Química dos Solos - parte II

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1 Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) Instituto de Ciências Exatas Departamento de Química Aula 09 Química Ambiental Química dos Solos - parte II Resíduos perigosos - Definição e características Resíduos sólidos - Definições e contexto - Questões relacionados ao lixo urbano Prof. Rafael Arromba de Sousa Juiz de Fora, 2S

2 INTRODUÇÃO Dentre as SUBSTÂNCIAS QUE PODEM CONTAMINAR os solos algumas 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 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 consequencia da POLUIÇÃO AMBIENTAL 2

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 abordados em Aulas anteriores - Outras substâncias, que podem ser classificadas como: - Inflamáveis - Corrosivas - Reativas - Radioativas - Produtos comerciais e/ou industriais - Subprodutos da sua fabricação 3

4 RESÍDUOS PERIGOSOS INDEPENDENTE DO TIPO DE SUBSTÂNCIA EXISTE UMA CLASSIFICAÇÃO GERAL Classificação Geral em relação ao DL 50 (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 - Toxicologia Vários tipos de substâncias podem ser tóxicas ao homem e ao ambiente Diferentes vias de acesso de uma substância 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 5

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 6

7 RESÍDUOS PERIGOSOS - Classificação AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS Substâncias inflamáveis Que queimam facilmente Classificam-se em inflamáveis, pirofóricas e 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 7

8 COMBUSTÍVEIS AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS Substâncias com ponto de ignição entre 60,5 93,3 o C São aqueles que atuam como agentes redutores de uma chama (acetileno) Substâncias de caráter oxidante: 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 8

9 AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS PIROFÓRICAS Substâncias que se inflamam espontaneamente. Pós muito finos quando em situação de atrito são um exemplo (sulfeto de ferro (II), metais alcalinos e urânio finamente divididos) 9

10 AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS Substâncias Reativas Substâncias que participam de reações violentas, as quais podem ocorrer inclusive entre moléculas do mesmo tipo (extremidade oxidante x extremidade redutora). Exemplos - Explosivos (TNT) e nitroglicerina - Metais alcalinos (ao reagirem com água) sódio metálico* - Compostos que originam gases venenosos ao reagiram com soluções ácidas ou básicas (cianetos e sulfetos) (*) acessado 12/12/13 10

11 AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS Substância 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 11

12 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 de 10-20% das necessidades mundiais de energia elétrica seja proveniente de FONTES NUCLEARES Consideradas POLÊMICAS Exemplos (alguns) AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS U Isótopo radioativo do 238 U, bastante empregado como matéria-prima Ba e 91 Kr Isótopos gerados na fissão nuclear do 235 U U, 239 Np e 239 Pu Isótopos gerados como subprodutos da fissão nuclear do 235 U 12

13 ... 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 elementos na barra de combustível ) Resíduos dos reatores Constituem um risco e por MUITOS ANOS... ELEMENTO TEMPO DE MEIA VIDA 90Sr 28 anos 132Cs 30 anos 13

14 CONSIDERAR que os resíduos perigosos podem contaminar não só o solo, mas também os demais ambientes da biosfera Fazer uso e disposição conscientes das substâncias químicas! Não exemplo - Volatilização de contaminantes: o problema da contaminação ambiental não é eliminado, apenas é transferido para outro ambiente (atmosfera), podendo inclusive, retornar ao solo... 14

15 CONTAMINAÇÃO DOS SOLOS ALGUMAS CONSIDERAÇÕES Diferentes tipos de resíduos perigosos - Substâncias orgânicas e inorgânicas - Podem contaminar todo o ambiente (não apenas os solos) Remediar ambientes contaminados é possível mas não é uma tarefa fácil PREVENIR A POLUIÇÃO E USAR RESPONSAVELMENTE AS SUSBTÂNCIAS QUÍMICAS Envolve também a gestão do LIXO urbano 15

16 O LIXO URBANO CONTEXTO ATUAL Nos lixões, materiais diversos ainda são descartados a céu aberto! - Que materiais estão contidos nesses sacos de lixo? - Existe algum risco de contaminação dos animais que vivem neste ambiente? E das pessoas (os catadores de lixo)? 16

17 O LIXO URBANO - CONTEXTO Várias respostas são possíveis: 1) Esses materiais podem conter substâncias perigosas e que podem contaminar a água e o solo, bem como atrair animais, os quais podem originar outros problemas 2) Um exemplo de substância perigosa, são aquelas provenientes de hospitais e clínicas médicas (risco biológico e/ou radioativo) Este tipo de rejeito não deve ser descartado em lixões e sim... 17

