UFSM agosto/2007 GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS QUÍMICOS Tratamento

Apresentação em tema: "UFSM agosto/2007 GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS QUÍMICOS Tratamento"— Transcrição da apresentação:

1 UFSM agosto/2007 GERENCIAMENTO DE RESÍDUOS QUÍMICOS Tratamento
Dra. Regina Mesquita Micaroni Célula Operacional de Resíduos Grupo Gestor de Resíduos da Unicamp Telefone: (19) ou

2 Conceitos Importantes
Reuso: é o uso de um resíduo, sem que ele sofra qualquer tratamento prévio. Exemplo: um resíduo de ácido pode ser utilizado para neutralizar um resíduo de base. Reciclo: é a utilização de um resíduo após uma etapa prévia de tratamento. Exemplo: latinhas de refrigerante sofrem um tratamento para re-processar o alumínio. Tratamento: qualquer tipo de processo utilizado visando reciclar, neutralizar, inertizar ou preparar o resíduo para uma disposição final adequada. Inertização: processo que torna o resíduo menos perigoso. Disposição Final: é a última etapa do tratamento do resíduo, durante a qual ele pode ser destruído (exemplo: carbonização durante a incineração) ou “inertizado” (exemplo:uso de concreto para encapsular metais tóxicos que irão para aterro de produtos perigosos).

3 Segregação de Resíduos
O que é ? A separação de diferentes tipos de resíduos. Qual é a importância de fazê-la ? Viabiliza o reuso ou o reciclo e facilita o tratamento ou destinação final. Quando devemos fazê-la ? Quando há incompatibilidade entre os diferentes tipos de resíduos, possibilidade de reuso ou reciclo ou, ainda, quando o tratamento ou disposição final são diferentes para cada tipo de resíduo.

4 Regras gerais para segregação
Resíduos líquidos devem conter a descrição da natureza de solutos e solventes e concentrações. Também deve descrever a quantidade de água presente. Pode não ser um sistema muito rigoroso (o importante é o qualitativo)

5 Segregação dos Resíduos na Fonte
VANTAGENS:  A separação traz muitas economias para a Instituição e facilita a tarefa do responsável institucional pelo gerenciamento de resíduos químicos, pois o descarte é mais fácil e mais seguro. DESVANTAGENS: Manter resíduos separados exige: atenção redobrada na separação – erros são comuns; treinamento continuado dos usuários; e, fornecimento de frascos para coleta. A SOLUÇÃO PARA ESSE PROBLEMA PODE COMEÇAR COM A ANÁLISE DO DESTINO FINAL DE CADA RESÍDUO Autoria: F. Coelho

6 ERROS NA SEGREGAÇÃO Deve-se estabelecer:
 Os usuários devem ser treinados e o porquê da separação deve ser explicado e enfatizado em manuais, reuniões e comunicados. Deve-se estabelecer: Estações de coleta: os usuários sabem onde encontrar e estocar os recipientes; Serviços de coleta; e, Registro de Erros e Problemas – revisão das normas. Autoria: F. Coelho

7 Algumas perguntas precisam ser respondidas
O meu resíduo: que tratamento ou destinação final pode ter? Pode ser reciclado? Pode ser incinerado? Pode ser co-processado? Pode ser descartado em aterro sanitário (lixo comum)? Pode ser enviado para aterro de produtos perigosos (resíduo classe I)? Pode ser descartado na pia? Pode receber um pré-tratamento e ser descartado no lixo comum?   Tem que ser tratado? Qual o tipo de tratamento necessário? Co-autoria: F. Coelho

8 Devo ter resposta obrigatória para todo este questionamento
IMPORTANTE Devo ter resposta obrigatória para todo este questionamento A resposta NÃO é igual para todas as questões e vai depender muito das características de cada resíduo e Instituição. Por exemplo é necessário saber: a classificação do resíduo – Classe I, IIA ou IIB (NBR 10004); a quantidade a ser descartada; se está na forma sólida ou líquida (solução ou puro); se estiver em solução, qual o teor (concentração); se há presença de outros contaminantes e quais; e, se o resíduo/produto é empregado para outros fins e quais. Co-autoria: F. Coelho

9 Reciclagem de Resíduos Químicos
A reciclagem pode ser realizada para vários tipos de resíduos químicos, os mais comuns são: solventes - exemplos: tolueno, etanol, acetato de etila, clorofórmio, etc.; metais preciosos – exemplos: prata, platina e ouro; e, metais tóxicos: mercúrio, chumbo e cádmio, dentre outros. Deve-se considerar que para que a reciclagem seja viável, o produto obtido após o processo de tratamento tem que ser empregado ou na mesma utilização ou em algum uso menos nobre. Ou seja, o etanol usado para reações químicas pode ser tratado, normalmente por destilação, e empregado para a lavagem de vidraria.

