Download - Avaliação e Identificação da Toxicidade na Indústria ... · A técnica AIT (Avaliação e Identificação de Toxicidade) proposta pela Agência Americana de Proteção ao Meio

“CLEANER PRODUCTION TOWARDS A SUSTAINABLE TRANSITION”

São Paulo – Brazil – May 20th to 22nd - 2015

Avaliação e Identificação da Toxicidade na Indústria Têxtil: Proposta Metodológica para Produção mais

Limpa

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

a. Agência Estadual de Meio Ambiente - CPRH

b. Universidade Federal Rural de Pernambuco - UFRPE

* [email protected]

Resumo

A técnica AIT (Avaliação e Identificação da Toxicidade) permite diminuir ou eliminar a toxicidade de efluentes gerados nas Indústrias, a técnica quando aplicada permite que melhore a qualidade do efluente diminuindo sua capacidade de contaminação. A Indústria Têxtil possui grande potencial poluidor, logo a aplicação da técnica AIT, corrobora para que a atividade tenha uma produção mais limpa, buscando diminuir impactos ambientais principalmente para os corpos de água, ajudando a preservar este recurso natural de extrema importância para preservação da vida, ajudando com a possibilidade de aumentar a reutilização da água, pois ao final do processo irá conseguir um efluente com menor contaminação.

Palavras-chave: AIT, Indústria Têxtil, Produção mais Limpa.

1. Introdução

A Industriais Têxtil estão entre as atividades Industriais de prioridade Ambiental devido ao seu potencial poluidor e complexidade química dos Efluentes gerados (BERTOLETTI, E., 2013), segundo Amaral e Silva, et al., (2011) o setor Industrial de Lavanderias está propicio a degradação ambiental pois emite poluentes gasosos, possui potencial de alterar os cursos de água e modificar ecossistemas de pequenas áreas.

O setor têxtil emprega cerca de 1,7 milhões de pessoas de forma direta e 4 milhões se for somada as pessoas empregadas de forma indireta no Brasil, e tem a quarta maior folha de pagamento das indústrias de transformação no Brasil. No Brasil a Indústria Têxtil movimentou em 2011 cerca de 67 bilhões de dólares, ficando na quarta colocação de produtores de vestuário e quinta colocação em produtor de fibra, a China ficou na primeira colocação nas duas categorias, desta forma possui grande representatividade econômica (ABIT, 2013).

5th International Workshop | Advances in Cleaner Production – Academic Work



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Segundo Hasanbeigi, A. e Price, L. (2012), é uma indústria heterogênea de pequeno e médio porte com grande variação de processos e equipamentos que podem utilizar diferentes matrizes energéticas que pode divergir bastante como: madeira de reflorestamento, restos de madeiras de construção ou da Indústria moveleira, óleo combustível, gás natural e eletricidade. Sendo a metade do gasto energético com a caldeira para aumentar a temperatura da água para utilização na linha de produção.

Usualmente as Indústrias utilizam métodos químicos para analisar os efluentes gerados nos seus processos, evitando uma possível contaminação dos corpos hídricos. Porém, a Sociedade Americana de Química, descreve que existem cerca de 10 milhões de substâncias químicas, sendo 70 mil de uso cotidiano, mas apenas duas mil com seus aspectos ecotoxicológicos conhecidos. Assim, torna-se sendo necessária a verificação da ação destas substâncias no meio ambiente através de testes para verificar a sua toxicidade (ZAGATO; BERTOLETTI, 2008).

Ao diminuir a Toxicidade, pode-se favorecer a Produção mais Limpa, esta consiste em diminuir resíduos e rejeitos, bem como diminuir o impacto da atividade no meio ambiente, logo o conhecimento total sobre o Processo Industrial e possíveis modificações para melhorar a eficácia em relação ao impacto ao meio ambiente é de fundamental importância para a melhoria da qualidade do efluente industrial gerado, possibilitando diminuição de gastos no sistema de tratamento e consequentemente a diminuição de efluente gerado (GIANNETTI, B. F. et al., 2003).

