Aula 9: Química dos Solos e Sedimentos (Parte 2)

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1 QUI 106 Química Analítica Ambiental (2017/1) Departamento de Química Aula 9: Química dos Solos e Sedimentos (Parte 2) Resíduos perigosos e resíduo sólido urbano Estagiária: Náira da S. C. Almeida Prof. Rafael A. de Sousa Juiz de Fora, 31 de maio de 2017

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3 Relembrando... Gases Algumas substâncias podem CONTAMINAR o solo Sólidos Líquidos POLUIÇÃO AMBIENTAL SOLO RESÍDUOS PERIGOSOS Composição/proporção não é fixa! 3

4 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 Outras substâncias -Inflamáveis - Corrosivas - Reativas - Radioativas - Produtos comerciais e/ou industriais - Subprodutos da sua fabricação 4

5 Resíduos Perigosos-Classificação Geral (DL 50 ) DL 50 é a dose letal que causa a morte de 50% de uma população de organismos expostos, em condições experimentais definidas: Classificação 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

6 Resíduos Perigosos-Toxicologia Existem 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 6

7 Resíduos Perigosos-Toxicologia EFEITO AGUDO EFEITO CRÔNICO Absorção rápida de uma substância devido a uma dose única ou exposição em um período < 24h Ex: CO (g) e HCN (g) Exposição prolongada ou repetida (duração de dias, meses ou anos). Os sintomas podem não aparecer imediatamente... Metais pesados (Ba, Cd, Cr, Pb, Hg, Ag), As, Se Pesticidas 7

8 Resíduos Perigosos-Classificação Representam um perigo para saúde humana ou para o meio ambiente, quando gerenciados inadequadamente. Sinalização de Segurança Inflamáveis Reativas Corrosivas Radioativas Ensaios devem ser utilizados para determinar se um resíduo exibe qualquer características perigosa. 8

9 9 Resíduos Perigosos-Classificação Queimam facilmente apresentando risco de incêndios. Sub-classes inflamáveis, combustíveis e pirofóricos LÍQUIDO INFLAMÁVEL Ponto de ignição inferior à 60,5 o C Ex: butano (-60 o C), tolueno (4 o C), metanol (12 o C) Inflamáveis Para lembrar... Ponto de ignição é a menor temperatura em que o vapor de uma substância entra em combustão quando exposto a uma chama

10 Resíduos Perigosos-Classificação COMBUSTÍVEIS Substâncias com ponto de ignição entre 60 a 93,3 C São aqueles que atuam como agentes redutores de uma chama (acetileno). Inflamáveis 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 Sua manipulação deve ser a frio e/ou com soluções diluídas. 10

11 11 Resíduos Perigosos-Classificação PIROFÓRICAS Substâncias que se inflamam espontaneamente. Pós muito finos quando em situação de atrito são um exemplo Inflamáveis (sulfeto de ferro (II), metais alcalinos e urânio finamente divididos)

12 Resíduos Perigosos-Classificação Substâncias que participam de reações violentas, que podem ocorrer inclusive entre moléculas do mesmo tipo (extremidade oxidante x extremidade redutora). Exemplos: - Explosivos (TNT) e nitroglicerina - Metais alcalinos (ao reagirem com água) Na (s) + H 2 O (l) Na + (aq) + OH - (aq)+ H 2 (g) Reativas M5aK-eY - Compostos que originam gases venenosos ao reagirem com soluções ácidas ou básicas (cianetos e sulfetos) Câmaras de gás (II Guerra Mundial): morte em 20 minutos 12

13 13 Resíduos Perigosos-Classificação Substâncias que deterioram os materiais com os quais entram em contato (inclusive tecidos biológicos) Estão incluídos resíduos capazes de corroer aço a taxa 0,635 cm/ano (armazenamento!) Tendem a reagir com outros resíduos, lixiviar metais... Se chegarem aos cursos d água tem efeito devastador nos habitats aquáticos. Corrosivas Em sua maioria são ácidos e bases fortes Exemplos: - H 2 SO 4 (cujo produto de reação SO 2 também é tóxico) - HF (deve ser armazenado em teflon, penetra a pele chegando a dissolver os ossos) - HNO 3 - Hidróxidos de sódio e potássio.

14 Resíduos Perigosos-Classificação 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 Exemplos: U Isótopo radioativo do 238 U, bastante empregado como matéria-prima Ba e 91 Kr Isótopos gerados na fissão nuclear do 235 U Radioativas U, 239 Np e 239 Pu Isótopos gerados como subprodutos da fissão nuclear do 235 U? 14

15 15 Resíduos Perigosos-Classificação BRASIL 30 anos! Radioativas 13 de setembro de 1987, dois sucateiros encontraram nas ruínas do antigo Instituto Goiano de Radioterapia (Goiânia) um equipamento contendo o isótopo, que acabou exposto quando abriram o equipamento. Oficialmente, 4 pessoas morreram, mas o número de vítimas contaminadas ainda gera discussão!

16 Resíduos Perigosos Os resíduos perigosos podem contaminar não só o solo, mas também os demais ambientes da biosfera. Fazer uso e disposição conscientes das substâncias químicas! Volatilização de contaminantes: o problema da contaminação ambiental não é eliminado, apenas é transferido para outro ambiente podendo retornar ao solo. Remediar ambientes contaminados é possível mas não é uma tarefa fácil! Envolve também a gestão do LIXO urbano 16

17 17 LIXO urbano LIXÕES PROIBIDOS POR LEI! - 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)?

