Avaliação e Identificação da Toxicidade na Indústria ... ?· A técnica AIT (Avaliação e Identificação…

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  • CLEANER PRODUCTION TOWARDS A SUSTAINABLE TRANSITION

    So Paulo Brazil May 20th to 22nd - 2015

    Avaliao e Identificao da Toxicidade na Indstria Txtil: Proposta Metodolgica para Produo mais

    Limpa

    JERONIMO, R. A. S. a,b*, MORAIS, M. M. b, PAZ, Y. M.b, HOLANDA, R. M. b

    a. Agncia Estadual de Meio Ambiente - CPRH

    b. Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE

    * rivaldo.jeronimo@gmail.com

    Resumo

    A tcnica AIT (Avaliao e Identificao da Toxicidade) permite diminuir ou eliminar a toxicidade de efluentes gerados nas Indstrias, a tcnica quando aplicada permite que melhore a qualidade do efluente diminuindo sua capacidade de contaminao. A Indstria Txtil possui grande potencial poluidor, logo a aplicao da tcnica AIT, corrobora para que a atividade tenha uma produo mais limpa, buscando diminuir impactos ambientais principalmente para os corpos de gua, ajudando a preservar este recurso natural de extrema importncia para preservao da vida, ajudando com a possibilidade de aumentar a reutilizao da gua, pois ao final do processo ir conseguir um efluente com menor contaminao.

    Palavras-chave: AIT, Indstria Txtil, Produo mais Limpa.

    1. Introduo

    A Industriais Txtil esto entre as atividades Industriais de prioridade Ambiental devido ao seu potencial poluidor e complexidade qumica dos Efluentes gerados (BERTOLETTI, E., 2013), segundo Amaral e Silva, et al., (2011) o setor Industrial de Lavanderias est propicio a degradao ambiental pois emite poluentes gasosos, possui potencial de alterar os cursos de gua e modificar ecossistemas de pequenas reas.

    O setor txtil emprega cerca de 1,7 milhes de pessoas de forma direta e 4 milhes se for somada as pessoas empregadas de forma indireta no Brasil, e tem a quarta maior folha de pagamento das indstrias de transformao no Brasil. No Brasil a Indstria Txtil movimentou em 2011 cerca de 67 bilhes de dlares, ficando na quarta colocao de produtores de vesturio e quinta colocao em produtor de fibra, a China ficou na primeira colocao nas duas categorias, desta forma possui grande representatividade econmica (ABIT, 2013).

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    Segundo Hasanbeigi, A. e Price, L. (2012), uma indstria heterognea de pequeno e mdio porte com grande variao de processos e equipamentos que podem utilizar diferentes matrizes energticas que pode divergir bastante como: madeira de reflorestamento, restos de madeiras de construo ou da Indstria moveleira, leo combustvel, gs natural e eletricidade. Sendo a metade do gasto energtico com a caldeira para aumentar a temperatura da gua para utilizao na linha de produo.

    Usualmente as Indstrias utilizam mtodos qumicos para analisar os efluentes gerados nos seus processos, evitando uma possvel contaminao dos corpos hdricos. Porm, a Sociedade Americana de Qumica, descreve que existem cerca de 10 milhes de substncias qumicas, sendo 70 mil de uso cotidiano, mas apenas duas mil com seus aspectos ecotoxicolgicos conhecidos. Assim, torna-se sendo necessria a verificao da ao destas substncias no meio ambiente atravs de testes para verificar a sua toxicidade (ZAGATO; BERTOLETTI, 2008).

    Ao diminuir a Toxicidade, pode-se favorecer a Produo mais Limpa, esta consiste em diminuir resduos e rejeitos, bem como diminuir o impacto da atividade no meio ambiente, logo o conhecimento total sobre o Processo Industrial e possveis modificaes para melhorar a eficcia em relao ao impacto ao meio ambiente de fundamental importncia para a melhoria da qualidade do efluente industrial gerado, possibilitando diminuio de gastos no sistema de tratamento e consequentemente a diminuio de efluente gerado (GIANNETTI, B. F. et al., 2003).

    O monitoramento de contaminantes em efluentes Industriais pode ser realizado com a utilizao de Bioindicadores que possui inmeras vantagens em relao ao monitoramento qumico, conseguindo maior eficincia devido a maior sensibilidade na identificao de componentes possivelmente txicos. A Agncia de Proteo Ambiental dos Estados Unidos destaca que os testes de Toxicidade quando utilizados so mais protetivos ao meio ambiente e tambm possuem maior amplitude quanto interao do contaminante com o meio ambiente, pois este sofre transformaes como hidrlises, reaes com outras substncias qumicas que se encontra na gua (ZAGATTO; BERTOLETTI, 2008).