10 Incineração de Resíduos Químicos
Somente resíduos orgânicos são incineráveis. Os resíduos orgânicos possuem uma cadeia de carbono (C) e não são carbonatos e derivados (CO32- e HCO3-). Tais resíduos , sob aquecimento, sofrem reação de combustão. Exemplo de uma reação de Combustão: CH3CH2OH + 3O CO2 + 3H2O etanol oxigênio gás carbônico água Para que sejam passíveis de incineração, os resíduos não podem possuir pH muito ácido (menor que 5) ou muito alcalino (maior que 9) e não podem possuir mercúrio e seus derivados. Existem algumas outras restrições para o material incinerável que dependem do tipo de licença obtida pela empresa que realizará o tratamento e estão relacionados com as características do incinerador e com o tipo de tratamento dado aos gases de exaustão do mesmo.

11 Co-processamento de Resíduos Químicos
O co-processamento consiste na utilização do resíduos em fornos de cimento ou cal, seja como combustível ou como aditivo das matérias-primas básicas. O co-processamento pode ser realizado para vários tipos de resíduos químicos, nos mais comuns são: compostos orgânicos - exemplos: solventes, pneus (cortados em pequenos pedaços), etc.; soluções contendo sais que auxiliam nas características de desempenho do cimento e possuem baixa toxicidade; e, outros tipos de misturas de resíduos - exemplo: misturas de solventes orgânicos e soluções aquosas contendo os sais acima citados. Existem algumas restrições para o material que pode ser co-processado, as quais dependem do tipo de licença obtida pela empresa que realizará o tratamento e estão relacionados com as características do forno de cimento e com o tipo de tratamento dado aos gases de exaustão do mesmo. Além disto, nem todos os resíduos incineráveis são passiveis de uso em fornos de cimento, pois estes requerem combustíveis de alto poder calorífico e baixo teor de sólido.

12 Descarte de Resíduos Químicos no Lixo Comum
Os resíduos químicos, na forma sólida, que se assemelham aos resíduos domésticos podem ser descartados em lixo comum. Alguns exemplos são: compostos com DL50 > 500 mg/kg, não inflamáveis, não reativos, não corrosivos, não patogênicos e com toxicidade crônica baixa. Uma definição bem simplista de DL50 é: a dosagem necessária para causar a morte de 50% das cobais testadas. A DL50 pode ser encontrada na FISPQ ou MSDS do produto; açúcares, amido, aminoácidos e sais de ocorrência natural, tais com: ácido cítrico e seus sais ( de sódio - Na+, potássio - K+, magnésio - Mg2+, cálcio - Ca2+, amônio -NH4+), ácido lático e seus sais (Na+, K+, Mg2+, Ca2+, NH4+), fosfato, nitrato e cloreto de Na+, K+, Mg2+, Ca2+, NH4+ ; e, sólidos inertes sem contaminação com produtos perigosos, tais como: cloretos de sódio e cálcio, sulfato de cálcio, alumina, amido, e sílica gel. Co-autoria: F. Coelho

13 Descarte de Resíduos Químicos em Aterro de Resíduos Classe I
Este tipo de destinação final deve ser utilizado para os resíduos químicos perigosos (Classe I - segundo a NBR 10004), que estejam necessariamente no estado sólido, e para os quais não se dispõe de uma alternativa que cause menos impacto ambiental. São passíveis de disposição neste tipo de aterro os resíduos cujos poluentes podem sofrer algum tipo de atenuação no solo, seja por processos de degradação, seja por processos de retenção (filtração, adsorção, troca iônica, etc). Os resíduos inflamáveis, reativos e oleosos ou os que contêm poluentes orgânicos persistentes ou líquidos livres não podem ser dispostos em Aterro de Produtos Perigosos. Este tipo de disposição deve ser avaliado de forma bastante criteriosa, uma vez que, mesmo com toda as restrições construtivas (descritas em resolução CONAMA) o mesmo pode vir a causar impactos ambientais e a co-responsabilidade do gerador permanece, mesmo após o pagamento à empresa. É importante lembrar que a responsabilidade do gerador é permanente ou, conforme a definição mais popular, vai do berço ao túmulo.