O monitoramento de contaminantes em efluentes Industriais pode ser realizado com a utilização de Bioindicadores que possui inúmeras vantagens em relação ao monitoramento químico, conseguindo maior eficiência devido a maior sensibilidade na identificação de componentes possivelmente tóxicos. A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos destaca que os testes de Toxicidade quando utilizados são mais protetivos ao meio ambiente e também possuem maior amplitude quanto à interação do contaminante com o meio ambiente, pois este sofre transformações como hidrólises, reações com outras substâncias químicas que se encontra na água (ZAGATTO; BERTOLETTI, 2008).

A técnica AIT (Avaliação e Identificação de Toxicidade) proposta pela Agência Americana de Proteção ao Meio Ambiente, é bastante promissora em melhorar a qualidade dos efluentes industriais quanto à toxicidade, identificando a substância causadora da toxicidade, possibilitando a troca da substância tóxica por uma que desempenhe a mesma função sem que ocorra impacto ambiental relacionado à Toxicidade (FURLEY, T. H., 2009), este trabalho teve como objetivo propor metodologia para Avaliar e Identificar a Toxicidade em uma Indústria Têxtil para minimizar a possibilidade de Toxicidade do efluente final.

2. Metodologia

O estudo aqui apresentado teve caráter exploratório com revisão de literatura onde foram pesquisados os seguintes descritores: Avaliação e Identificação da Toxicidade, Indústria Têxtil, Produção Mais Limpa, Bioindicadores Ambientais.

A Indústria Têxtil possui várias etapas no seu processo de beneficiamento das roupas que constam no fluxograma da Fig. 1, e neste processo as etapas que podem produzir substâncias potencialmente Tóxicas a Desengomagem (lavagem), amaciamento, tingimento, fixação e enzimagem, além de possuir no processo caldeira para aumentar a temperatura da água de todo o processo que normalmente é adicionado algumas substâncias potencialmente tóxicas para que não ocorra crescimento de organismos que possibilite a incrustação ou dano as tubulações.

Com a Introdução da técnica AIT em busca de uma Produção mais Limpa nas Lavanderias Industriais é necessária inicialmente realizar um diagnóstico do fluxograma do processo, onde sejam analisadas as entradas do Processo com as substâncias químicas utilizadas no processo e tratamento do efluente gerado.




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

A técnica AIT é consiste em três fases (Fig. 2), a primeira consiste em caracterizar as características químicas e físicas dos constituintes como volatilidade e solubilidade, esta fase é importante por possibilitar uma forma de tratamento da toxicidade sem identificação das substâncias; a fase dois descreve métodos para identificar substâncias tóxicas em orgânicas não polares, amônia e metais e finalmente a fase que se propõe a confirmação da origem da toxicidade (EPA, 1991).

O conhecimento do processo permite analisar a substância que originou a toxicidade, observando as substâncias químicas utilizadas, através da técnica AIT, e substituir quando possível por outra substância que não possua toxicidade ou menos tóxica ao meio ambiente.

Com a aplicação da técnica AIT, é possível identificar as substâncias que venham demonstrar toxicidade, e com isto trocar estas substâncias por outras que não possuam toxicidade, como trocar os tensoativos a base de fenol, evitar uso de corantes com enxofre, cobre e cromo na composição, substituir oxidantes cromatos por peróxidos de hidrogênio ou iodados, substituir hipoclorito e derivados de cloro por peroxido de hidrogênio evitando a formação 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: Fixação; Etapa 6: Enzimagem;

Etapa 7: Centrifugação; Etapa 8: Secagem;

Etapa 9: Tratamento do Efluente.

Substâncias

Químicas

Utilizadas

Energia

(Biomassa)

Matéria Prima

Água

Produto Final

Resíduos

Líquidos,

Gasosos e

Sólidos.

