X-Kist-Brasil-1 GERENCIAMENTO E APLICAÇÃO DO MÉTODO FENTON PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE DE LAVANDERIA HOSPITALAR

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1 X-Kist-Brasil-1 GERENCIAMENTO E APLICAÇÃO DO MÉTODO FENTON PARA TRATAMENTO DE EFLUENTE DE LAVANDERIA HOSPITALAR Lourdes Teresinha Kist (1) Química, Doutora em Química, Professora do Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Professora titular do Departamento de Química e Física da Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC/RS. Ênio Leandro Machado Químico Industrial. Doutor em Engenharia. Professor do Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Professor adjunto do Departamento de Química e Física da Universidade de Santa Cruz do Sul UNISC/RS. Caroline Albrecht Bióloga. Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental da Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC/RS. Marcos Weide Biomédico. Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental da Universidade de Santa Cruz do Sul-UNISC/RS. Endereço (1): Avenida Independência, Caixa Postal 188 Universidade de Santa Cruz do Sul - Bairro Universitário Santa Cruz do Sul RS CEP Brasil Tel: 0xx (51) lourdes@unisc.br RESUMO A crescente geração de efluentes traz acumulo de poluição ao meio ambiente. A adoção de medidas de planejamento ambiental nas unidades hospitalares vem merecendo a atenção de muitos pesquisadores em todo o Mundo. No Brasil, o detalhamento e melhoria das ações tiveram início na adoção do plano de gerenciamento de resíduos sólidos da área da saúde (PGRRS) e alastra-se buscando soluções também para os efluentes. A nocividade ambiental dos efluentes da lavanderia hospitalar é uma das mais acentuadas dentre os diversos setores de uma unidade de saúde, devido à presença dos poluentes em maior concentração e dos produtos químicos inseridos durante a lavagem Neste sentido, para qualificar e adequar os parâmetros de emissão de efluente da lavanderia hospitalar optou-se na utilização de Processos Oxidativos Avançados (POAs). Assim, o método Fenton foi escolhido, pois a combinação Fe 2+ /H 2 O 2 pode ser efetiva para remoção (degradação oxidativa) de poluentes dissolvidos ou em suspensão. No efluente bruto a concentração inicial de coliformes termotolerantes apresenta-se muito aquém ao nível permitido, e, após tratamento proposto, foram obtidos valores inferiores ao que estabelece a legislação. Análises de ph, DQO, surfactantes, nitrogênio, fósforo e turbidez também foram realizados antes e após o tratamento com Fenton 20/100 mg L -1 de Fe 2+ /H 2 O 2. Observou-se grande variabilidade diária nas características do efluente, mostrando assim dificuldade no padrão de amostragem, mas mesmo assim o método Fenton utilizado para degradar os contaminantes se mostrou eficaz para a desinfecção dos efluentes da lavanderia hospitalar. Palavras-Chave: gerenciamento, POAs, Efluente hospitalar. INTRODUÇÃO Os sistemas de gestão vem sendo empregados por empresas há muitos anos, sendo considerado como primeira etapa do processo a realização do diagnóstico ambiental, de saúde e

2 segurança com a finalidade de identificar a situação atual em relação às questões ambientais. Outro fator relevante é o comprometimento da administração e funcionários quanto aos requisitos dos aspectos ambientais, política ambiental, perigos e riscos, saúde e segurança, estrutura e responsabilidade. Resumindo o sistema de gestão deve integrar o meio ambiente + qualidade + segurança e saúde no trabalho. A adoção de medidas de planejamento ambiental nas unidades hospitalares vem merecendo a atenção de muitos pesquisadores em todo o Mundo. No Brasil, o detalhamento e melhoria das ações tiveram início na adoção do plano de gerenciamento de resíduos sólidos da área da saúde (PGRRS), onde são considerados princípios que conduzem à minimização, que visem o tratamento