ICTR 2004 CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Costão do Santinho Florianópolis Santa Catarina

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1 ICTR 2004 CONGRESSO BRASILEIRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA EM RESÍDUOS E DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL Costão do Santinho Florianópolis Santa Catarina CARACTERIZAÇÃO DA GERAÇÃO E DA QUALIDADE DO EFLUENTE LÍQUIDO GERADO NO LABORATÓRIO DE RAIO-X DA CLÍNICA ODONTOLÓGICA DO HOSPITAL UNIVERSITÁRIO DE MARINGÁ (HUM) Edmilson Cesar Bortoletto Chanel Moacyr de Carli Célia Regina Granhen Tavares Maria Angélica Simões Dornellas de Barros PRÓXIMA Realização: ICTR Instituto de Ciência e Tecnologia em Resíduos e Desenvolvimento Sustentável NISAM - USP Núcleo de Informações em Saúde Ambiental da USP

2 CARACTERIZAÇÃO DA GERAÇÃO E DA QUALIDADE DO EFLUENTE LÍQUIDO GERADO NO LABORATÓRIO DE RAIO-X DA CLÍNICA ODONTOLÓGICA DO HOSPITAL UNIVERSITÁRIO DE MARINGÁ (HUM) Edmilson Cesar Bortoletto (2),Chanel Moacyr de Carli (3),Célia Regina Granhen Tavares (4), Maria Angélica Simões Dornellas de Barros (5) RESUMO Processos fotográficos branco e preto são amplamente utilizados por clínicas odontológicas para se obter chapas por raio-x. Quatro processos são necessários para a obtenção do filme: Revelação, Fixação, Lavagem e Secagem. Este trabalho tem como objetivo geral caracterizar qualitativa e quantitativamente os efluentes gerados no laboratório de revelação de radiografias da clínica odontológica do HUM. Assim, foi proposto a caracterização da qualidade do efluente (revelador, fixador e água de enxágüe) e da geração de efluentes, por meio de medidas de vazão de água e volume de revelador e fixador utilizados em um determinado período. O laboratório de revelação de radiografias utiliza 11,4 litros de solução reveladora e 11,4 litros de solução fixadora por um período de três semanas, revelando em torno de 180 radiografias por semana. A vazão de água corrente para enxágüe das radiografias é de 0,28 a 2,14 L/min (9 horas/dia), ou seja, 151,2 a 1155,6 L/dia. Resultados de caracterização do efluente mostram elevados valores de DQO (revelador mg/l; fixador mg/l) e de sulfatos (revelador mg/l; fixador mg/l). O revelador apresentou ph básico (10,9), elevada cor e turbidez, 387 Ptco e 46 FAU, respectivamente. O fixador apresentou ph ácido (4,4) e elevada concentração de prata (1024 mg/l). A água de lavagem apresentou valores de DQO entre 17,7 mg/l e 381,0 mg/l e valor máximo de 11,0 mg/l de prata. Portanto, deve-se tratar a solução reveladora, solução fixadora e água de enxágüe, para que se possa minimizar o impacto gerado por estes efluentes. Palavras-chave: Efluentes radiográficos, revelador, fixador, prata (2) Aluno de Pós-graduação. Nível: Mestrado. Departamento de Engenharia Química/UEM. (3) Aluno de Iniciação Científica/Departamento de Engenharia Química/UEM (4) Doutora e Orientadora: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química/UEM (5) Doutora e Co-Orientadora: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química/UEM 2635