Água




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

3. Resultados

Na Fase I da aplicação da técnica são realizados testes para caracterização dos constituintes do efluente têxtil em grandes grupos, isto é, sem ainda definir que substância está implicando Toxicidade

Amostra do

Efluente Têxtil

Fase I: Testes para

caracterização da Toxicidade

Tratamento Aproximado ou

Identificação da Substância Tóxica

Tratamento Aproximado

Não

Apresentou

Toxicidade

Apresentou

Toxicidade

Fase II: (Análises de Identificação da

Substância Química)

Não

apresentou

Toxicidade

Fase III: Procedimentos para

Confirmação da Toxicidade.

Considerações baseadas nos

dados obtidos nas Fases

anteriores

Avaliação da

Tratabilidade do Efluente

Investigação da fonte de

Toxicidade

Seleção do Método de

Tratamento e Implementação

Monitoramento e Controle




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no efluente, na Fig.3 é demonstrado fase I com os possíveis grupos a serem analisados no efluente têxtil.

Fig. 3: Fase I da Avaliação e Identificação da Toxicidade em Efluente Têxtil.

A Fase II da técnica Avaliação e Identificação da Toxicidade em Efluente Têxtil permite identificar qual substância ou mais de uma que está fornecendo a Toxicidade para o Efluente final, assim tendo base a fase I, que permite nortear a identificação da Toxicidade, é aplicado testes químicos específicos para identificar a substância tóxica conforme Fig. 4.

Fig.4: Fase II da Avaliação e Identificação da Toxicidade em Efluente Têxtil.

A Fase III permite confirma a substância Tóxica contida no efluente, bem como avalia qual o melhor procedimento a ser tomado para diminuir sua toxicidade, como mudança da substância tóxica, se for possível e melhora no sistema de tratamento, assim na Fig. 5, temos o esquema da fase III.

Fase I: Testes

para

caracterização

da Toxicidade

Teste de Aeração

Teste EDTA

Testes

Oxidação/Redução

Toxicidade Inicial

Toxicidade de Base

Teste Extração da

Fase Sólida

Teste de Filtração

Teste de Ajuste de

pH

Teste de Graduação

de pH

Caracteriza substâncias voláteis

Reage com metais

Substâncias podem ser precipitadas

Fornece informações em relação a

partículas sólidas Tóxicas

Fornece informações em relação a

partículas sólidas Tóxicas

Caracteriza a Toxicidade em pH

distintos

Caracteriza a Toxicidade em pH

distintos

Toxicidade inicial do efluente

Toxicidade antes das manipulações

Fase II: (Análises de Identificação da

Substância Química)

Identificação de Metais

Identificação de

Surfactantes

Identificação de Cloro

Análise por

espectrômetro de

massas

Identificação de Amônia

Substâncias Orgânicas

não polares




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Existem cerca de 3000 corantes que possuem em sua estrutura a função azo-aromática, e sua biotransformação pode produzir aminas e benzidinas com potencial carcinogênico. Atualmente não são produzidos, porém em países menos desenvolvidos não cessou a total produção destes corantes (GUARATINI, C. C. I.; ZANONI, M. V. B., 2000).

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

A Indústria Têxtil pode utilizar testes ecotoxicológicos nos seguintes processos para verificar a toxicidade: Escolha dos insumos (corantes), Lavagem, acabamento das peças por substâncias químicas e no sistema de tratamento dos Efluentes (ETE) (Tabela 1), além disso, é possível observar reações que ocorram entre as substâncias utilizadas resultando em outras potencialmente tóxicas.

Na fase III da aplicação da técnica Avaliação e Identificação da Toxicidade é possível, suprimir a substância tóxica analisada do processo e substituir por outra que possua potencial tóxico menor ou não possua toxicidade, conforme tabela 1, permitindo ter uma produção mais limpa e um efluente final menos danoso ao meio ambiente.

A Indústria Têxtil ambientalmente mais eficiente, com produção se enquadrando no conceito de Produção mais Limpa, permite tornar o setor mais competitivo para exportação, bem como beneficiar a Industria Têxtil economizando nos processos de tratamento, pois não será necessário empregar técnicas mais exigentes no tratamento do efluente gerado, pois o mesmo terá carga tóxica reduzida ou nula se possível.

