Gerenciamento de Resíduos de Laboratórios

Transcrição

1 Gerenciamento de Resíduos de Laboratórios VII Encontro Nacional sobre Métodos de Laboratório EMBRAPA Curitiba dez / 2001 Prof. Dr. Marco Tadeu Grassi Laboratório de Química Ambiental e de Materiais - LabQAM Departamento de Química Universidade Federal do Paraná - C.P Curitiba PR Fone: / Fax: mtgrassi@quimica.ufpr.br

2 Ementa Aspectos gerais de um programa de gestão de resíduos; Inventário do passivo; Caracterização de resíduos não identificados; Tratamento do ativo; Segregação de resíduos; Exemplos de tecnologias clássicas e emergentes; O Programa de Gerenciamento de Resíduos do Departamento de Química da UFPR. 2

3 Resíduos: cenário mundial atual Problema de natureza global: Aumento das atividades extrativistas, de produção e consumo gera uma grande quantidade de resíduos. Momento atual caracterizado por uma postura global voltada para a preservação ambiental; ISO 14000: reflexo de que o movimento não é efêmero ou muito menos um modismo. 3

4 Postura dos centros e institutos de pesquisa Não podem adotar uma postura de incoerência quanto a questão dos resíduos gerados Centros, institutos e universidades têm sido favorecidos quanto à fiscalização. Até quando??? Gerenciamento de resíduos é um dever para com a sociedade 4

5 Importância da minimização e prevenção na produção de resíduos i. Responsabilidade (ética) ambiental; ii. iii. iv. Mudança de mentalidade na formação de novos cidadãos; Encorajamento da segurança nos laboratórios; Economia de recursos; v. Conformidade com a legislação. 5

6 Antes da implementação do Programa... Ter a garantia de que o Programa tem o apoio da Instituição. Contabilizar os recursos humanos. Fazer uma avaliação preliminar do passivo. Fazer uma estimativa das fontes e quantidades do ativo. Criar mecanismos de continuidade do Programa. 6

7 Implementando um programa de gerenciamento de resíduos (i) PESSOAL Mudança de hábitos e de atitudes, por parte de todo o quadro de funcionários; Sacrifício de alguns em benefício de muitos; Ampla divulgação das atividades a serem cumpridas, das metas propostas e dos resultados. 7

8 Implementando um programa de gerenciamento de resíduos (ii) TECNOLOGIA Escolha da melhor tecnologia: Custo/benefício e risco/benefício. Reavaliação continuada do programa : atualização, processos emergentes. É uma atividade que representa um desafio constante para um pesquisador. 8

9 A hierarquia na gestão de resíduos Mais desejável Menos desejável Reduzir a produção de resíduos na fonte. Recuperar e reusar resíduos on-site (reciclar). Reciclar off-site. Tratar os resíduos gerados, reduzindo volume e toxicidade. Dispor o resíduo de maneira segura. 9

10 Praticando a minimização Reavaliação de novos procedimentos. Ajuste daqueles usados rotineiramente (FIA). Responsabilizar agentes geradores de resíduos. Nos projetos de pesquisa, contemplar uma nova rubrica: RESÍDUOS 10

11 Praticando o reciclo e o reuso Reciclar: utilizar um resíduo ou seu conteúdo energético. Candidatos Naturais Solventes Combustíveis Óleos Metais Catalisadores Reusar: utilizar um insumo sem que haja necessidade de qualquer tratamento. Exemplos Soluções de NaOH Resíduos a base de Cr(VI) Resíduos orgânicos 11

12 Compra de reagentes e suprimentos Comprar apenas o que é estritamente necessário. Estimativa da ACS: produtos não utilizados compõem até 40% do total de resíduos gerados. A compra em maior quantidade (descontos) não passa de um mito. Estratégias padronização das compras; centralização das compras. 12

13 Gerenciando o estoque Centralização do almoxarifado: minimização dos riscos de acidentes; Algumas atitudes importantes: materiais incompatíveis devem ser estocados separadamente; cuidados com temperatura e ventilação; acesso deve ser restrito; inspeção deve ser rotineira. 13

14 Substituindo reagentes Lavagem de material Será que um tratamento drástico é realmente necessário??? Que tipo de impurezas eu desejo remover? Uma limpeza mais periódica não resolveria o problema? Que tal tentar uma simples lavagem com acetona e depois secar a 200 o C 14

15 Banindo a famigerada sulfocrômica Uma lavagem com NaOH alcoólico resolveria o problema? Lista de produtos disponíveis no mercado: Aquet (deterg. líquido) Liqui-nox (sem fosfato) Neutral Det-o-jet (ultrassom) Nochromix Cra-zsoap (odor) Terg-a-zyme (bactericida) 15