3 1- INTRODUÇÃO E OBJETIVOS A crescente preocupação com a minimização de resíduos nocivos ao ambiente está promovendo a implantação de leis mais rigorosas, no sentido de preservar os recursos naturais. Dentro desse contexto, os resíduos de serviços de saúde merecem especial atenção, visto que os mesmos possuem grande diversidade de compostos de origem biológica, química e inertes. Clinicas Odontológicas utilizam o serviço de radiologia rotineiramente, para diagnosticar pacientes. O processo de revelação de raio-x utiliza substâncias, que caso sejam descartadas inadequadamente, são prejudiciais ao ambiente. A Resolução RDC n.º 33 da ANVISA (2003) dispõe sobre o Regulamento Técnico para o gerenciamento de resíduos de serviços de saúde. O grupo B5 referese às substâncias para revelação de filmes usados em Raios-X. O principal componente de um revelador fotográfico de raio-x são os agentes reveladores (um ou dois redutores orgânicos), um antioxidante (sulfito) e um polidor alcalino. A lavagem com fixador é feita com sais inorgânicos (tiosulfato de amônia, sulfito de sódio, sulfato de alumínio) em um ácido fraco (ácido bórico). (STALIKAS et.al, 2001, p. 3845) Uma emulsão fotossensível é constituída por uma dispersão de cristais de haleto de prata (Ag) em gelatina. Esta emulsão, distribuída homogeneamente sobre uma base poliéster constitui basicamente o que se conhece como filme radiográfico. Quando um feixe de luz incide sobre um dos cristais da emulsão, ocorre neste lugar uma alteração não visível conhecida como Imagem latente, que pode simbolizar-se da seguinte maneira (www.maxper21.com.ar, 2004): AgX hν AgX # O processamento de um filme, tanto manual como automático, consiste de quatro operações básicas (www.maxper21.com.ar, 2004): Revelação - É o processo pela qual a imagem latente se transforma em uma imagem visível. A reação química que ocorre durante a revelação é uma óxidoredução: os sais de prata (AgX) se reduzem a prata metálica(ag 0 ) enquanto o revelador sofre uma oxidação. A mesma pode ser representada como: AgX # + R red Ag 0 (negro) + R ox + X - Em que: AgX # representa a zona do cristal onde há incidência de luz R é o agente revelador Fixação Posteriormente à revelação da imagem latente, a emulsão ainda contém sais de prata não expostos e portanto é fotossensível. O restante do haleto de prata sem reagir, deve ser eliminado da película para evitar que o filme se deteriore por exposição à luz ou por envelhecimento. Para isso, o haleto de prata não revelado é convertido em um sal solúvel pela ação do fixador. AgX (insolúvel) + Fij Ag + (Fij) (solúvel) + X - Lavagem A finalidade da lavagem é remover todos os resíduos deixados pelo fixador, que de outra forma seriam capturados pela estrutura do gel, deteriorando posteriormente a qualidade da imagem. 2636

4 Secagem Seu propósito é extrair toda a água presente na gelatina para restituir a película em sua espessura original, e assim endurecer a superfície da emulsão fotográfica para evitar danos mecânicos quando se manipular o filme. Em 1997 o uso mundial de prata relacionado a processos fotográficos foi de 6600 t, com um crescimento de 3% em relação ao ano anterior. Deste total, 2024 t foram usadas em filmes amadores (minilabs) e 2480t em processos radiológicos. Para o processamento desta prata, que está inserida no filme, são consumidos anualmente em torno de 350 milhões de litros de produtos químicos (ITRONICS, 2000 apud HOCEVAR & RODRIGUEZ, 2002, p.139). No Brasil, a prata possui seu maior campo de aplicação na indústria de material fotográfico (35%) e radiográfico (15%). Esses setores foram responsáveis por 50% da demanda nacional no ano de 2000 (FITERMAN, 2001, p. 14). Tipicamente, os resíduos gerados em consultórios odontológicos são simplesmente drenados para o esgoto (KODAK, 1990). Efluentes típicos de processos de revelação de raio-x são caracterizados por elevados valores de DQO (em torno de 200 g/l), DAGON (1973) apud STALIKAS et al., 2001, p. 3845). Eles não contêm somente os componentes iniciais do revelador fotográfico mas também uma variedade de substâncias resultantes de reações químicas dos agentes reveladores com a prata, oxigênio e outros componentes presentes. (STALIKAS et. al, 2001, p. 3845) O fixador (saturado) é classificado como um resíduo perigoso porque contém alta concentração de prata. No ambiente, prata iônica livre atua como um inibidor enzimático, interferindo no processo metabólico dos organismos (www.p2pays.org, 2004). Recentes estudos mostram que a toxicidade da prata depende da sua forma química, concentração, potencial de oxiredução e também da salinidade e ph da água receptora (SYED et al., 2002, p. 277). O estudo da composição química dos efluentes é uma seqüência essencial para avaliar os impactos ambientais e para decidir a maneira adequada de tratamento para o eficiente manejo. (STALIKAS et al., 2001, p. 3845) Assim, este trabalho tem como objetivo geral a caracterização quantitativa e qualitativa dos efluentes gerados no laboratório de revelação de radiografias da Clínica Odontológica do HUM. 2-MATERIAIS E MÉTODOS 2.1- Metodologia de desenvolvimento do trabalho Realizou-se testes preliminares, coletando-se amostras compostas diárias da água de enxágüe por cinco dias e amostra do revelador e fixador utilizados em um determinado período. Efetuou-se ainda, coletas durante aula de radiologia (graduação/odontologia), em intervalos de uma hora, totalizando cinco amostras. Por fim, caracterizou-se todas estas amostras. Visto que, o laboratório de revelação de radiografias utiliza os produtos químicos por um período aproximado de três semanas (15 dias), propôs-se a caracterização da geração de efluentes, por meio de medidas de vazão de água e volume de revelador e fixador utilizados neste período. Também, propôs-se a caracterização da qualidade destes efluentes, realizando-se amostragens diárias (composta) da água de enxágüe, e ainda, amostragens do revelador e fixador a cada dois dias, durante o período de acompanhamento do processo. A metodologia está apresentada na Figura

