosivosExplosivos ((TNT)) ee nitroglicerina

-- Metais alcalinos (ao(ao reagiremreagirem comcom água)água)

-- CompostosCompostos queque originamoriginam gasesgases venenososvenenosos aoao reagiramreagiram comcomsoluçõessoluções ácidasácidas ouou básicasbásicas ((cianetos ee sulfetos))

SUBSTÂNCIASSUBSTÂNCIAS CORROSIVASCORROSIVAS

Substâncias que “deterioram” os materiais com os quais entram emcontato (inclusive tecidos biológicos)

Em sua maioria são ácidos e bases fortes


Exemplos

-- HH22SOSO44 (cujo(cujo produtoproduto dede reação,reação, SOSO22,, tambémtambém éé tóxico)tóxico)

-- OutrosOutros ácidosácidos ((HCll,, HF ee HNO3))

-- HidróxidosHidróxidos dede sódiosódio ee potássiopotássio

SUBSTÂNCIASSUBSTÂNCIAS CORROSIVASCORROSIVAS

ALGUNS CUIDADOS são necessários, incluindo o pós-manipulação

Eliminar os resíduos por NEUTRALIZAÇÃO


Reações ácido-base

Soluções aquosas de sais (menos reativos)

IMPORTANTEIMPORTANTEGarantir que a mistura reacional não se torne excessivamente quente

(reações exotérmicas)(reações exotérmicas)

SUBSTÂNCIASSUBSTÂNCIAS RADIOATIVASRADIOATIVAS

São os núcleos que emitem partículas α, β ou radiação γ e quecontaminam o ambiente devido às atividades de extração mineral e uso nasindústrias nucleares (principalmente) e, na medicina

Estima-se que 18% das necessidades mundiais de energia elétricaseja proveniente de FONTES NUCLEARES

Consideradas POLÊMICAS


Consideradas POLÊMICAS

Exemplos (alguns)

-- 235235UUIsótopoIsótopo radioativoradioativo dodo 238U,, bastantebastante empregadoempregado comocomo “matéria“matéria--prima”prima”

-- 142142BaBa ee 9191KrKrIsótoposIsótopos geradosgerados nana fissãofissão nuclearnuclear dodo 235235UU

-- 239239UU,, 239239NpNp ee 239239PuPuIsótoposIsótopos geradosgerados comocomo subprodutossubprodutos dada fissãofissão nuclearnuclear dodo 235235UU


Entendendo a CONTAMINAÇÃO AMBIENTALEntendendo a CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL

11)) MineraçãoMineração dodo 235235UU éé liberadoliberado RnRn (g)(g) (radioativo)(radioativo)

�� Contaminação ocupacional dos trabalhadores�� Lixo liberado pela rocha original (refugo)

22)) ResíduosResíduos dodo processoprocesso

�� matéria-prima�� matéria-prima((235235UU remanescenteremanescente ee demaisdemais elementoselementos nana “barra“barra dede

combustível”)combustível”)�� resíduos dos reatores

Constituem um risco por Constituem um risco por MUITOS ANOSMUITOS ANOS

ELEMENTOELEMENTO TEMPO DE MEIA VIDATEMPO DE MEIA VIDA

9090SrSr 28 anos28 anos

132132CsCs 30 anos30 anos


Fatos importantes e Contexto atualFatos importantes e Contexto atual

11)) GrandesGrandes ee catastróficoscatastróficos acidentesacidentes

�� Usina de “ThreeThree MileMile IslandIsland”, Pensilvânia, em 1979

�� Usina de ChernobilChernobil, Ucrânia em 1986

�� Usina de FukushimaFukushima no1, Japão em 2011

O “Portal de notícias G1Portal de notícias G1” lista 10 acidentes 10 acidentes nucleares desde 1979 !

22)) AsAs usinasusinas nuclearesnucleares nono BrasilBrasil

�� AngraAngra II ( construção iniciada em 1972 e início de operação em1985 )

�� AngraAngra IIII ( entrou em operação em 2000, com quase o dobro depotência )

�� AngraAngra IIIIII (( iniciadainiciada emem 20102010,, entraráentrará emem operaçãooperação emem 20182018,,comcom capacidadecapacidade parapara abastecerabastecer durantedurante 11 anoano BHBH ee BrasíliaBrasília !! ))

Os resíduos perigosos podem contaminarnão só o solo, mas também

os demais ambientes da biosfera

http://sosriosdobrasil.blogspot.com.br/2013http://sosriosdobrasil.blogspot.com.br/2013/04/frases/04/frases--famosasfamosas--sobresobre--oo--planeta.htmlplaneta.html

CONTAMINAÇÃO DOS SOLOS CONTAMINAÇÃO DOS SOLOS –– ASPECTOS GERAISASPECTOS GERAIS

O maior problema relacionado aos contaminantes dos solos é a toxicidade O maior problema relacionado aos contaminantes dos solos é a toxicidade das substâncias contaminantesdas substâncias contaminantes

A acumulação de poluentes A acumulação de poluentes depende dadepende da composição do solocomposição do solo

1)1) A A fração mineral pode interagir com os contaminantes por atração eletrostática pode interagir com os contaminantes por atração eletrostática 1)1) A A fração mineral pode interagir com os contaminantes por atração eletrostática pode interagir com os contaminantes por atração eletrostática ou por adsorçãoou por adsorção