16 Inventário do Passivo Passivo é todo aquele estoque de resíduos já existente na unidade geradora (UG). Em muitos casos a UG não apresenta este tipo de estoque. A caracterização do passivo visa o reaproveitamento, o reciclo e a destinação final adequada. 16

17 Dificuldades no inventário Rótulos deteriorados ou produtos sem qualquer identificação Misturas não caracterizadas Misturas com várias fases Resíduos sólidos Herança dos antepassados 17

18 Como classificar o resíduo estocado? Importante: os resíduos radioativos são descartados segundo normas da CNEN. Os resíduos contendo patogênicos ou material bioativo devem ser tratados segundo normas do Ministério da Saúde (Vigilância Sanitária). No caso de resíduos químicos de laboratórios de ensino e pesquisa, não há uma norma clara quanto a classificação, tratamento e descarte dos mesmos. Pode-se usar a Norma BR para a classificação de resíduos sólidos. 18

19 Protocolo para caracterização de resíduos não identificados (i) Reatividade com água Uma gota de água de observar se há formação de chama, geração de gás ou reação violenta. Presença de cianetos Uma gota de cloramina-t e uma gota de ácido barbitúrico em 3 gotas do resíduo. Cor vermelha indica teste positivo. Presença de sulfetos Acidificar a amostra com HCl. Papel embebido em acetato de chumbo fica enegrecido. ph Papel indicador ou phmetro. Resíduo oxidante Oxidação de um sal de Mn(II). Mudança de cor de rosa clara para coloração escura. 19

20 Caracterização de resíduos (ii) Resíduo redutor Descoloração de papel umedecido em 2,6-dicloro-indofenol ou azul de metileno. Inflamabilidade Introduzir um palito de cerâmica no resíduo, deixar escorrer o excesso e levar a chama. Presença de halogênios Colocar um fio de cobre limpo e previamente aquecido ao rubro no resíduo. Levar a chama e observar a coloração. Chama verde indica halogênios. Solubilidade em água Após o ensaio de reatividade, a solubilidade pode ser facilmente testada. 20

21 Resíduos sólidos não identificados Identificação: fluorescência de raios-x 1. Para sais de metais não perigosos (Fe, Ca, Mg, etc), pode-se descartar a solução dos mesmos na pia. Pode-se ainda reaproveitá-los. 2. Para metais pesados (Pb, Cr, Hg, etc) existem duas possibilidades: i. Reaproveitamento ii. isolamento 21

22 Tratando o ativo Mesmo sob um programa de gerenciamento bem elaborado, ainda há produção de resíduos (ativo). Estes resíduos deverão ser segregados de acordo com o tratamento e a destinação final. 22

23 Processos Oxidativos Avançados (POA) - TiO 2 / UV A A -. hv - BV E TiO TiO TiO hυ (h (e + TiO + (e ) + H O 2 ) + O 2 ads. TiO TiO 2 + h 2 + O + + OH. 2 ). + H + BC + D +. D 23

24 Processos Oxidativos Avançados (POA) - TiO 2 / UV

25 TiO 2 / UV Resultados para VOCs Com posto C in. (ppm v) Degradação (%)* t 1/2 (m in) M etanol 550 > 95 0,14 Tricoloetileno ,9 0,17 Acetona ,5 0,19 M etil etil cetona ,1 0,22 Isooctano ,9 0,24 Diclorom etano ,4 0,66 Clorofórm io ,5 0,89 * após 60 min de irradiação. Vazão: 200 ml.min -1

26 Degradação fotoquímica de corante azul QR-19 Sistema: UV-H 2 O 2 (reator contínuo) Corante: 50 mgl -1 (20L), H 2 O 2 : 20 ml (30%) Abs/Abs Tempo (min) 26

27 Resíduos aquosos:água + acetonitrila Método 1: Hidrólise básica CH 3 CN CH 3 CONH 2 CH 3 COOH + NH 3 (g) emprega-se um grande excesso de base (refluxo por 6 H) que ao reagir com a acetonitrila gera amônia e ácido acético, que pode ser incinerado sem problemas. A queima da acetonitrila gera cianeto; A queima do ácido acético gera apenas CO 2 e H 2 O. Método 2: Reação de Fenton ou Ferrioxalato Fe(II) + H 2 O 2 Fe(III) + H 2 O 2 + ácido oxálico a oxidação do composto orgânico gera CO 2, CO e H 2 O 27

