Aula S12

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

Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Instituto de Ciências ExatasDepartamento de Química

Juiz de Fora, 1o S 2014

Química Ambiental

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APRESENTAÇÃO

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

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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, que podem ser classificadas como:

- Inflamáveis

- Corrosivas

- Reativas

- Radioativas

Já abordados em Aulas anteriores

- Produtos comerciais e/ou industriais

- Subprodutos da sua fabricação

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RESÍDUOS PERIGOSOS

INDEPENDENTE DA CLASSE, vários tipos de substâncias podem ser

tóxicas ao homem e ao ambiente

Classificação Geral em relação ao DL50

(parâmetro biológico)

DL50 é a dose letal que causa a morte de 50% de uma população de

organismos expostos, em condições experimentais definidas:

DL50 oral ratos

(mg/kg)

DL50 cutânea ratos/coelhos

(mg/kg)

DL50 inalação ratos

(mg/m3)

Muito tóxico < 25 <50 < 0,5

Tóxicos 25 - 200 50 - 400 0,5 - 2

Nocivos 200 - 2000 400 - 2000 2 - 20

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RESÍDUOS PERIGOSOS

Vários tipos de substâncias podem ser tóxicas ao homem e ao ambiente

Há diferentes 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 5

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

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RESÍDUOS PERIGOSOS - Classificação

AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS

1) Substâncias inflamáveis

Que queimam facilmente

Classificam-se em “inflamáveis”, pirofóricas, combustíveis

LÍQUIDO INFLAMÁVEL

Ponto de ignição inferior à 60,5 oC

Ex: butano (-60 oC), tolueno (4 oC), metanol (12 oC)

Para lembrar...

“Ponto de ignição” é a menor temperatura em que o vapor de uma substância

entra em combustão quando exposto a uma chama

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PIROFÓRICAS

Substâncias que se inflamam espontaneamente.

Pós muito finos quando em situação de atrito são um exemplo

AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS

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COMBUSTÍVEIS

Substâncias com ponto de ignição entre 60,5 – 93,3 oC

São aqueles que atuam como agentes redutores de uma chama (O2 atua

como agente oxidante)

Substâncias de caráter oxidante:

Ozônio, óxido nitroso

Halogênios na forma diatômica (Cl2, Br2)

Substâncias que contêm cloratos e o perclorato de amônio

Reagem com madeira, papel

Devem ser manipuladas a frio e/ou com soluções diluídas...

Dicromato de sódio e permanganato de potássio

AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS

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2) 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) sódio metálico*

- Espécies que originam gases venenosos ao reagiram com soluções ácidas

ou básicas (cianetos e sulfetos)

AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS

10

(*) http://cursinhomed.com.br/ciencias-natureza/reacao-quimica-sodio-em-agua-veja-o-video/; acessado 12/12/13

3) 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

- H2SO4 (cujo produto de reação, SO2, também é tóxico)

- Outros ácidos (HCl, HF e HNO3)

- Hidróxidos de sódio e potássio

AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS

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4) 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 provida de FONTES NUCLEARES

Consideradas POLÊMICAS

Exemplos (alguns)

- 235U

Isótopo radioativo do 238U, bastante empregado como “matéria-prima”

- 142Ba e 91Kr

Isótopos gerados na fissão nuclear do 235U

- 239U, 239Np e 239Pu

Isótopos gerados como subprodutos da fissão nuclear do 235U

AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS

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Substâncias radioativas

Entendendo a CONTAMINAÇÃO AMBIENTAL

1) Resíduos da mineração do 235U

Ocorre liberação de Rn (g) (radioativo):

contaminação ocupacional dos trabalhadores

“Lixo” liberado pela rocha original (“refugo”)

2) Resíduos do processo

matéria-prima

235U remanescente e demais elementos na “barra de combustível”

resíduos dos reatores

Constituem um risco por MUITOS ANOS

ELEMENTO TEMPO DE MEIA VIDA

90Sr 28 anos

132Cs 30 anos 13

CONSIDERAR que os resíduos perigosos podem

contaminar não só o solo, mas também

os demais ambientes da biosfera

http://sosriosdobrasil.blogspot.com.br/2013/04/fr

ases-famosas-sobre-o-planeta.html

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Fazer uso e disposição conscientes das substâncias químicas !

