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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
1
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
2
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
3
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
4
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
6
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
7
PIROFÓRICAS
Substâncias que se inflamam espontaneamente.
Pós muito finos quando em situação de atrito são um exemplo
AS SUBSTÂNCIAS E SUAS CARACTERÍSTICAS
8
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
9
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
11
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
12
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
14
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
16
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
17
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
18
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...
20
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
21
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”
22
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
25
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)
26
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 ! )
28
O LIXO URBANO – Contexto e Destinação
Lixo coletado Depósito
Seleção deMateriais
reaproveitáveis
Reciclagem Aterros
Lixões
Compostagem
29
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
30
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
31
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
32
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
33
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)
34
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
36
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
37
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
38
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