QUI106 - Química Analítica Ambiental. Prof. Rafael Arromba de Sousa

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1 Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) Instituto de Ciências Exatas Departamento de Química QUI106 - Química Analítica Ambiental Aula 10 Química dos Solos -Parte II - Resíduos perigosos definição e características - Contaminantes dos solos Prof. Rafael Arromba de Sousa Juiz de Fora,

2 APRESENTAÇÃO Esta aula versará sobre os tipos de SUBSTÂNCIAS QUE PODEM CONTAMINAR os solos, das quais muitas fazem parte dos chamados resíduos perigosos Para situar este assunto, vale lembrar que: 1) O solo é composto por sólidos, líquidos e gases 2) A proporção e composição dessas fases não é fixa Nesse sentido, os contaminantes são as substâncias que geralmente não fazem parte do solo ou que não ocorrem em teores elevados As substâncias contaminantes chegam ao solo como consequência da POLUIÇÃO AMBIENTAL

3 RESÍDUOS PERIGOSOS 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 Já abordadas em Aulas anteriores - Outras substâncias, que podem ser classificadas como: - Inflamáveis - Corrosivas - Reativas - Radioativas - Produtos comerciais - Subprodutos da sua fabricação

4 DL 50 RESÍDUOS PERIGOSOS Vários tipos de substâncias podem ser tóxicas ao homem e ao ambiente Classificação Geral em relação ao DL (parâmetro biológico) DL 50 É a Dose Letal que causa a morte de 50% de uma população de organismos expostos, em condições experimentais definidas: DL 50 oral ratos (mg/kg) DL 50 cutânea ratos/coelhos (mg/kg) DL 50 inalação ratos (mg/m 3 ) Muito tóxico < 25 <50 < 0,5 Tóxicos ,5-2 Nocivos

5 RESÍDUOS PERIGOSOS Vários tipos de substâncias podem ser tóxicas ao homem e ao ambiente Vias de acesso de uma substância tóxica 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

6 RESÍDUOS PERIGOSOS Os efeitos tóxicos podem ser variados e são classificados em EFEITO AGUDO e EFEITO CRÔNICO ou CUMULATIVO EFEITO AGUDO É aquele causado pela absorção rápida de uma substância devido a uma dose única ou exposição em um período < 24h Ex: CO (g) e HCN (g) EFEITO CRÔNICO ou CUMULATIVO É aquele causado por uma exposição prolongada ou repetida (duração de dias, meses ou anos). Os sintomas podem não aparecer imediatamente. Ex: Envenenamentos por metais pesados e pesticidas

7 RESÍDUOS PERIGOSOS Ex dos efeitos da Intoxicação por Pb (metal pesado )

8 RESÍDUOS PERIGOSOS AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS Substâncias inflamáveis Que queimam facilmente Classificam-sese em inflamáveis, pirofóricas, combustíveis LÍQUIDO INFLAMÁVEL Ponto de ignição inferior à 60,5 o C Ex: butano (-60 o C), tolueno (4 o C), metanol (12 o C) Para lembrar... Ponto de ignição é a menor temperatura em que o vapor de uma substância entra em combustão quando exposto a uma chama

9 AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS COMBUSTÍVEIS Substâncias com ponto de ignição entre 60,5 93,3 o C São agentes redutores de uma chama (O 2 atua como agente oxidante) Outros agentes oxidantes importantes: Ozônio, óxido nitroso Halogênios na forma diatômica (Cl 2, Br 2 ) 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

10 AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS PIROFÓRICAS Substâncias que se inflamam espontaneamente. Pós muito finos quando 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 Tratamento da solução resultante agentes redutores moderados solução de SO 2 ou Fe 2+

11 AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS SUBSTÂNCIAS REATIVAS Substâncias que participam de reações violentas, as quais podem ocorrer entre moléculas dela mesma (extremidade oxidante x extremidade redutora). Exemplos - Explosivos (TNT) e nitroglicerina - Metais alcalinos (ao reagirem com água) - Compostos que originam gases venenosos ao reagiram com soluções ácidas ou básicas (cianetos e sulfetos)

12 AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS SUBSTÂNCIAS CORROSIVAS Substâncias que deterioram os materiais com os quais entram em contato (inclusive tecidos biológicos) Em sua maioria são ácidos e bases fortes Exemplos - H 2 SO 4 (cujo produto de reação, SO 2, também é tóxico) - Outros ácidos (HCl, HF e HNO 3 ) - Hidróxidos de sódio e potássio

13 AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS SUBSTÂNCIAS CORROSIVAS ALGUNS CUIDADOS são necessários, incluindo o pós-manipulação Eliminar os resíduos por NEUTRALIZAÇÃO Reações ácido-base Soluções aquosas de sais (menos reativos) IMPORTANTE Garantir que a mistura reacional não se torne excessivamente quente (reações exotérmicas)