CONTAMINANTES METÁLICOS (metais “pesados”, p. CONTAMINANTES METÁLICOS (metais “pesados”, p. exex) tendem a se ) tendem a se concentrar nas frações mais finas do solo, ou seja, nas partículas menoresconcentrar nas frações mais finas do solo, ou seja, nas partículas menores

EEXEMPLOS COTIDIANOSXEMPLOS COTIDIANOS de de contaminantes inorgânicoscontaminantes inorgânicos são os adubos, quando são os adubos, quando usados em excessousados em excesso

O excesso O excesso de fertilizantes nitrogenadosde fertilizantes nitrogenados, p. , p. exex, prejudica o desenvolvimento , prejudica o desenvolvimento das plantasdas plantas


A acumulação de poluentes A acumulação de poluentes depende dadepende da composição do solocomposição do solo

1)1) A A fração mineral pode pode interagirinteragir com os contaminantes por atração eletrostática com os contaminantes por atração eletrostática ou por adsorçãoou por adsorção

2) 2) A A fração orgânica é capaz de é capaz de imobilizáimobilizá--loslos por por complexaçãocomplexação

ExemplosExemplos cotidianoscotidianos::efluentesefluentes domésticosdomésticos (esgoto)(esgoto) nãonão tratadostratados ee osos pesticidaspesticidas

-- ExistemExistem váriasvárias classesclasses dede pesticidaspesticidas,, umauma parapara cadacada tipotipo dede aplicaçãoaplicação

�� OsOs pesticidaspesticidas sãosão “venenos”“venenos” parapara asas diversasdiversas “pragas”“pragas” dada agriculturaagriculturamasmas tambémtambém sãosão tóxicostóxicos parapara osos animaisanimais domésticosdomésticos ee oo homemhomem

�� OO usouso dede pesticidaspesticidas devedeve seguirseguir normasnormas rigorosasrigorosas dede segurança,segurança, nanaaplicaçãoaplicação e,e, também,também, emem relaçãorelação àà quantidadequantidade usadausada


2) 2) A A fração orgânica é capaz de é capaz de imobilizáimobilizá--loslos por por complexaçãocomplexação

ExemplosExemplos cotidianoscotidianos::efluentesefluentes domésticosdomésticos (esgoto)(esgoto) nãonão tratadostratados ee osos pesticidaspesticidas

-- ExistemExistem váriasvárias classesclasses dede pesticidaspesticidas,, umauma parapara cadacada tipotipo dede aplicaçãoaplicação

�� OsOs pesticidaspesticidas sãosão “venenos”“venenos” parapara asas diversasdiversas “pragas”“pragas” dada agriculturaagricultura

�� PesticidasPesticidas jájá proibidos ee osos potencialmente tóxicos nãonão devemdevem serserusadosusados poispois alémalém dede tóxicos,tóxicos, sãosão compostoscompostos muitomuito “persistentes”,“persistentes”, ouou seja,seja,demoramdemoram aa sese degradardegradar e,e, porpor isso,isso, podempodem comprometercomprometer todatoda aa cadeiacadeiaalimentar,alimentar, chegandochegando inclusiveinclusive aoao homemhomem

�� OsOs pesticidaspesticidas sãosão “venenos”“venenos” parapara asas diversasdiversas “pragas”“pragas” dada agriculturaagriculturamasmas tambémtambém sãosão tóxicostóxicos parapara osos animaisanimais domésticosdomésticos ee oo homemhomem

�� OO usouso dede pesticidaspesticidas devedeve seguirseguir normasnormas rigorosasrigorosas dede segurança,segurança, nanaaplicaçãoaplicação e,e, também,também, emem relaçãorelação àà quantidadequantidade usadausada

�� DiferentesDiferentes tipostipos dede resíduosresíduos perigososperigosos

-- SubstânciasSubstâncias orgânicasorgânicas ee inorgânicasinorgânicas- Podem contaminar todo o ambiente, inclusive os solos

�� RemediarRemediar ambientesambientes contaminadoscontaminados éé possívelpossível masmas nãonão éé umauma tarefatarefa fácilfácil

CONTAMINAÇÃOCONTAMINAÇÃO DOSDOS SOLOSSOLOS ––CONSIDERAÇÕESCONSIDERAÇÕES FINAISFINAIS

PREVENIRPREVENIR AA POLUIÇÃOPOLUIÇÃO EE USARUSAR RESPONSAVELMENTERESPONSAVELMENTE ASASSUSBTÂNCIASSUSBTÂNCIAS QUÍMICASQUÍMICAS

Envolve também o Envolve também o LIXOLIXO urbanourbano(Assunto da próxima Aula)(Assunto da próxima Aula)

-- VolatilizarVolatilizar contaminantescontaminantes nãonão eliminaelimina oo problemaproblema dada contaminaçãocontaminação ambiental,ambiental,apenasapenas transferetransfere oo contaminantecontaminante parapara outrooutro ambienteambiente (atmosfera),(atmosfera), podendopodendoinclusive,inclusive, retornarretornar aoao solosolo ......

REFERÊNCIAS

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