18 O LIXO URBANO - CONTEXTO Em relação aos ANIMAIS, os lixões podem atrair diversos animais e estes podem originar outros problemas além de contaminações microbiológicas: A grande quantidade destes pode ainda atrapalhar atividades humanas como a aviação civil, causando até mesmo acidentes 18

19 RESÍDUOS SÓLIDOS Definições e Classificações Lixo urbano é um Resíduo ou um Rejeito? Resíduo não é sinônimo de Rejeito... (Lei 12305, de 2 de agosto de 2010) Resíduos podem ser reaproveitados ou tratados e os rejeitos não Rejeitos são resíduos sólidos que não apresentam outra possibilidade que não a disposição final ambientalmente adequada O que se considera Resíduo sólido? A classificação dos resíduos sólidos segundo a ABNT (duas): Uma delas é baseada na origem deles e a outra, de acordo com a periculosidade dos mesmos 19

20 Classificação dos resíduos de acordo com a origem: A- Resíduos domiciliares (provenientes das residências) B- Resíduos de limpeza urbana (varrição e outros serviços de limpeza urbana) C- Resíduos sólidos urbanos ( A + B ) D- Resíduos de estabelecimentos comerciais e prestadores de serviços E- Resíduos dos serviços de saneamento básico (não englobam C ) F- Resíduos industriais (provenientes dos processos produtivos e indústrias) G- Resíduos dos serviços de saúde (gerados nos serviços de saúde) H- Resíduos da construção civil (construções civis e nas etapas de preparação) I- Resíduos agrossilvopastoris (gerados nas atividades agropecuárias e silviculturais) J- Resíduos de serviços de transporte (serviços de transporte e passagem em fronteira) K- Resíduos de mineração (gerados nas atividades de pesquisa, extração e benecifiamento de minérios) 20

21 Classificação dos resíduos de acordo com a periculosidade: Resíduos Classe I - Resíduos Classe II RESÍDUO CLASSE I São os resíduos perigosos - Apresentam risco à saúde pública ou à qualidade ambiental - Materiais que apresentem pelo menos uma das seguintes características: - Inflamabilidade - Corrosividade - Alta reatividade - Toxicidade (carcinogenicidade, teratogenicidade e mutagenicidade) - Patogenicidade RESÍDUO CLASSE II A São materiais não perigosos porém não inertes - Não se enquadram nas características da Classe I - Podem ter propriedades tais como: - Biodegradabilidade - Combustibilidade - Solubilidade em água 21

22 Classificação dos resíduos de acordo com a periculosidade: RESÍDUO CLASSE II B São os resíduos inertes - Não se solubilizam o suficiente em água e não alteram parâmetros de potabilidade da água (aspecto, cor, turbidez, dureza e sabor), quando nas seguintes condições: - Temperatura ambiente - Contato dinâmico e estático com água (destilada ou deionizada) Os resíduos sólidos devem ser dispostos separadamente, de acordo com a sua classe, em ATERROS SANITÁRIOS (ou químicos) onde deverão gerar o mínimo impacto possível sobre o ambiente e a saúde humana 22

23 Outros aspectos da Lei Institui políticas de gestão para os resíduos sólidos - Estabelece responsabilidades sobre a geração e gerenciamento dos resíduos - Leva em consideração questões de: - Saúde pública - Preservação do ambiente - Sustentabilidade Ficam extintos os lixões Obrigatoriedade da Coleta Seletiva Para os aterros devem ir apenas os rejeitos Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) 23

24 Alguns aspectos da Lei BOAS PERSPECTIVAS (Resultados futuros esperados) Readequação das atividades industriais em relação ao destino dos resíduos sólidos (Diminuição de impactos) Crescimento (e desenvolvimento) das atividades industriais de reciclagem (Atividades econômicas novas ) - Viabilização de tecnologias para reaproveitamento de resíduos - Viabilização de mercados para itens reciclados Estímulo a organizações de catadores de resíduos, gerando inclusão sócioeconômica 24

25 O LIXO URBANO Contexto e Destinação Contexto geral: LIXO URBANO é um resíduo... Constitui o principal resíduo gerado pelas atividades antropológicas É um problema ambiental (países desenvolvidos) Quanto maior o consumo: maior a quantidade de lixo ( Em BH, é estimada uma produção diária de 4,6 mil toneladas de lixo! ) 25

26 O LIXO URBANO Contexto e Destinação Mas considerando-se que todos os materiais podem sofrer decomposição natural, haveria problemas? ALGUMAS RESPOSTAS - O tempo que muitos materiais levam para se degradarem naturalmente - A quantidade de lixo produzida é maior que a capacidade de degradação dos microorganismos decompositores 26