5 Para melhor diagnosticar a influência dos processos de enxágüe pósrevelação e pós-fixação na contaminação da água, imergiu-se a colgadura com a radiografia em um recipiente contendo 1,5 Litros de água (pós-revelação) e logo depois em outro recipiente com 1,5 Litros de água (pós-fixação). Assim, analisou-se a influência de cada processo. Caracterização da geração Caracterização da qualidade Volume Revelador Volume Fixador Vazão de água Quantidade de revelações Revelador Fixador Água de enxágue Análises Fisico-químicas Características e impacto ambiental dos efluentes Figura 1 Metodologia de desenvolvimento do trabalho 2.2- Metodologia analítica As medidas de ph foram realizadas em phmetro Digimed DM-20. As análises de Demanda química de oxigênio (DQO) e Sulfatos, foram desenvolvidas de acordo com os procedimentos recomendados pelo Standard Methods (1998). A cor e turbidez foram determinadas em Espectrofotômetro (DR/2010, HACH). A concentração de metais foi determinada em espectrofotômetro de Absorção Atômica (Varian SpectrAA 10 Plus) e a concentração de Fenóis Totais pelo método colorimétrico de Folin-Ciocaulteu proposto por Scalbert et al. (1989). 3-RESULTADOS 3.1-Caracterização da geração de efluentes Processo de revelação manual A revelação manual das radiografias, provenientes da sala de raios-x, é realizada no laboratório de revelação (câmara escura) e seu sistema consiste de três tanques (solução reveladora, água corrente e solução fixadora), conforme Figura

6 1 2 3 A F B D C E G 1 -Tanque de revelação (Volume = 11,4 litros) 2 -Tanque de água corrente (Volume = 40 litros) 3 -Tanque de fixação (Volume = 11,4 litros) A -Válvula para retirada da solução reveladora (efluente) B -Entrada de água no tanque de enxágüe de radiografias C -Válvula para retirada da solução fixadora (efluente) D -Saída da água de enxágüe (efluente) para a rede de esgoto E -Válvula de controle da vazão de água F -Tampa protetora (tanque de revelação) G -Tampa protetora (tanque de fixação) Figura 2 Esquema do processo de revelação manual Produtos químicos utilizados no processo O laboratório de revelação utiliza os seguintes produtos químicos: - Revelador Dental KODAK, contendo Hidroquinona como agente revelador. - Fixador Dental KODAK, contendo Tiossulfato de amônio como agente fixador. O laboratório de revelação de radiografias utiliza 11,4 litros de solução reveladora e 11,4 litros de solução fixadora por um período aproximado de três semanas (5 dias/semana), totalizando 15 dias Vazão de água e quantidade de revelações As medidas das vazões de água no tanque de enxágüe e a quantidade de revelações diárias estão apresentadas na Tabela 1. Tabela 1 Vazão de água e quantidade de revelações DATA VAZÃO DA ÁGUA DE ENXÁGUE QUANTIDADE DE REVELAÇÕES (L/min) Periapical Oclusal Infantil 01/03 0, /03 0, /03 0, /03 0, /03 0, /03 1, /03 2, /03 1, /03 1, /03 0, /03 0, /03 0, /03 0, /03 0, /03 Desligado