14 AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS SUBSTÂNCIAS RADIOATIVAS São os núcleos que emitem partículas α, β ou radiação γ e que contaminam o ambiente devido às atividades de extração mineral e uso nas indústrias nucleares (principalmente) e, na medicina Estima-se que 18% das necessidades mundiais de energia elétrica seja proveniente de FONTES NUCLEARES Consideradas POLÊMICAS Exemplos (alguns) U Isótopo radioativo do 238 U, bastante empregado como matéria-prima Ba e 91 Kr Isótopos gerados na fissão nuclear do do U U, 239 Np e 239 Pu Isótopos gerados como subprodutos da fissão nuclear do do U

15 SUBSTÂNCIAS RADIOATIVAS Entendendo a CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL 1) Mineração do 235 U é liberado Rn (g) (radioativo) Contaminação ocupacional dos trabalhadores Lixo liberado pela rocha original (refugo) 2) Resíduos do processo matéria-prima ( 235 U remanescente e demais combustível ) resíduos dos reatores elementos na barra de Constituem um risco por MUITOS ANOS ELEMENTO 90 Sr 132 Cs TEMPO DE MEIA VIDA 28 anos 30 anos

16 SUBSTÂNCIAS RADIOATIVAS Fatos importantes e Contexto atual 1) Grandes e catastróficos acidentes Usina de Three Mile Island, Pensilvânia, em 1979 Usina de Chernobil, Ucrânia em 1986 Usina de Fukushima no1, Japão em 2011 O Portal de notícias G1 lista 10 acidentes nucleares desde 1979! 2) As usinas nucleares no Brasil Angra I ( construção iniciada em 1972 e início de operação em 1985 ) Angra II ( entrou em operação em 2000, com quase o dobro de potência ) Angra III ( iniciada em 2010, entrará em operação em 2018, com capacidade para abastecer durante 1 ano BH e Brasília! )

17 Os resíduos perigosos podem contaminar não só o solo, mas também os demais ambientes da biosfera /04/frases-famosas-sobre-o-planeta.html

18 CONTAMINAÇÃO DOS SOLOS ASPECTOS GERAIS O maior problema relacionado aos contaminantes dos solos é a toxicidade das substâncias contaminantes A acumulação de poluentes depende da composição do solo 1) A fração mineral pode interagir com os contaminantes por atração eletrostática ou por adsorção CONTAMINANTES METÁLICOS (metais pesados, p. ex) tendem a se concentrar nas frações mais finas do solo, ou seja, nas partículas menores EXEMPLOS COTIDIANOS de contaminantes inorgânicos são os adubos, quando usados em excesso O excesso de fertilizantes nitrogenados,, p. ex, prejudica o desenvolvimento das plantas

19 CONTAMINAÇÃO DOS SOLOS ASPECTOS GERAIS A acumulação de poluentes depende da composição do solo 1) A fração mineral pode interagir com os contaminantes por atração eletrostática ou por adsorção 2) A fração orgânica é capaz de imobilizá-los los por complexação Exemplos cotidianos: efluentes domésticos (esgoto) não tratados e os pesticidas - Existem várias classes de pesticidas, uma para cada tipo de aplicação Os pesticidas são venenos para as diversas pragas da agricultura mas também são tóxicos para os animais domésticos e o homem O uso de pesticidas deve seguir normas rigorosas de segurança, na aplicação e, também, em relação à quantidade usada

20 CONTAMINAÇÃO DOS SOLOS ASPECTOS GERAIS 2) A fração orgânica é capaz de imobilizá-los los por complexação Exemplos cotidianos: efluentes domésticos (esgoto) não tratados e os pesticidas - Existem várias classes de pesticidas, uma para cada tipo de aplicação Os pesticidas são venenos para as diversas pragas da agricultura mas também são tóxicos para os animais domésticos e o homem O uso de pesticidas deve seguir normas rigorosas de segurança, na aplicação e, também, em relação à quantidade usada Pesticidas já proibidos e os potencialmente tóxicos não devem ser usados pois além de tóxicos, são compostos muito persistentes, ou seja, demoram a se degradar e, por isso, podem comprometer toda a cadeia alimentar, chegando inclusive ao homem

21 CONTAMINAÇÃO DOS SOLOS CONSIDERAÇÕES FINAIS Diferentes tipos de resíduos perigosos - Substâncias orgânicas e inorgânicas - Podem contaminar todo o ambiente, inclusive os solos Remediar ambientes contaminados é possível mas não é uma tarefa fácil PREVENIR A POLUIÇÃO E USAR SUSBTÂNCIAS QUÍMICAS RESPONSAVELMENTE AS Envolve também o LIXO urbano (Assunto da próxima Aula) - Volatilizar contaminantes não elimina o problema da contaminação ambiental, apenas transfere o contaminante para outro ambiente (atmosfera), podendo inclusive, retornar ao solo...

22 REFERÊNCIAS Baird, C. Química Ambiental, 2ª Ed, Bookman, 1999 Val, A. M. G.; Nascentes, C. C.; Machado, J. C. Segurança e Técnicas de Laboratório I, Universidade Federal de Minas Gerais, acessado em 09/08/13 principais-acidentes-nucleares-recentes.html, acessado em 10/08 08/13 Nascentes, C. C.; Costa, L. M. Química Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais, /10/2012 acessado em acessado em 07/10/ acessado em 07/10/2012