(Não exemplo) Volatilizar contaminantes: o problema da contaminação ambiental

não é eliminado, apenas é transferido para outro ambiente (atmosfera), podendo

inclusive, retornar ao solo ...

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

Caso dos CONTAMINANTES METÁLICOS: 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

Além disso, o excesso de fertilizantes nitrogenados prejudica até mesmo o

desenvolvimento das plantas 15

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 imobilizar espécies metálicas por complexação

Exemplos cotidianos de contaminantes dos solos:

efluentes domésticos (esgoto) não tratados e os pesticidas

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

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CONTAMINAÇÃO DOS SOLOS – ASPECTOS GERAIS

2) A fração orgânica é capaz de imobilizá-los por complexação

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

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

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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 RESPONSAVELMENTE AS

SUSBTÂNCIAS QUÍMICAS

Envolve também a gestão do LIXO urbano

CONTAMINAÇÃO DOS SOLOS –

CONSIDERAÇÕES FINAIS

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O LIXO URBANO - CONTEXTO

Nos “lixões”, materiais diversos ainda são descartados a céu aberto!

http://www.bemparana.com.br/metropole/index.php/2009/07/11/tijucas-e-agudos-entram-no-consorcio-do-lixo/

- Que materiais estão contidos nesses “sacos de lixo”?

- Existe algum risco de contaminação dos animais que vivem neste ambiente? E daspessoas (os catadores de lixo)? 19

Várias respostas são possíveis:

1) Esses materiais podem conter substâncias perigosas e que podem contaminar aágua e o solo, bem como atrair animais, os quais podem originar outrosproblemas

2) Um exemplo de substâncias perigosas, são aquelas provenientes de hospitais eclínicas médicas (risco biológico e/ou radioativo)

Este tipo de rejeito não deve ser descartado em lixões e sim...

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O LIXO URBANO - CONTEXTO

Em relação aos ANIMAIS, os lixões podem “atrair” diversos animais e estes podem originaroutros problemas além de contaminações microbiológicas:

http://www.jornalacidade.com.br/editorias/cidades/2011/07/18/mp-investiga-lixao-perto-do-aeroporto-leite-lopes.html12

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O LIXO URBANO - CONTEXTO

A grande quantidade destes pode ainda atrapalhar atividades humanas como a aviaçãocivil, causando até mesmo acidentes

RESÍDUOS SÓLIDOS – Definição e Classificações

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 apericulosidade dos mesmos

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”

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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 ebenecifiamento de minérios) 23

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:

BiodegradabilidadeCombustibilidade

Solubilidade em água24

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 potabilidadeda 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 onde deverão gerar o mínimo impacto

possível sobre o ambiente e a saúde humana

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Outros aspectos da Lei 12305

- 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

Constitui a Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS)

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Alguns aspectos da Lei 12305

BOAS PERSPECTIVAS (Resultados futuros esperados)

1) Readequação das atividades industriais em relação ao destino dos resíduos

sólidos

2) Crescimento (e desenvolvimento) das atividades industriais de reciclagem

(“novas” atividade econômica)

Disponibilidade de tecnologias para reaproveitamento de resíduos

Viabilização de mercados para itens reciclados

3) Estímulo a organizações de catadores de resíduos, gerando

inclusão sócio-econômica27

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 ! )

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O LIXO URBANO – Contexto e Destinação

Lixo coletado Depósito

Seleção deMateriais

reaproveitáveis

Reciclagem Aterros

Lixões

Compostagem

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O LIXO URBANO – Contexto e Destinação

Mas considerando-se que “todos” os materiais podem sofrer decomposição natural, qual é o problema ?