14 Descarte de Resíduos Químicos em rede de efluentes
Descartar na pia É POSSíVEL? É o mais barato e pode ser o mais adequado para certos tipos de resíduos, mas preste ATENÇÃO, pois há elevadas restrições (CONAMA 357/2005 e Decreto Estadual 8468) e a UNICAMP ainda não é servida por Sistema de Tratamento de Esgoto. Co-autoria: F. Coelho

15 Resíduos que podem ser descartados diretamente na pia
Os efluentes de qualquer fonte poluidora somente pode­rão ser lançados em sistema de esgotos, provido de tratamento com capacidade e de tipo adequados, conforme previsto no § 4° deste artigo se obedecerem às seguintes condições: I - pH entre 6,0 (seis inteiros) e 10,0 (dez inteiros); II - temperatura inferior a 40º C (quarenta graus Celsius); III - materiais sedimentáveis até 20 ml/l (vinte mililitros por li­tro) em teste de 1 (uma) hora em "cone Imhoff"; IV - ausência de óleo e graxas visíveis e concentração máxima de 150 mg/l (cento e cinqüenta miligramas por litro) de substâncias solú­veis em hexano; V - ausência de solventes gasolina, óleos leves e substâncias explo­sivas ou inflamáveis em geral; VI - ausência de despejos que causem ou possam causar obstrução das canalizações ou qualquer interferência na operação do sistema de esgotos; VII - ausência de qualquer substância em concentrações potencialmente tóxicas a processos biológicos de tratamento de esgotos; Continua no próximo “slide” Art. 19A – Decreto 8468

16 Resíduos que podem ser descartados diretamente na pia
VIII - concentrações máximas dos seguintes elementos, conjuntos de elementos ou substâncias: a) arsênico, cádmio, chumbo, cobre, cromo hexavalente, mercúrio, prata e selênio -1,5 mg/l (um e meio miligrama por litro) de cada elemento sujeitas à restrição da alínea e deste inciso; b) cromo total e zinco 5,0 mg/l (cinco miligramas por litro) de cada elemento, sujeitas ainda à restrição da alínea e deste inciso; c) estanho - 4,0 mg/l (quatro miligramas por litro) sujeita ainda à restrição da alínea e deste inciso; d) níquel - 2,0 mg/l (dois miligramas por litro), sujeita ainda à restrição da alínea e deste inciso; e) todos os elementos constantes das alíneas "a" a "d" deste inciso, excetuando o cromo hexavalente - total de 5,0 mg/l (cinco mili­gramas por litro); f) - cianeto - 0,2 mg/l (dois décimos de miligrama por litro); g) - fenol -5,0 mg/l (cinco miligramas por litro); h) - ferro solúvel - (Fe2+) -15,0 mg/l (quinze miligramas por litro); i) - fluoreto -10,0 mg/l (dez miligramas por litro); j) - sulfeto -1,0 mg/l (um miligrama por litro); I) - sulfato mg/l (mil miligramas por litro). Art. 19A – Decreto 8468

17 Resíduos que podem ser descartados diretamente na pia
Resolução CONAMA 357

18 Resíduos que não podem ser descartados diretamente na pia
Compostos com ponto de ebulição menor que 50oC não devem ser descartados na pia, mesmo que extremamente solúveis em água e pouco tóxicos; Resíduos corrosivos (ácido, base, ...); Patogênicos; Inflamáveis; Reativos; e, Vide NBR 10004/2004, CONAMA 357/2005 e Decreto Estadual 8468/1976. Autoria: F. Coelho

19 Destinação para alguns resíduos químicos específicos

20 Tratamentos para Resíduos Químicos
Existem métodos para destruir uma grande variedade de produtos químicos. De maneira geral os métodos visam a eliminação de 99% do material tóxico em um dado intervalo de tempo. Algumas referências com procedimentos para tratamento são: "Destruction of Hazardous Chemicals in the Laboratory" George Lunn, Eric B. Sansone (Contributor), 1994. "Pollution Prevention and Waste Minimization in Laboratories" Peter A. Reinhardt(Editor), et al; Boca Raton, 1996. "Hazardous Laboratory Chemical Disposal Guide" Margaret Ann-Armour, Boca Raton, 1991. Autoria: F. Coelho

21 Tratamentos mais usados
Neutralização de ácidos e bases; Precipitação de metais tóxicos em solução; Recuperação de metais nobres e mercúrio; Inertização de redutores e oxidantes; e, Estações de tratamento de esgoto.