    A tcnica AIT (Avaliao e Identificao de Toxicidade) proposta pela Agncia Americana de Proteo ao Meio Ambiente, bastante promissora em melhorar a qualidade dos efluentes industriais quanto toxicidade, identificando a substncia causadora da toxicidade, possibilitando a troca da substncia txica por uma que desempenhe a mesma funo sem que ocorra impacto ambiental relacionado Toxicidade (FURLEY, T. H., 2009), este trabalho teve como objetivo propor metodologia para Avaliar e Identificar a Toxicidade em uma Indstria Txtil para minimizar a possibilidade de Toxicidade do efluente final.

    2. Metodologia

    O estudo aqui apresentado teve carter exploratrio com reviso de literatura onde foram pesquisados os seguintes descritores: Avaliao e Identificao da Toxicidade, Indstria Txtil, Produo Mais Limpa, Bioindicadores Ambientais.

    A Indstria Txtil possui vrias etapas no seu processo de beneficiamento das roupas que constam no fluxograma da Fig. 1, e neste processo as etapas que podem produzir substncias potencialmente Txicas a Desengomagem (lavagem), amaciamento, tingimento, fixao e enzimagem, alm de possuir no processo caldeira para aumentar a temperatura da gua de todo o processo que normalmente adicionado algumas substncias potencialmente txicas para que no ocorra crescimento de organismos que possibilite a incrustao ou dano as tubulaes.

    Com a Introduo da tcnica AIT em busca de uma Produo mais Limpa nas Lavanderias Industriais necessria inicialmente realizar um diagnstico do fluxograma do processo, onde sejam analisadas as entradas do Processo com as substncias qumicas utilizadas no processo e tratamento do efluente gerado.

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    Fig. 1: Fluxograma de Processo da Indstria Txtil no Processamento de Jeans adaptado de Silva, G. L. (2005).

    A tcnica AIT consiste em trs fases (Fig. 2), a primeira consiste em caracterizar as caractersticas qumicas e fsicas dos constituintes como volatilidade e solubilidade, esta fase importante por possibilitar uma forma de tratamento da toxicidade sem identificao das substncias; a fase dois descreve mtodos para identificar substncias txicas em orgnicas no polares, amnia e metais e finalmente a fase que se prope a confirmao da origem da toxicidade (EPA, 1991).

    O conhecimento do processo permite analisar a substncia que originou a toxicidade, observando as substncias qumicas utilizadas, atravs da tcnica AIT, e substituir quando possvel por outra substncia que no possua toxicidade ou menos txica ao meio ambiente.

    Com a aplicao da tcnica AIT, possvel identificar as substncias que venham demonstrar toxicidade, e com isto trocar estas substncias por outras que no possuam toxicidade, como trocar os tensoativos a base de fenol, evitar uso de corantes com enxofre, cobre e cromo na composio, substituir oxidantes cromatos por perxidos de hidrognio ou iodados, substituir hipoclorito e derivados de cloro por peroxido de hidrognio evitando a formao de organoclorados e substituir corantes do grupo azo (CETESB, 2009).

    Etapas do Processo:

    Etapa 1: Desengomagem; Etapa 2: Amaciamento; Etapa 3: Alvejamento; Etapa 4: Tingimento;

    Etapa 5: Fixao; Etapa 6: Enzimagem;

    Etapa 7: Centrifugao; Etapa 8: Secagem;

    Etapa 9: Tratamento do Efluente.

    Substncias

    Qumicas

    Utilizadas

    Energia

    (Biomassa)

    Matria Prima

    gua

    Produto Final

    Resduos

    Lquidos,

    Gasosos e

    Slidos.

    gua

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    Fig. 2: Fluxograma do Emprego do AIT segundo EPA, 1991.

    3. Resultados

    Na Fase I da aplicao da tcnica so realizados testes para caracterizao dos constituintes do efluente txtil em grandes grupos, isto , sem ainda definir que substncia est implicando Toxicidade

    Amostra do

    Efluente Txtil

    Fase I: Testes para

    caracterizao da Toxicidade

    Tratamento Aproximado ou

    Identificao da Substncia Txica

    Tratamento Aproximado

    No

    Apresentou

    Toxicidade

    Apresentou

    Toxicidade

    Fase II: (Anlises de Identificao da

    Substncia Qumica)

    No

    apresentou

    Toxicidade

    Fase III: Procedimentos para

    Confirmao da Toxicidade.