e a disposição final destes resíduos através de diretrizes de órgãos de meio ambiente e de saúde. Atualmente temos grupos de pesquisa como CASTELLI et al (2003) e SILVEIRA e MONTEGGIA(2005), que vem buscando soluções também para os efluentes hospitalares. A nocividade ambiental dos efluentes da lavanderia hospitalar é uma das mais acentuadas dentre os diversos setores de uma unidade de saúde, devido à presença dos poluentes em maior concentração e dos produtos químicos inseridos durante a lavagem. Sendo também um setor essencial para a eficiência do hospital, considera-se necessário o pré-tratamento destes efluentes visando a desinfecção e detoxificação, o que pode atenuar significativamente o seu impacto poluente, segundo BARRIE (1994) e MINISTÉRIO DA SAÚDE (1986). Em qualquer unidade de tratamento de efluentes a segregação deverá ser investigada, pois águas residuárias de difícil tratabilidade podem contribuir para inviabilidade técnica do tratamento secundário. Dentre os efluentes hospitalares, os da lavanderia são os que contribuem com as características de menor biodegradabilidade, pois carregam sanitizantes, desinfectantes, antibióticos, umectantes e outros tensoativos, segundo EMMANUEL et al (2005), MOHEE (2005) e KÜMMERER (2001). Dentre os principais mecanismos de inativação de organismos patogênicos por agentes químicos esta a destruição ou desarranjo estrutural da organização celular, para isso o melhor mecanismo de desinfecção é a oxidação com posterior ruptura da parede celular. Na literatura segundo DANIEL (2001), CHERNICHARO (2001) e SPERLING (2005), são apresentados desinfetantes químicos como cloro, ozônio, permanganato de potássio, mistura de ozônio/peróxido de hidrogênio (O 3 /H 2 O 2 ), o íon ferrato (FeO 4 2- ) e outros agentes. Paralelamente, a ação oxidativa também degrada poluentes, tornando-os em muitos casos menos tóxicos ou mais biodegradáveis. E isto é fundamental para permitir que ocorra integração de métodos biológicos para o tratamento das águas residuárias. Acredita-se que uma alternativa promissora para o tratamento de efluentes do setor de saúde inclua os Processos Oxidativos Avaçados (POAs). A grande vantagem dos POAs, em relação aos processos convencionais de tratamento de efluentes, é devido a sua eficiência em oxidar compostos orgânicos complexos a moléculas simples, mais facilmente biodegradáveis, ou até mesmo resultando na total mineralização da matéria orgânica, formando dióxido de carbono e água. Esses processos são baseados na geração de radical hidroxila (HO ), espécie altamente oxidante e não seletiva. Muitos estudos têm demonstrado que este processo é capaz de promover a total mineralização de uma grande variedade de contaminantes orgânicos e a inativação de amplo espectro de agentes patogênicos, segundo EMMANUEL et al (2005), DANIEL (2001) e SPERLING (2005). Dentre estes POAs esta o Método Fenton ou Reagente de Fenton que tem sido utilizado com sucesso para na degradação de surfactantes, corantes, para aumentar a biodegradabilidade do contaminante, visando um posterior tratamento biológico. O Reagente de Fenton se mostrou mais vantajoso que o hipoclorito, ozônio e processo eletroquímico segundo JARDIM e TEIXEIRA (2004). O objetivo deste trabalho levou em consideração a necessidade de apresentar aspectos relevantes quanto ao gerenciamento interno da lavanderia hospitalar, bem como desenvolver um procedimento de tratamento utilizando os POAs. Foi estudado o método Fenton, onde a reação de Fenton é aquela cuja geração de radicais hidroxila é feita pela decomposição de H 2 O 2 catalisada por Fe 2+ em meio ácido, pois somente em meio ácido o oxidante reativo predominante é o OH. Este tratamento foi realizado no efluente bruto de uma lavanderia hospitalar, objetivando a desinfecção, bem como resultados mais coerentes com o que propõe a legislação, Portaria 05/89-SSMA/RS.