22 Resíduos ácidos - Tratamento
Soluções duluídas de ácido clorídrico (HCl), sulfúrico (H2SO4), fosfórico (H3PO4), nítrico (HNO3), e acético (CH3CO2H) neutralizar usando solução duluída da hidróxido de sódio. Ácidos sólidos como oxálico e cítrico: Sólidos ou pastas: solubilizar água ( %). Ajustar o pH entre 6 e 8. Soluções concentradas: diluir até obtenção de soluções. com % de H2O. Ajustar o pH. Soluções diluídas: ajustar o pH. Operações a serem executadas por pessoal treinado e habilitado – Procedimento disponícel na Célula Operacional de Resíduos. Autoria: F. Coelho

23 Resíduos básicos – Tratamento
Soluções aquosas de hidróxidos tais como soda cáustica ou hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, soluções de alcoolato de sódio e amônia. Sólidos ou pastas: dissolver em água ( % de água). Ajustar o pH entre 6 e 8. Soluções concentradas: diluir até obtenção de um teor de % de água. Ajustar o pH. Soluções diluídas: ajustar o pH. Operações executadas por pessoal treinado e habilitado – Procedimento disponícel na Célula Operacional de Resíduos. Autoria: F .Coelho

24 Resíduos de solventes recicláveis
Solventes de HPLC, de extração Sohxlet, de rotaevaporadores, e procedimentos em geral. Recolher em separado para futura recuperação. Levar em conta a avaliação do custo-benefício da atividade e a possibilidade de reaproveitamento na própria Unidade Geradora. Autoria: F. Coelho

25 Resíduos de metais preciosos ou recicláveis
Sais ou soluções contendo prata (Ag), ósmio (Os), ouro (Au), platina (Pt) e rutênio (Ru): Recolher os resíduos em separado para futura recuperação – alternativas de tratamento compartilhado com o fornecedor; e, Sistemas de reciclo – avaliação do custo - benefício e dos riscos da atividade. Autoria: F. Coelho

26 Resíduos contendo os metais Cádmio(Cd), Tálio(Tl), Chumbo(Pb), Mércurio(Hg) e os seus sais
Devem ser segregados: Recolher os resíduos de cada metal em separado. Se possível, precipitar como sais insolúveis e guardar como sólido seco. Autoria: F. Coelho

27 Tratamento de soluções aquosas contendo metais perigosos
Passagem do metal para o estado sólido: como sal de sulfeto com H2S ou NaSH; como hidróxido; troca iônica – usando resinas; e, tratamentos específicos. Posterior envio para Aterro Industrial - Produtos Classe I. Material não pode ser incinerado Autoria: F. Coelho

28 Resíduos fortemente oxidantes
Soluções de hipoclorito, iodato, persulfato, bismuto(III); Soluções de bromo, iodo, peróxido de hidrogênio (aquosas); Sólidos: bismutato de sódio. Sólidos ou pastas: misturar com o mesmo volume de água. Neutralizar c/ sulfito de sódio. Ajustar o pH. Sol. concentradas: diluir até obtenção de solução c/ 50% de H2O. Ajustar o pH. Sol. diluídas: neutralizar com H2O2 30% e ajustar o pH.

29 Resíduos contendo metais ou ligas (exceto hidrolisáveis)
Ferro, estanho, bronze, latão, zinco, solda, papel alumínio (apresentam baixo risco) Lavar c/ água, secar e guardar como sólido seco. A água de lavagem, que contem o contaminante, deve ser tratada de acordo com sua classe.

30 Resíduos com substâncias hidrolisáveis
ELEVADO RISCO Sódio, potássio, cloretos de acila, pentóxido de fósforo, hidretos de sódio, pentacloreto de fósforo, anidridos ácidos, cloreto de alumínio anidro. Reagir cuidadosamente com etanol. Ajustar o pH entre 6 e 8, diluir e descartar. Cuidado ao executar esse tipo de operação. Evite fazê-la em grande escala – pode ocorrer perda do controle da reação.