    Consideraes baseadas nos

    dados obtidos nas Fases

    anteriores

    Avaliao da

    Tratabilidade do Efluente

    Investigao da fonte de

    Toxicidade

    Seleo do Mtodo de

    Tratamento e Implementao

    Monitoramento e Controle

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    no efluente, na Fig.3 demonstrado fase I com os possveis grupos a serem analisados no efluente txtil.

    Fig. 3: Fase I da Avaliao e Identificao da Toxicidade em Efluente Txtil.

    A Fase II da tcnica Avaliao e Identificao da Toxicidade em Efluente Txtil permite identificar qual substncia ou mais de uma que est fornecendo a Toxicidade para o Efluente final, assim tendo base a fase I, que permite nortear a identificao da Toxicidade, aplicado testes qumicos especficos para identificar a substncia txica conforme Fig. 4.

    Fig.4: Fase II da Avaliao e Identificao da Toxicidade em Efluente Txtil.

    A Fase III permite confirma a substncia Txica contida no efluente, bem como avalia qual o melhor procedimento a ser tomado para diminuir sua toxicidade, como mudana da substncia txica, se for possvel e melhora no sistema de tratamento, assim na Fig. 5, temos o esquema da fase III.

    Fase I: Testes

    para

    caracterizao

    da Toxicidade

    Teste de Aerao

    Teste EDTA

    Testes

    Oxidao/Reduo

    Toxicidade Inicial

    Toxicidade de Base

    Teste Extrao da

    Fase Slida

    Teste de Filtrao

    Teste de Ajuste de

    pH

    Teste de Graduao

    de pH

    Caracteriza substncias volteis

    Reage com metais

    Substncias podem ser precipitadas

    Fornece informaes em relao a

    partculas slidas Txicas

    Fornece informaes em relao a

    partculas slidas Txicas

    Caracteriza a Toxicidade em pH

    distintos

    Caracteriza a Toxicidade em pH

    distintos

    Toxicidade inicial do efluente

    Toxicidade antes das manipulaes

    Fase II: (Anlises de Identificao da

    Substncia Qumica)

    Identificao de Metais

    Identificao de

    Surfactantes

    Identificao de Cloro

    Anlise por

    espectrmetro de

    massas

    Identificao de Amnia

    Substncias Orgnicas

    no polares

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    Existem cerca de 3000 corantes que possuem em sua estrutura a funo azo-aromtica, e sua biotransformao pode produzir aminas e benzidinas com potencial carcinognico. Atualmente no so produzidos, porm em pases menos desenvolvidos no cessou a total produo destes corantes (GUARATINI, C. C. I.; ZANONI, M. V. B., 2000).

    Os corantes podem conter metal na sua estrutura, como os corantes pr-metalizados, geralmente so complexados com o metal cromo, estes corantes possuem uma toxicidade elevada devido presena deste metal no efluente final, corantes mordentes que consiste em uma subclasse dos corantes cidos (SILVA, G. L., 2005).

    A Indstria Txtil pode utilizar testes ecotoxicolgicos nos seguintes processos para verificar a toxicidade: Escolha dos insumos (corantes), Lavagem, acabamento das peas por substncias qumicas e no sistema de tratamento dos Efluentes (ETE) (Tabela 1), alm disso, possvel observar reaes que ocorram entre as substncias utilizadas resultando em outras potencialmente txicas.

    Na fase III da aplicao da tcnica Avaliao e Identificao da Toxicidade possvel, suprimir a substncia txica analisada do processo e substituir por outra que possua potencial txico menor ou no possua toxicidade, conforme tabela 1, permitindo ter uma produo mais limpa e um efluente final menos danoso ao meio ambiente.

    A Indstria Txtil ambientalmente mais eficiente, com produo se enquadrando no conceito de Produo mais Limpa, permite tornar o setor mais competitivo para exportao, bem como beneficiar a Industria Txtil economizando nos processos de tratamento, pois no ser necessrio empregar tcnicas mais exigentes no tratamento do efluente gerado, pois o mesmo ter carga txica reduzida ou nula se possvel.

    O uso de corantes com grau de fixao alta permite utilizar menos corantes para obter um mesmo resultado de colorao das peas tingidas, deve-se tambm utilizar corantes naturais que no so perigosos a sade humana e ao meio ambiente. Na Etapa do tratamento de Efluentes o uso de substncias como o tanino, permite que no ocorra contaminao do resduo slido do processo por metais como alumnio, proveniente do clssico sulfato de alumnio, por exemplo, (SHAHID-UL-ISLAM, et al., 2013).

    Tabela 1: Aplicao da Tcnica AIT para substituio das substncias Qumicas que podem causar Toxicidade ao Efluente da Indstria Txtil (CETESB, 2009; COSTA, A. F. S., 2008).