28 Tratamento de resíduos com metais pesados (Hg ou Pb) Adicionar HNO 3 à sol. contendo Hg ou Pb. Evaporar em capela. Adicionar água e tioacetamida. Filtrar o precipitado. Testar o filtrado repetidas vezes, se necessário. Hg e Pb devem estar ausentes da solução! 28

29 Procedimento alternativo para Pb Sais de Pb podem ser precipitados como silicatos. Pb 2+ + Na 2 SiO 3 PbSiO 3 + 2Na + Para que a precipitação seja completa, o ph deve ser controlado (7-8). Adicionar uma sol. aquosa de metassilicato de sódio (17 g/100 ml de água) até não haver mais precipitação. 29

30 Tratamento de resíduos contendo Cd e Sb Estes metais podem ser precipitados de maneira similar ao chumbo, como silicatos. Fe(II), Fe(III), Zn(II), Al(III), Cu(II), Ni(II), Mn(II) e Co(II) também podem ser precipitados como silicatos. Para estes metais as condições de ph podem ser diferentes. 30

31 Rejeitos sólidos Metais: Processo de precipitação, filtração e descarte do resíduo aquoso. Exemplo: Solução sulfocrômica Cr(VI) Cr(III) Fe metálico NaOH Fe(OH)3, Cr(OH)3 sólido solução Filtrar pia Acertar o ph (neutro) 31

32 Descarte de cianetos Os cianetos podem ser tratados por oxidação com hipoclorito, em meio alcalino. CN - + ClO - CNO - + Cl - Atenção: Usar luvas, avental e óculos. Trabalhar na capela!!! Alíquota de 50 ml de sol. conc. < 2% 5 ml de NaOH 10% sob agitação ml de hipoclorito Água sanitária Retirar alíquota de 2 ml testar c/ FeCl 3 CN presente: ppt azul Descartar na pia 32

33 Tratamento para derramamentos Usar uma mistura 1:1:1 de carbonato de sódio (neutraliza acidez e basicidade), areia para gato (absorve líquidos rapidamente) e areia (moderar as reações). Quando todo o líquido for absorvido, recolher num balde. Na capela, adicionar o conteúdo cuidadosamente a outro balde contendo água gelada. Deixar em repouso por 24 h. Testar o ph e neutralizar. Descartar a sol. na pia. 33

34 Programa de Coleta e Tratamento de resíduos do DQUI - UFPR ALTERNATIVAS: 1. Disposição em aterro (Cidade Industrial de Curitiba - CIC) i. R$180,00 (classe II) e R$250,00 (classe I) / t ii. Transporte: R$900,00 / carga 2. Incineração (São Paulo ou Rio de Janeiro) i. R$ 500 a 2000 / t ii. Transporte: R$900,00 / carga 3. Co-processamento em forno de cimento i. R$ 200 a 300 / t ii. Transporte: R$900,00 / carga 34

35 Coleta e Tratamento de Resíduos DQUI UFPR Neutralização COLETA Teste de Incompatibilidae Custo: R$ 1.000,00 / ano Bombonas, baldes, reagentes, fichas. Mistura em Bombona ARMAZENAMENTO LICENCIAMENTO TRANSPORTE CO-PROCESSAMENTO Resíduos especiais: A política no DQUI visa desencorajar o uso de sais de Hg, Cd e Tl. Pequenas quantidades geradas têm sido recuperadas. Chumbo: recuperado e enviado p/ fábrica de baterias. Metais preciosos: recuperados nas UG. Agroquímicos: estão estocados. 35

36 Co-processamento em forno de cimento Consiste na adição de resíduos (na forma de sólidos, pastas ou líquidos) ao forno de cimento. Líquidos (solventes): misturados e queimados como combustível auxiliar. Sólidos e pastosos: adicionados na parte alta do forno. Aquosos: são adicionados junto c/ água de refrigeração. No Paraná, o co-processamento é licenciado para tratar ácidos, bases, cianetos e arsenatos, sais de metais (exceto Hg, Cd e Tl), solventes halogenados ou não. Vetados: agroquímicos, material radiotavido, explosivos, PCBs. 36

37 Coleta

38 Neutralização

39 Teste de incompatibilidade

40 Mistura em bombona

41

42 Bibliografia M.A. Armour. Hazardous Laboratory Chemicals. Disposal Guide. CRC Press, Boca Raton, p. P.A. Reinhardt, K.L. Leonard e P.C. Ashbrook. Pollution Prevention and Waste Minimization in Laboratories. Lewis Publ, Boca Raton, p. 42