31 Resíduos com cianeto Soluções e sólidos com sais de cianeto:
Sólidos ou pastas: misturar com o mesmo volume de água. Adicionar 1 g de NaOH para 100 mL de solução. Adicionar água sanitária. DEixar em repouso e acompanhar o desaparecimento do cianeto. Sol. concentradas: diluir até obtenção de sol. c/ 50% de H2O. Adicionar 1 g de NaOH por mL de solução. Adicionar água sanitária. Sol. aquosas diluídas: adicionar 1 g de NaOH por mL de solução. Adicionar água sanitária.

32 Resíduos explosivos, pirofóricos ou que reagem violentamente com oxigênio do ar
Pólvora, fósforo branco, peróxido de benzoíla, hidroperóxido de terc-butila, ácido paracético, ácido pícrico, trietilalumínio. Pesquisar procedimentos de inertização específicos (MSDS dos produtos). Trabalho deve ser exclusivamente por pessoal treinado e habilitado

33 Resíduos que sofrem polimerização violenta
Acrilonitrila, ácido acrílico. Pesquisar procedimentos de inertização específicos. Podem ser dissolvidos em solventes (etanol, acetato de etila) e eliminados por incineração.

34 Metabissulfito de sódio
Substância Tóxica ou Perigosa Reagente para Desativação ácidos Hidróxido ou bicarbonato Aminas aromáticas Nitrito de sódio e ácido hipofosforoso bases Ácido acético iodo Tiosulfato e bicarbonato de sódio Hidroperóxidos em éter ou alcenos Metabissulfito de sódio Na2S2O5 bromo Bissulfito de sódio oxalatos Ácido sulfúrico oxidantes Bissulfito ou metabissulfito de sódio NBS ou NCS Sulfito de sódio cianetos Água sanitária Dimetilsulfato Dietilsulfato Hidróxido de sódio Azidas inorgânicas Nitrato de cério DMF mercúrio Sulfeto de sódio ou amonio Ácido pícrico Ácido clorídrico e estanho dicromato Tiosulfato de sódio nitrilas Hidróxido de potássio em etanol Azidas orgânicas Ácido cloridrico e estanho Carbonilos metálicos Alguns exemplos de tratamento de desativação de substâncias tóxicas ou perigosas derramadas

35 Outros exemplos de tratamento de resíduos químicos

36 Destruição de hidroperóxidos em éteres e alquenos
Hidroperóxidos são formados na presença de ar e luz. Não destilar os solventes antes do tratamento! Apresentam alto risco de explosão quando em concentrações superiores a 12% nos éteres. Detecção de peróxidos: 1,0 mL da amostra + 1,0 mL sol. de KI em ác. acético glacial. Coloração amarela-marrom indica presença de peróxidos (0,5 mg/mL). Tratamento: 100 mL de amostra + 20 mL sol. Na2S2O5 a 50% em funil de separação por 5 min.

37 Nitrilas – CN (acetonitrila)
Nitrilas orgânicas são tóxicas! Tratamento: C6H5CN + KOH (etanol)  C6H5COOH (eq. química) 1 g de amostra é deixado em refluxo por 3 h em 30 mL de KOH alcoólico a 10%. A solução resultante é neutralizada com HCl e pode ser descartada na pia.

38 Iodo (I2) e suas soluções
Vapor de iodo é nocivo e o sólido queima a pele. Tratamento: I2 + Na2S2O3 + Na2CO3  2NaI + Na2SO4 + S + CO2 Adicionar 5 g de iodo a uma solução aquosa (300 mL) contendo tiossulfato de sódio (11 g) e carbonato de sódio (1 g). Agitar a mistura até a dissolução de todo o iodo e descoloração da sol. Neutralizar o resíduo c/ carbonato de sódio e descartar na pia.

39 Rejeitos sólidos Metais:
Processo de precipitação, filtração e descarte do resíduo aquoso. Exemplo: Solução sulfocrômica Fe metálico NaOH Filtrar Acertar o pH (neutro)

40 Misturar o precipitado com
Recuperação de Prata Acidificar o sal de Ag com HNO3 6 mol/L Adicionar sol. NaCl Agitar a mistura Lavar com ácido sulfúrico 4 mol/L morno Filtrar o precipitado Formação de precipitado Misturar o precipitado com Zn (s) Formação de Ag (s). Sais sol. de Zn Dissolver Ag (s) com HNO3 Sol. Ag+ impura Túrbida Solução límpida ou túrbida? Límpida Sol. Ag+ pura