O uso de corantes com grau de fixação alta permite utilizar menos corantes para obter um mesmo resultado de coloração das peças tingidas, deve-se também utilizar corantes naturais que não são perigosos a saúde humana e ao meio ambiente. Na Etapa do tratamento de Efluentes o uso de substâncias como o tanino, permite que não ocorra contaminação do resíduo sólido do processo por metais como alumínio, proveniente do clássico sulfato de alumínio, por exemplo, (SHAHID-UL-ISLAM, et al., 2013).

Tabela 1: Aplicação da Técnica AIT para substituição das substâncias Químicas que podem causar Toxicidade ao Efluente da Indústria Têxtil (CETESB, 2009; COSTA, A. F. S., 2008).

Fase III: Procedimentos para

Confirmação da Toxicidade.

Correlação Concentração

e Toxicidade

Correlação dos Sintomas

da Toxicidade

Correlação das Espécies

Sensíveis

Confirmação da

substância Tóxica

Correlação do Balanço de

Massa

Correlação da supressão

da subst. Tóxica

Substâncias Tóxicas

Ocultas




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Processo Substância Química Utilizada Substituição por substância Química com menor Potencial de Toxidade

Escolha dos Insumos

Corantes do Grupo “AZO”, pois os mesmos produzem aminas aromáticas carcinogênicas.

Corantes que não apresentem grupo “AZO” na estrutura

Corantes que apresentam metal na sua estrutura

Corantes que não apresentem metal na estrutura

Corantes Sulfurosos Utilizar corantes conhecidos como Sulfurosos ecológicos

Corantes com fixação baixa Corantes com fixação alta

Lavagem Tensoativos a base de Fenol Tensoativos Biodegradáveis

Acabamento Químico das Peças Oxidantes de Cromato Peróxido de Hidrogênio

Desinfecção das peças com derivados de cloro

Desinfecção com Ozônio

Sistema de Tratamento de Efluente

Sulfato de Alumínio Tanino

4. Conclusões

A técnica AIT (Avaliação e Identificação de Toxicidade) proposta para melhorar a qualidade do efluente têxtil, é bastante promissora, para garantir Produção mais Limpa para o setor, este que é considerado prioritário para controle de poluentes, além disso, permite verificar as interações das substâncias químicas envolvidas e possíveis mudanças de estrutura química mais ainda com capacidade de causar Toxicidade ao Meio Ambiente.

5. Referências Bibliográficas

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

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CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo), Compilação de Técnicas de Prevenção à Poluição para a Indústria Têxtil, disponível em: http://www.snatural.com.br/PDF_arquivos/Efluente-Textil-Compilacao-Tratamento.pdf acessado em Fevereiro/2015.

COSTA, A. F.S., 2008. Aplicação de Tratamento Biológico e Físico-químico em efluentes de lavanderias e tinturarias Industriais do município de Toritama no Estado de Pernambuco, Dissertação (Desenvolvimento de Processos Ambientais) Universidade Católica de Pernambuco, Recife.




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SILVA, G. L., 2005. Redução de Corante em Efluente de Processo de Tingimento de Lavanderias Industriais por Adsorção de Argilas, Tese (Engenharia Química) Universidade Estadual de Campinas, Campinas, São Paulo.

ZAGATTO, P. A.; BERTOLETTI, E. (eds.), 2008. Ecotoxicologia Aquática - Principios e Aplicações –

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ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA INDUSTRIAS TÊXTIL E DE CONFECÇÕES – ABIT, 2013. Setor Têxtil e Confecções 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 Ecotoxicológico de Efluentes Líquidos no estado de São Paulo. CETESB, São Paulo.

AMARAL E SILVA, M. V.; SILVA, A. L.; BRITO, D. J. M.; BRANCO, D. K. S.; FERREIRA, M. O., 2011. A Questão Ambiental no Polo de Confecções de Caruaru: Um primeiro ensaio a luz dos instrumentos Econômicos de Proteção Ambiental. In IX Encontro da Sociedade Brasileira de Economia Ecológica, Brasília – DF,.

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