7 3.2-Caracterização da qualidade dos efluentes Testes preliminares Revelador e Fixador Na Tabela 2 consta os resultados dos parâmetros avaliados no revelador e fixador. Tabela 2 Características físico-químicas Parâmetros REVELADOR FIXADOR ph 10,9 4,4 Cor (Ptco) Turbidez (FAU) 46 5 DQO (mg O 2 /L) Sulfatos Prata 2, Alumínio ND 643,5 Sódio Potássio ,2 Cálcio 69,6 100,1 Magnésio 0,4 0,8 Ferro 3,0 4,5 Manganês 0,2 0,2 Zinco 0,2 0,4 Cobre 0,4 0,2 Cobalto 0,5 0,5 Cádmio ND ND Níquel 0,7 1,4 Cromo 0,1 0,1 ND = Não Detectado Água de enxágue Na Tabela 3, apresenta-se os resultados das análises químicas (1 a 5, amostras compostas diárias em 5 dias; 6 a 10, amostras da aula de radiologia). Tabela 3 Características físico-químicas da água de enxágüe Amostra ph 7,5 7,4 7, ,5 7,7 7,8 7,6 7,6 7,6 DQO(mg O 2 /L) 20,6 17,7 35,4 66,4 53,5 177,5 299,8 381,0 276,2 244,2 Sulfatos 21,9 20,7 21,6 33,0 30,5 26,5 56,8 63,3 45,9 37,5 Fenóis Totais ND ND ND 0,4 ND 15,6 27,8 31,0 25,9 20,0 Ag ND 0,1 ND 0,3 0,1 3,2 8,4 11,0 8,7 4,2 Ca 20,6 22,2 21,9 21,2 20,3 21,0 19,9 20,2 20,0 20,6 Mg 5,0 4,9 4,8 5,0 5,0 4,8 4,7 4,7 4,7 4,7 Al 1,0 0,9 1,0 1,0 1,0 1,4 ND ND 1,8 1,7 Cu 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Co ND 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Na 6,4 6,1 6,4 9,0 6,7 23,9 35,1 38,6 32,1 27,4 K 3,4 2,6 3,8 6,1 5,0 21,7 40,0 47,5 31,0 26,2 ND = Não Detectado 2640

8 3.2.2 Acompanhamento do processo de revelação Água de enxágüe Apresenta-se na Tabela 4 os resultados referentes às amostragens, durante o período de acompanhamento do processo. Tabela 4 Características físico-químicas da água de enxágüe Amostra ph DQO (mgo 2 /L) FT Ag Ca Mg Na K 11 7,8 52,5 4,0 ND 20,3 4,0 9,6 5,8 12 7,9 219,7 35,1 0,7 20,2 4,1 24,8 20,8 13 7,9 188,8 24,9 0,7 18,0 2,5 19,3 16,9 14 8,1 45,2 ND 0,1 18,7 4,1 5,2 2,4 15 7,6 58,4 6,3 0,2 20,4 4,0 9,0 6,7 16 7,8 69,9 11,0 0,2 20,6 4,1 12,3 9,8 17 7,9 48,3 4,2 0,3 20,0 4,1 7,6 5,1 18 7,7 46,6 2,8 0,3 18,3 4,4 9,2 5,4 19 7,7 66,9 1,5 0,3 19,5 4,3 8,3 7,0 20 7,6 58,5 ND 0,2 19,1 4,3 9,0 5,1 21 7,5 99,6 7,0 0,7 19,0 4,2 20,9 12,2 22 7,6 26,4 ND 0,2 20,6 4,1 9,3 3,5 23 7,9 27,8 0,9 0,2 19,9 4,1 14,1 3,6 24 8,0 77,1 15,5 1,0 21,3 4,3 16,2 9,1 25 8,0 312,5 81,9 2,7 23,6 4,4 37,2 31,1 ND = Não Detectado FT = Fenóis Totais Evolução da DQO dos compostos químicos (Revelador e Fixador) ao longo do tempo DQO ao longo do tempo DQO (g/l) Revelador Fixador Tempo (dias) Figura 3 Acompanhamento da DQO do revelador e fixador 2641