27 O LIXO URBANO Contexto e Destinação Lixo coletado Depósito Reciclagem Seleção de Materiais reaproveitáveis Aterros Lixões Compostagem 27

28 LIXO URBANO Aproveitamento da Fração Orgânica FRAÇÃO ORGÂNICA DO LIXO cerca de 50 % m/m do resíduo sólido urbano Constituição: - sobras de alimentos - cascas de frutas e legumes - verduras - podas de arborização e gramados COMPOSTAGEM é viável e obrigatória (Lei 12305) O processo de compostagem: 1) A fração orgânica do lixo é misturada, primeiramente, com terra para início do processo, que é natural e pode ocorrer em ambiente aberto ou fechado 28

29 LIXO URBANO Aproveitamento da Fração Orgânica O processo de compostagem: 1) A fração orgânica do lixo é misturada, primeiramente, com terra para início do processo, que é natural e pode ocorrer em ambiente aberto ou fechado Sendo natural, os microorganismos que transformam a fração orgânica em húmus já estão, naturalmente, no solo Características: Esse processo é lento e pode durar até 90 dias Pode ser dividido em várias fases, sendo duas principais 29

30 LIXO URBANO Aproveitamento da Fração Orgânica Fase 1 (Digestão ou bioestabilização): - Ocorre uma decomposição do material orgânico por microorganismos aeróbios e que pode ser considerado um processo de fermentação - Como resultado desse processo (no qual as reações são exotérmicas), a temperatura do resíduo aumenta e pode chegar em até 60 0 C Assim, quando todo o material orgânico já tiver sido transformado, temperatura começa a cair e inicia-se a fase 2 a Fase 2 (Maturação ou cura): - Os compostos transformados pelos microorganismos na fase 1 sofrem outras alterações químicas até a formação do húmus e a desmineralização da matéria orgânica - Ao final deste processo a temperatura diminui e chega à temperatura ambiente 30

31 ATERRO: Instalações projetadas para dispor resíduos sólidos de modo ambientalmente seguro CARACTERÍSTICAS : LIXO URBANO Aterro (e Lixões) Não é construído em áreas sujeitas a inundações Deve ser localizado a pelo menos 200 m de qualquer curso d água Entre a superfície inferior e o lençol freático mais próximo deve haver pelo menos 1,5 m de solo - Deve ser impermeável (argiloso) e bem arborizado - Sua manutenção deve evitar erosões e minimizar a difusão de poeira e odores Na construção, o local tem seu solo impermeabilizado (argila + lonas plásticas) - Proteger o solo da infiltração do chorume Canalizado e encaminhado para lagoas de tratamento 31

32 CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE UM ATERRO SANITÁRIO (continuação) As águas das chuvas são canalizadas (evitando acúmulo) A quantidade de material que entra é controlada (balança) Os gases liberados durante a decomposição são captados e podem ser queimados purificação do ar ou usados na produção de energia Apresenta poços de monitoramento (a montante e a jusante) no sentido do curso do lençol freático 32

33 CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE UM ATERRO SANITÁRIO (continuação) 33

34 CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesta aula deve ficar claro que... O LIXO URBANO é um problema ambiental - O volume de resíduos sólidos é muito elevado e, aos poucos, vai inutilizando as regiões onde é depositado - Substâncias químicas perigosas podem contaminar o solo, a água e até o ar - A presença de animais que vivem e se multiplicam nos lixões favorece a proliferação de doenças entre as pessoas 34

35 Nesta aula deve ficar claro que... CONSIDERAÇÕES FINAIS O LIXO URBANO é um problema ambiental A COMPOSTAGEM é uma destinação adequada para a fração orgânica do lixo - Os compostos orgânicos são parcialmente decompostos por microorganismos naturalmente presentes no solo - O material resultante, ao contrário do material original, não polui o meio e pode ser usado como adubo orgânico Sempre que possível o lixo deve ser disposto em aterros e não em lixões (legislação) 35

36 REFERÊNCIAS Baird, C. Química Ambiental, 2ª Ed, Bookman, 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. acessado em 10/08/13. Nascentes, C. C.; Costa, L. M. Química Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais, acessado em 02/10/ acessado em 07/10/ acessado em 07/10/ acessado em 23/10/ acessado em 23/10/2012. A. L. V. Cubas, C. M. C. Pandini. Poluição Ambiental Disciplina na Modalidade a Distância, UnisulVirtual, Plano Nacional de Resíduos Sólidos, Lei no de 2 de agosto de