3 MATERIAIS E MÉTODOS Foram realizados visitas e aplicado um questionário ao setor Lavanderia Hospitalar, Tanto nas visitas como no questionamento foi evidenciado aspectos relevantes quanto ao gerenciamento interno da coleta, processamento da lavagem e distribuição da roupa, bem como a relação dos funcionários com a questão ambiental. Para a parte de tratamento e análises, as amostras foram coletadas diretamente na saída da máquina de lavar, isto, antes da entrada na fossa séptica destinada ao esgoto urbano da uma cidade do Vale do Rio Pardo/RS. Todas as amostras brutas foram coletadas no local apropriado sob normas de higiene e segurança, em acordo com o APHA/AWWA (1998), acondicionadas e preservadas adequadamente, e, após, transferidas para os laboratórios da Universidade de Santa Cruz do Sul- UNISC, seguindo o apresentado na Figura 1. Lavanderia Hospitalar Sistema de processamento da roupa Características do equipamento - lavadoras Relação do material de consumo na lavagem Efluente de Lavanderia Coleta das amostras Preservação das amostras Caracterização do efluente Estudo de tratabilidade Método Fenton Caracterização da amostra tratada DQO Nitrogênio Total Surfactantes Fósforo Total Turbidez Coliformes termotolerantes Figura 1 - Fluxograma simplificado da metodologia utilizada para este efluente. Nos laboratórios foram realizadas determinações de ph, DQO, coliformes termotolerantes, surfactantes, nitrogênio total, fósforo total e turbidez. As amostragens foram realizadas a partir da mescla percentual das etapas do ciclo de lavagem. Após a caracterização destas amostras, o

4 método de Fenton foi realizado em um reator de vidro de 600 ml mantido a temperatura de 22 0 C com banho termostático e agitação magnética, controlador de ph para mantê-lo a 3,5. O tempo de reação foi de 30 minutos. Foram utilizados os métodos de Fenton da relação 100mg L -1 H 2 O 2 para 20 mg L -1 Fe 2+. Logo após este tratamento, foram realizadas, novamente, as análises das amostras, para verificar a eficiência do método. Todas as análises foram realizadas conforme o descrito no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA/AWWA, 1998). RESULTADOS E DISCUSSÃO A lavanderia hospitalar é uma unidade funcional de apoio destinada ao atendimento de pacientes. Difere das lavanderias comerciais pela obrigatoriedade da barreira de contaminação que separa a área limpa da área contaminada ou suja. Sabe-se que é de extrema importância considerar as normas de segurança no trabalho, bem como a rotina de limpeza e desinfecção. No levantamento realizado podem-se verificar os aspectos relevantes quanto aos cuidados da segregação, acondicionamento, coleta, transporte, método de lavagem e desinfecção e disposição final da roupa, onde são utilizados cuidados especiais no momento da coleta nos setores que separam em carros distintos as roupas de maior e menor sujidade. Também se observou que há cuidados para o controle de infecções com uma barreira separando área suja da área limpa, pois as máquinas possuem duas portas de acesso, uma para cada área, na parede que separa as áreas. A partir dos dados levantados na própria lavanderia, mostra-se um esquema na Figura 2 de como esta distribuída à lavagem quanto à entrada e saída de líquidos. Obtivemos informações que são necessários 35 litros de água por quilo de roupa suja e que a media diária a ser lavada neste hospital é de 860 Kg. Sendo assim, há necessidade de um consumo de litros de água por dia, obviamente gerando esta mesma quantidade de efluente que vai acrescido os demais produtos adicionados para a lavagem, bem como a sujidade que vem na própria roupa. Nos produtos de lavagem são inseridos para a umectação 1 ml por quilo de roupa de detergente líquido ácido(tensoativo não-iônico nonil fenol etoxilato e acidulante ácido inorgânico), para a lavagem 6,5 ml por quilo de roupa de detergente alcalino líquido(agente alcalino-hidróxico de sódio, agente sequestrante, tensoativo não-iônico nonil fenol etoxilato, branqueador óptico, agente enzimático), para o alvejamento 3,5 ml por quilo de roupa de oxidante(peróxido de hidrogênio e ácido peracético), e para a etapa de amaciamento 6 ml de glicerina por quilo de roupa. Então, são adicionados 17 ml de produtos químicos por quilo de roupa lavada e teremos diariamente a adição de 14,62 L de produtos químicos. Assim, esta se gerando diariamente uma média de ,62 litros/dia, ou 30,115 m 3 /dia de efluentes com produtos químicos e uma alta carga de agentes patogênicos, conforme dados apresentados na Tabela 1. H 2 O Detergente Alvejante Amaciante Lavadora Efluente H 2 O Produtos químicos Agentes patogênicos Figura 2 - Fluxograma simplificado da entrada e saída de líquidos no processo de lavagem. Observou-se grande variabilidade diária nas características do efluente, mostrando assim dificuldade no padrão de amostragem, embora tenhamos utilizado sempre a mesma condição de roupa com grau de sujidade ou contaminação pesada oriunda de áreas críticas como o bloco cirúrgico.