9 Evolução da concentração de prata no fixador ao longo do tempo Evolução da concentração de prata no fixador ao longo do tempo 1600 [Ag] Tempo (dias) Figura 4 Concentração de prata no fixador ao longo do tempo Teste de revelação Tabela 5 Características físico-químicas da água nos processos de enxágüe Parâmetros Água/Enxágüe pós-revelação ph 8,3 7,9 DQO (mg O 2 /L) 59,3 72,5 Sulfatos 26,7 29,0 Fenóis Totais 11,9 1,8 Ag ND 1,6 Ca 21,4 22,3 Mg 4,8 4,8 Al 0,8 1,1 Cu 0,1 0,1 Co 0,1 0,1 Na 12,1 6,6 K 15,0 2,7 Água/Enxágüe pós-fixação 4-DISCUSSÃO DOS RESULTADOS No período de acompanhamento do processo, a Clínica Odontológica do HUM revelou em média 36 radiografias por dia. A mais utilizada é a periapical, sendo as do tipo oclusal e infantil utilizadas com menor freqüência, conforme Tabela 1. O serviço de radiologia é utilizado no atendimento clínico (Periodontia, Dentística, Endodontia, Pediatria, Cirurgia, Prótese, Projeto de lesões bucais e Projeto de traumatologia) e no setor de emergência. Além disso, este serviço é utilizado em disciplinas da graduação (Radiologia) e em cursos de especialização (Prótese, Endodontia, Dentística). A vazão de água corrente para enxágüe das radiografias variou entre 0,28 e 2,14 L/min (Tabela 1), excluindo o dia 19/03. Ou seja, têm-se vazão mínima de 151,2 2642

10 L/dia e máxima de 1155,6 L/dia, uma vez que este processo tem duração de nove horas diárias. Isto caracteriza o elevado volume de água drenado para o esgoto. As características do revelador, apresentados na Tabela 2, mostram que este efluente apresenta caráter bastante poluente e que a prática do lançamento à rede coletora de esgoto doméstico pode levar prejuízos ao sistema de tratamento de esgoto da cidade, e em última análise aos corpos receptores hídricos da cidade. A mesma discussão pode ser feita com relação ao fixador, cujos dados da caracterização encontram-se na Tabela 2, com o agravante que neste efluente há uma elevada concentração de prata, que pode ser recuperada e comercializada agregando valor ao efluente gerado. Com relação à água de enxágüe, verifica-se analisando as Tabelas 3 e 4, que suas características conferem a este efluente alto poder poluente, com concentrações consideráveis de fenóis e de prata, esta acima dos valores estabelecidos pela Resolução n 20 do CONAMA, o que justificaria a implantação de um sistema de tratamento para este efluente. Verificou-se ainda que houve variações ao longo do tempo das concentrações de DQO, tanto do revelador, quanto do fixador. Estas variações podem ser devidas aos processos de oxidação dos compostos químicos que ocorrem quando em contato com o oxigênio do ar. No teste de revelação, destaca-se os valores de fenóis totais (11,9 mg/l) e de concentração de prata (1,6 mg/l) na água de enxágüe pós-revelação e pós-fixação, respectivamente. Como utilizou-se 1,5 L de água para cada processo, têm-se 17,9 mg de fenóis totais e 2,4 mg Ag. Para o total de 541 revelações (Tabela 2), atingiuse 1214,5 mg Ag/L de fixador (Figura 4). Para o volume total de 11,4 litros, têm-se 13845,3 mg de prata. Assim, em média, cada radiografia libera em torno de 25, 6 mg Ag no fixador. Então, verifica-se que aproximadamente 10% da prata presente no filme (não revelada) é liberada na água de enxágüe. Este valor pode variar, dependendo da concentração de prata no fixador. 5-CONCLUSÃO Por meio dos resultados apresentados, conclui-se que elevados volumes de água de processamento são lançados diariamente na rede coletora de esgoto, com elevada concentração de prata e fenóis totais, os quais podem causar danos aos organismos do corpo receptor. Portanto, torna-se necessário a recuperação da prata do fixador usado e da água de enxágüe, reduzindo custos do processo e buscando a reutilização desta água no próprio processo. Deve-se ainda, tratar a solução reveladora e a solução fixadora (após recuperação da prata) e dar-lhes uma adequada destinação final, minimizando o impacto gerado por estes efluentes. 6-REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA). Standard methods for the examination of water and wastewater, 20th ed., 1998 AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA (ANVISA). Resolução RDC 33, de25/fevereiro/2003. Dispõe sobre o Regulamento Técnico para o Gerenciamento de resíduos de serviços de saúde. CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE (CONAMA). Resolução n o 20 de 18 de junho de FITERMAN I. R., BALANÇO MINERAL BRASILEIRO 2001, Brasília, Departamento Nacional de Produção Mineral, p. 1-21,