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

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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 doprocesso, que é natural e pode ocorrer emambiente aberto ou fechado

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LIXO URBANO – Aproveitamento da Fração Orgânica

O processo de compostagem:

1) A fração orgânica do lixo é misturada, primeiramente, com terra para início doprocesso, que é natural e pode ocorrer em ambiente aberto ou fechado

2) Sendo natural, os microorganismos que “transformam” a fração orgânica emhúmus 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

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Fase 1 (Digestão ou bioestabilização):

- Ocorre uma decomposição do material orgânico por microorganismos aeróbios e quepode ser considerado um processo de fermentação

- Como resultado desse processo (no qual as reações são exotérmicas), a temperaturado resíduo aumenta e pode chegar em até 60 0C

- Assim, quando “todo” o material orgânico já tiver sido transformado, a temperaturacomeça a cair e inicia-se a “fase 2”

Fase 2 (Maturação ou cura):

- Os compostos transformados pelos microorganismos na “fase 1” sofrem outrasalterações químicas até a formação do húmus e a desmineralização da matériaorgânica

- Ao final deste processo a temperatura diminui e chega à temperatura ambiente

LIXO URBANO – Aproveitamento da Fração Orgânica

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ATERRO: Instalações projetadas para dispor resíduos sólidos demodo ambientalmente seguro

CARACTERÍSTICAS:

Não é construído em áreas sujeitas à 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 pelomenos 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 + lonasplásticas)

- Proteger o solo da infiltração do chorume Canalizado e encaminhado para lagoas de tratamento

LIXO URBANO – Aterro (e Lixões)

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CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE UM ATERRO SANITÁRIO (continuação)

As águas das chuvas são canalizadas (evita acúmulo sobre os resíduos)

A quantidade de material que entra é controlada (balança)

Os gases liberados durante a decomposição são captados e podem serqueimados ou usados na produção de energia

Apresenta poços de monitoramento(a montante e a jusante) no sentidodo curso do lençol freático

http://caroldaemon.blogspot.com.br/2010/06/como-

funciona-um-aterro-sanitario.html35

LIXÕES: locais onde há uma disposição final inadequada de resíduossólidos que são descarregados diretamente sobre o solo sem medidas deproteção (ao meio e à saúde pública)

ALGUNS PONTOS IMPORTANTES PARA LEMBRAR:

Podem conter dejetos originados dos serviços de saúde e indústrias

Segundo o senso de 2008:

- 18% do lixo urbano produzido no Brasil é depositado em lixões

- 0,6% é tratado em usinas de compostagem

- 65% são dispostos em aterros sanitários

“Temos” que melhorar na gestão de nossos lixos !

LIXO URBANO – Aterro e Lixões

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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 asregiões 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 aproliferação de doenças entre as pessoas

CONSIDERAÇÕES FINAIS

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Nesta aula deve ficar claro que...

O LIXO URBANO é um problema ambiental

A COMPOSTAGEM é uma destinação adequada para a fração “orgânica” dolixo

- Os compostos orgânicos são parcialmente decompostos por microorganismosnaturalmente presentes no solo

- O material resultante, ao contrário do material original, não polui o meio epode ser usado como adubo orgânico

Sempre que possível o lixo deve ser disposto em aterros e não em lixões(legislação)

CONSIDERAÇÕES FINAIS

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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, 2008.

http://www.infoescola.com/quimica/acido-perclorico/, acessado em 09/08/13.

http://g1.globo.com/tsunami-no-pacifico/noticia/2011/03/saiba-quais-foram-os-principais-acidentes-

nucleares-recentes.html, acessado em 10/08/13.

Nascentes, C. C.; Costa, L. M. Química Ambiental, Universidade Federal de Minas Gerais, 2011.

http://www.fiocruz.br/biosseguranca/Bis/imagem/simbolos.htm, acessado em 02/10/2012.

http://www.achetudoeregiao.com.br/lixo_recicle/lixoes_e_saude.htm, acessado em 07/10/2012.

http://en.wikipedia.org/wiki/DDT, acessado em 07/10/2012.

http://www.bemparana.com.br/metropole/index.php/2009/07/11/tijucas-e-agudos-entram-no-consorcio-do-

lixo/, acessado em 23/10/2012

http://www.mma.gov.br/port/conama/legiabre.cfm?codlegi=636, acessado em 23/10/2012.

A. L. V. Cubas, C. M. C. Pandini. Poluição Ambiental – Disciplina na Modalidade a Distância,

UnisulVirtual, 2009.

Plano Nacional de Resíduos Sólidos, Lei no 12305 de 2 de agosto de 2010.39