5 Analisando a Tabela 1, observa-se que os valores médios obtidos para a DQO e DBO 5 da amostra bruta são elevados, após o tratamento com método Fenton, a DQO mostrou valores médios bastante próximos aos parâmetros de referência estabelecidos pela Portaria 05/89 SSMA/RS. Os valores de referência desta Portaria, normatizam para a vazão 200 m 3 /dia, uma DQO (mg L -1 O 2 ) 450, enquanto que a média das amostras é de 375 mg L -1 O 2. Também importante parâmetro é a relação da DQO e DBO 5 que se apresenta menor que 2,5, mostrando ser um efluente facilmente biodegradável, observa-se a característica do efluente com trabalhos realizado anteriomente por KIST et al (2005). Este aumentando na biodegradabilidade após tratamento do efluente evidencia futuras aplicações de pré-tratamento aos métodos biológicos aeróbios. Quanto a presença de coliformes termotolerantes, estes estão quatro vezes maiores ao permitido por legislação, Portaria 05/89 SSMA/RS, que aponta como valores máximos permitidos de NMP/100mL, encontramos valores de 1,6x10 4 NMP/100mL. Já quando aplicamos método Fenton, os resultados de coliformes termotolerantes que, foram reduzidos abaixo do limite de determinação do método microbiológico, redução esta extremamente significativa para a desinfecção deste efluente. O ph interfere no crescimento de microrganismos nos sistemas biológicos de tratamento, o valor de 8,60 para este efluente se enquadra no limite máximo do permitido pela Portaria 05/89 SSMA/RS, que apresenta valores permitidos entre 6,0 e 8,60. Analisando os resultados apresentados em relação ao nitrogênio e fósforo, pelas concentrações podemos concluir para nitrogênio que a amostra bruta apresenta 12,60 mg L -1 e as tratadas 14,20 mg L -1, valor da amostra bruta esta acima do permitido pela legislação que é de 10 mg L -1 e a tratada não apresentou a redução esperada. Para o fósforo a amostra bruta já apresentava valores adequados quanto à legislação, Portaria 05/89 SSMA/RS, e a tratada não apresentou redução. Tabela 1 - Valores médios da caracterização do efluente bruto e efluente tratado com Método Fenton. Parâmetros de caracterização Valores da Amostra Bruta Valores da Amostra Tratada DQO (mg L -1 O 2 ) DBO 5 (mg L -1 O 2 ) Turbidez(NTU) 49,00 17,00 Nitrogênio Total (mg L -1 ) 12,60 14,20 Fósforo Total (mg L -1 ) 0,40 2,00 Surfactantes (mg L -1 ) < 0,02 < 0,02 ph 8,60 -x- Coliformes Termotolerantes (NMP/100mL) 1,6 x 10 4 < 2 Na lavanderia hospitalar também há presença de insumos químicos para limpeza e sanitização que contribuem como contaminantes: cloro, hipoclorito de sódio, hidróxido de sódio, acido dodecil benzeno sulfônico, lauril éter sulfato de sódio, entre outros. Os surfactantes, não se apresentaram como um problema, pois estão dentro do que estabelece a legislação, Portaria 05/89 SSMA/RS.