11 HOCEVAR, C. M. & RODRIGUEZ M. T. R., Avaliação do impacto gerado por efluentes fotográficos, gráficos e radiológicos em Porto Alegre, RS, BRASIL. Engenharia sanitária e ambiental, Vol. 7-n 3 e n 4, p , KODAK Dental Radiography Series. Management of photographic wastes in the dental office, 1990 SCALBERT, A.; MONTIES, B. & JANIN G. Tannin in wood: comparison of different estimation methods. J. Agric. Food Chem. 37, p , STALIKAS, C. D., LUNAR, L., RUBIO, S., PEREZ-BENDITO, D., Degradation of medical x-ray film developing wastewaters by advanced oxidation processes, Wat. Res. Vol. 35, N 16, p , 2001 SYED, S.; SURESHA, S.; SHARMA, S; SYED, A. A., Clean technology for the recovery of silver from processed radiographic films, Hidrometallurgy 63, p , Ficha de informações de segurança de produtos químicos/ Acesso em: 22/01/ Acesso em: 18/05/2004 Acesso em: 20/01/2004 ABSTRACT Black and white photographic processes are extensively used by dental clinical to obtain x-ray plates. Four processes are necessary for obtaining the film: Revelation, Fixation, Washing and Drying. This work has as general objective to characterize qualitative and quantitatively the effluents which are generated in the in the laboratory revelation of the Hum s dental clinic x-ray. Thus, not only the characterization of the effluent s quality was proposed (developer, fixer and wash water) but also the effluents generation, by way of measures of water s volumetric flows and developer and fixer volume used in a certain period. The x-ray s revelation laboratory uses 11,4 liters of developing solution and 11,4 liters of fixing solution for a three weeks period, revealing around 180 x-rays per week. The washing water s volumetric flow used is between 0,28 and 2,14 L/min (9 hours/day), or, 151,2 to 1155,6 L/day. Results of the effluent s characterization show high values of COD (developer mg/l; fixer mg/l) and sulfates (developer mg/l; fixer mg/l). The developer presented basic ph (10,9), high color and turbidity, 387 Ptco and 46 FAU, respectively. The fixer presented acid ph (4,4) and high silver concentration (1024 mg/l). The wash water presented values of COD between 17,7 mg/l and 381,0 mg/l and maximum value of 11,0 silver mg/l. So, it is necessary to treat the developer, fixer and the washing water, to minimize the impact generated by these effluents. Key-words: x-ray effluent, developer, fixer, silver 2644

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