18 LIXO urbano 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! Lixo hospitalar: deve ser incinerado ou tratado em autoclave, pois causa proliferação de doenças. Decomposição da matéria orgânica biodegradável gera gases, poluindo o ar. Chorume contamina o lençol freático 18

19 LIXO urbano Além de contaminações microbiológicas, animais atraídos por lixões podem trazer outros problemas

20 20 LIXO urbano: resíduo ou rejeito? Resíduo não é sinônimo de Rejeito... (Lei 12305, de 2 de agosto de 2010) Resíduos: qualquer material que sobra de um processo de produção, transformação, extração de recursos naturais, execução ou consumo de produtos e serviços que podem ser reaproveitados ou tratados. Rejeitos: depois de ter se esgotado todas as possibilidades de tratamento e recuperação, não apresentam outra possibilidade senão a disposição final ambientalmente adequada.

21 LIXO urbano: resíduo ou rejeito? (Lei 12305, de 2 de agosto de 2010) Institui políticas de gestão para resíduos sólidos - Saúde pública - Preservação do ambiente - Sustentabilidade 21 Estabelece responsabilidades sobre geração e gerenciamento de resíduos Ficam extintos os lixões Obrigatoriedade da Coleta Seletiva Para os aterros devem ir apenas os rejeitos

22 LIXO urbano: resíduo ou rejeito? (Lei 12305, de 2 de agosto de 2010) : o que esperar? 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 Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS) Estímulo a organizações de catadores de resíduos, gerando inclusão sócio-econômica. 22

23 Resíduos Sólidos: classificação segundo ABNT 1. Resíduos domiciliares (provenientes das residências) 2. Resíduos de limpeza urbana (varrição e outros serviços de limpeza urbana) 3. Resíduos sólidos urbanos ( A + B ) 4. Resíduos de estabelecimentos comerciais e prestadores de serviços 5. Resíduos dos serviços de saneamento básico (não englobam C ) ORIGEM 6. Resíduos industriais (provenientes dos processos produtivos e indústrias) 7. Resíduos dos serviços de saúde (gerados nos serviços de saúde) 8. Resíduos da construção civil (construções civis e nas etapas de preparação) 9. Resíduos agrossilvopastoris (gerados nas atividades agropecuárias e silviculturais) 10. Resíduos de serviços de transporte (serviços de transporte e passagem em fronteira) 11.Resíduos de mineração (gerados nas atividades de pesquisa, extração e benecifiamento de minérios) 23

24 24 Resíduos Sólidos: classificação segundo ABNT Classe I Classe II PERICULOSIDADE 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

25 Resíduos Sólidos: classificação segundo ABNT RESÍDUO CLASSE II A RESÍDUO CLASSE II B 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 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) 25

26 26 Voltando ao lixo urbano Contexto geral: LIXO URBANO é um resíduo... - 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.

27 Voltando ao lixo urbano Reciclagem Lixo coletado Aterros sanitários Compostagem 27

28 Fração Orgânica: aproveitamento Corresponde a cerca de 50 % m/m do resíduo sólido urbano; sendo constituído por sobras de alimentos, cascas de frutas e legumes, verduras e podas de arborização e gramados. É viável e obrigatória (Lei 12305/10) 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 os microorganismos que transformam a fração orgânica em húmus já estão, naturalmente, no solo. Processo lento e pode durar até 90 dias. Pode ser dividido em várias fases, sendo duas principais 28

29 Fração Orgânica: aproveitamento 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, começa a cair e inicia-se a fase 2 a temperatura 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 29

30 30 Aterros Sanitários ATERROs: Instalações projetadas para dispor resíduos sólidos de modo ambientalmente seguro O fundo não pode ficar a menos de 2 metros do lençol freático. Deve ser localizado a pelo menos 200 m de qualquer curso d água. Na construção, o local tem seu solo impermeabilizado (argila + lonas plásticas). 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) Valores para implantação Aterro de pequeno porte 100 t/dia 5,2 milhões. Aterro de médio porte 800 t/dia 18,4 milhões. Aterro de grande porte t/dia 36,2 milhões.

31 Aterros Sanitários Custos da instalação dos aterros sanitários Impermeabilização do solo (argila e lona plástica) para evitar infiltração dos líquidos percolados no solo. A quantidade de lixo depositado é controlada. Os gases liberados durante a decomposição são captados (queimados com sistema de purificação de ar ou utilizados como fonte de energia). A maior parte dos aterros que esgotam sua capacidade dá origem a áreas verdes. Gases continuam sendo gerados (cerca de 15 anos) não se recomenda que o terreno seja usado para construções 5% 85% 10% 31

32 32 Incineradores Grandes fornos onde o lixo é queimado Volume reduzido a 85%. Sem risco de poluição as águas subterrâneas. Calor produzido pode ser usado como fonte de energia (países europeus e EUA). Cinza é encaminhada a aterros sanitários (na ausência de substâncias perigosas). Gases estufa Processo caro e demorado Porém necessário para o lixo hospitalar (mata organismos causadores de doenças).

33 Outros dados do MMA Em 2015, no Brasil: Com coleta seletiva Sem coleta seletiva 33

34 34 Pontos Chave O LIXO URBANO é um problema ambiental O volume de resíduos sólidos é muito elevado. Substâncias químicas perigosas podem contaminar o solo, a água e o ar. A presença de animais que vivem e se multiplicam nos lixões favorece a proliferação de doenças entre as pessoas. A COMPOSTAGEM é uma destinação adequada para a fração orgânica do lixo: o material resultante, não polui o meio e pode ser usado como adubo orgânico. O lixo deve ser disposto em aterros e não em lixões (legislação). PROIBIDOS POR LEI!

35 35 Referências Baird, C. Química Ambiental, 2ª Ed, Bookman, Nascentes, C. C.; Costa, L. M. Química Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais, Plano Nacional de Resíduos Sólidos, Lei no de 2 de agosto de