6 As medidas referentes ao parâmetro turbidez apresentam reduções de valores, na amostra bruta 49 NTU e na amostra tratada 17 NTU, deixando o efluente mais límpido, não mostrando nenhum problema quanto à legislação, Portaria 05/89 SSMA/RS. CONCLUSÕES A lavanderia hospitalar é imprescindível ao funcionamento do hospital, as pessoas envolvidas no processamento da roupa, bem como aquelas que farão uso, devem ser protegidas contra o risco de contaminação e acidentes. Assim também criar critérios que conduzam a minimizar resíduos infectantes e soluções integradas ou consorciadas que contribuem como princípio norteador da gestão deste tipo de efluente oriundo de unidade de saúde. A caracterização da amostra bruta deste efluente de lavanderia hospitalar forneceu dados importantes para reforçar a necessidade de segregação destes efluentes em relação a efluentes mais biodegradáveis. Pelo realizado, conclui-se que o tratamento utilizando método Fenton 20/100 mg L -1 de Fe 2+ /H 2 O 2 mostrou ser uma técnica aplicável para uma etapa de tratamento primário, uma vez que desinfeta e aumenta a biodegradabilidade. Pelos resultados obtidos é importante salientar que com o uso do método Fenton, o efluente tornou-se mais aceitável pela Legislação da SSMA/RS - Portaria 05/89. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS APHA/AWWA - American Public Health Association/American Water Works Association. American Public Health Association. Standard Methods for the Examination of water and wastewater, 20 a edithion, Washington, BARRIE D.; How hospital linen and laundry services are provided. J. Hosp Infection. Boston. Litte, Brown & Company, BRASIL, PORTARIA nº 05/89 Secretaria da Saúde e Meio Ambiente/RS, Disponível na internet: Acessado dia 16 de setembro de CASTELLI, M.; SILVEIRA, I. C. T; MONTEGGIA, L. O. e De Luca, S.J., Potencialidade do emprego de ferrato(vi) no tratamento de efluentes líquidos hospitalares. In: 22º. Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Joinville/SC, CHERNICHARO, C. A. L.(coordenador), Pós-Tratamento de Efluentes de Reatores Anaeróbios.1ª. Ed. Belo Horizonte/MG, DANIEL, L. A. Processos de desinfecção e desinfetantes alternativos na produção de água potável. RiMa, São Carlos/SP, EMMANUEL, E.; PERRODIN, Y.; KECK, G.; BLANCHARD, J. M.; VERMANDE, P. Ecotoxicological rick assessment of hospital wastewater: a proposed framework for raw affluents discharging into urban sewer network, Journal of Hazardous Materials A 117, p. 1-11, 2005.

7 JARDIM, W. F.; TEIXEIRA, C. P. A. B., Processo Oxidativos Avançados.. Caderno Temático 03; Campinas, p. 1-9, KIST, L.T.; MACHADO, E. L.; HOEHNE, L. e SCHNEIDER, R. C. S. Caracterização e gestão do efluente de lavanderia hospitalar. Anais do 23º. Congresso de Engenharia Sanitária e Ambiental, Campo Grande/MS, KÜMMERER, K., Drugs in the environment: emission of drugs, diagnostic aids and disinfectants into wastewater by hospitals in relation to other sources a review. Chemosphere 45, p , MOHEE, R. Medical wastes characterisation in healthcare institutions, Waste Management 25, p , SILVEIRA, I. C. T. e MONTEGGIA, L. O., Ozonização de efluente hospitalar biologicamente tratado. In: 22º. Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental, Campo Grande/MS, SPERLING, Marcos Von. Princípios do Tratamento Biológico de Águas Residuária.3ª. Ed., vol 1. Belo Horizonte/MG, 2005.