    Fase III: Procedimentos para

    Confirmao da Toxicidade.

    Correlao Concentrao

    e Toxicidade

    Correlao dos Sintomas

    da Toxicidade

    Correlao das Espcies

    Sensveis

    Confirmao da

    substncia Txica

    Correlao do Balano de

    Massa

    Correlao da supresso

    da subst. Txica

    Substncias Txicas

    Ocultas

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    Processo Substncia Qumica Utilizada Substituio por substncia Qumica com menor Potencial de Toxidade

    Escolha dos Insumos

    Corantes do Grupo AZO, pois os mesmos produzem aminas aromticas carcinognicas.

    Corantes que no apresentem grupo AZO na estrutura

    Corantes que apresentam metal na sua estrutura

    Corantes que no apresentem metal na estrutura

    Corantes Sulfurosos Utilizar corantes conhecidos como Sulfurosos ecolgicos

    Corantes com fixao baixa Corantes com fixao alta

    Lavagem Tensoativos a base de Fenol Tensoativos Biodegradveis

    Acabamento Qumico das Peas Oxidantes de Cromato Perxido de Hidrognio

    Desinfeco das peas com derivados de cloro

    Desinfeco com Oznio

    Sistema de Tratamento de Efluente

    Sulfato de Alumnio Tanino

    4. Concluses

    A tcnica AIT (Avaliao e Identificao de Toxicidade) proposta para melhorar a qualidade do efluente txtil, bastante promissora, para garantir Produo mais Limpa para o setor, este que considerado prioritrio para controle de poluentes, alm disso, permite verificar as interaes das substncias qumicas envolvidas e possveis mudanas de estrutura qumica mais ainda com capacidade de causar Toxicidade ao Meio Ambiente.

    5. Referncias Bibliogrficas

    GIANNETTI, B. F.; ALMEIDA, C. M. V. B.; BONILLA, S. H., 2003. Implementao de Eco-tecnologias rumo Ecologia Industrial. ERA-eletrnica. 2, 1.

    UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, 1991. Methods for Aquatic Toxicity Identification Evalution, EUA.

    CETESB (Companhia Ambiental do Estado de So Paulo), Compilao de Tcnicas de Preveno Poluio para a Indstria Txtil, disponvel em: http://www.snatural.com.br/PDF_arquivos/Efluente-Textil-Compilacao-Tratamento.pdf acessado em Fevereiro/2015.

    COSTA, A. F.S., 2008. Aplicao de Tratamento Biolgico e Fsico-qumico em efluentes de lavanderias e tinturarias Industriais do municpio de Toritama no Estado de Pernambuco, Dissertao (Desenvolvimento de Processos Ambientais) Universidade Catlica de Pernambuco, Recife.

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    SILVA, G. L., 2005. Reduo de Corante em Efluente de Processo de Tingimento de Lavanderias Industriais por Adsoro de Argilas, Tese (Engenharia Qumica) Universidade Estadual de Campinas, Campinas, So Paulo.

    ZAGATTO, P. A.; BERTOLETTI, E. (eds.), 2008. Ecotoxicologia Aqutica - Principios e Aplicaes

    segunda edio. So Carlos, SP: Ed. Rima.

    ASSOCIAO BRASILEIRA INDUSTRIAS TXTIL E DE CONFECES ABIT, 2013. Setor Txtil e Confeces no Brasil, Brasilia, 16-23.

    SHAHID-UL-ISLAM; SHAHID, M.; MOHAMMAD, F., 2013. Perspectives for natural product based agents derived from industrial plants in textile applications a review. Journal of Cleaner Production. 57, 2-18.

    BERTOLETTI, E., 2013. Controle Ecotoxicolgico de Efluentes Lquidos no estado de So Paulo. CETESB, So Paulo.

    AMARAL E SILVA, M. V.; SILVA, A. L.; BRITO, D. J. M.; BRANCO, D. K. S.; FERREIRA, M. O., 2011. A Questo Ambiental no Polo de Confeces de Caruaru: Um primeiro ensaio a luz dos instrumentos Econmicos de Proteo Ambiental. In IX Encontro da Sociedade Brasileira de Economia Ecolgica, Braslia DF,.

    HASANBEIGI, A.; PRICE, L., 2012. A review of energy use and energy efficiency Technologies for the textile industry. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 16, 3648-3665.

    FURLEY, T. H., 2009. Identificao da Causa da Toxicidade de Efluentes de Fbricas de Celulose e papel da Amrica Latina. O Papel Revista mensal de Tecnologia e Papel, LXX, 3.

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