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Regina Teresa Rosim Monteiro Centro de Energia Nuclear na Agricultura Lab. Ecologia Aplicada Contaminação das Águas pelas Indústrias.

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1 Regina Teresa Rosim Monteiro Centro de Energia Nuclear na Agricultura Lab. Ecologia Aplicada Contaminação das Águas pelas Indústrias de Alimentos

2 Resíduos Gerados pela Indústria de Alimentos O que são resíduos: de onde vem, para onde vai. material sem utilidade que se deseja eliminar Como são Classificados: Orgânicos e Inorgânicos; Tóxicos e não tóxicos, ou conforme sua origem: Domésticos, Urbanos ou Industriais Os Resíduos das Industrias de Alimentos: Varia de acordo com que a Industria Fabrica.

3 Industrias Geradoras de resíduos Classe I- Perigosos, em SP Fonte CETESB-2012

4 A utilização de água pela indústria ocorre de diversas formas: incorporação ao produto, lavagens de máquinas, tubulações e pisos, águas de sistemas de resfriamento e geradores de vapor, águas utilizadas na cozinha e esgotos sanitários dos funcionários. Com exceção do volume de água incorporado aos produtos e pelas perdas por evaporação, as águas tornam-se contaminadas por resíduos do processo industrial.

5 Óleos, cinza, plásticos, o resíduo pH alcalino, ácido, muita matéria orgânica, sementes, cascas, produtos de limpeza, preservastes, acidulantes, corantes, etc. O que se deve observar nos resíduos a serem descartados: Condutividade Elétrica - CE DBO DQO Nitrogênio Total Fósforo Total, Óleos e Graxas Outros parâmetros conforme o caso: Interpretação: segundo a CONAMA357/2005 e CONSEMA O que pode conter nos resíduos das Industrias de Alimentos

6 Demanda Bioquímica de Oxigênio A DBO é um parâmetro importante para caracterizar os efluentes. Mede o consumo de oxigênio, das águas, por organismos aeróbios, e portanto dá a medida de quanto oxigênio é necessário para oxidar a MO presente no efluente. Ex. Para um efluente com DBO de mg L -1 significa que para cada litro de efluente 6 g de O 2 da água será consumido

7 Demanda Química de Oxigênio A DQO mede a quantidade de MO susceptível de ser oxidada por meios químicos. O seu valor é sempre maior que a da DBO uma vez que as substâncias não biodegradáveis podem ser oxidadas quimicamente. A relação entre DQO e DBO é de fundamental importância para o estudo da qualidade de um efluente

8 Soluções com compostos iônicos conduzem eletricidade. Quanto maior for a quantidade de íons maior é a condutividade do líquido. A composição iônica (qualidade) também influencia na medida da condutividade elétrica, assim como a temperatura. Medida em Siemens por metro S/m ou μS/cm. Condutividade elétrica as vezes está relacionada com a turbidez que mede quanto de partículas existem em suspensão. Essas partículas podem ser de argilas, minerais, organismos, etc.

9 São Substâncias de origem mineral ou orgânicas de animais ou vegetais; São hidrocarbonetos, gorduras, graxas, ceras, ácidos graxos, entre outras. Águas naturais não ´contem óleos e graxas; Frigoríficos, lacticínio possuem efluentes ricos em óleos e graxas. Alem de odor, sabor, visual desagradável, diminuem a transferência de oxigênio do ar para Água, dificulta o tratamento de efluentes

10 Nitrogênio Total: é compreendido como a soma das quantidades de nitrogênio orgânico, amônia, nitrito e nitrato. Os elementos nitrogênio e fósforo são essenciais para o crescimento de micro-organismos, plantas e animais. Os elementos nitrogênio e fósforo são essenciais para o crescimento de micro-organismos, plantas e animais. Nitrogênio e Fósforo

11 Industrias Sucroalcooleira Industrias de Laticínios Industrias de Processamento de Tomates

12 É uma indústria de grande porte que exige muita tecnologia. Utiliza a fermentação. Produz resíduos sólidos, líquidos e gasosos. O reaproveitamento dos resíduos é de muita importância, tanto econômica quanto ambiental. É uma indústria de grande porte que exige muita tecnologia. Utiliza a fermentação. Produz resíduos sólidos, líquidos e gasosos. O reaproveitamento dos resíduos é de muita importância, tanto econômica quanto ambiental.

13 Vinhaça líquido com alta DBO, DQO; Elemento químico importante: Potássio; Difícil tratamento para ser lançada como efluente, entretanto pode ser reaproveitada com um fertilizante, produção de ração, de gases metano pela fermentação anaeróbia, produção de enzimas, etc.

14 O volume de água residual na indústria do açúcar são elevados: São da ordem anual de 36 milhões de metros cúbicos, com uma carga de 3 a 5kg de DQO/m³ e DBO >1.000 mg/L. A legislação para efluentes descartados em corpos hídricos é de 60 mg/L; São da ordem anual de 36 milhões de metros cúbicos, com uma carga de 3 a 5kg de DQO/m³ e DBO >1.000 mg/L. A legislação para efluentes descartados em corpos hídricos é de 60 mg/L; Isso equivale ao nível de poluição que produziria uma população de 6 milhões de habitantes; Isso equivale ao nível de poluição que produziria uma população de 6 milhões de habitantes; A água de lavagem da cana DBO de ~500 mg/L; A água de lavagem da cana DBO de ~500 mg/L; Resíduos de pesticidas podem estar presentes Resíduos de pesticidas podem estar presentes

15 Outro resíduo gerado é o Biogás. Resultado da mistura dos gases metano e dióxido de carbono como consequência da fermentação da matéria orgânica, na ausência de ar, pela ação de micro-organismos. Outro resíduo gerado é o Biogás. Resultado da mistura dos gases metano e dióxido de carbono como consequência da fermentação da matéria orgânica, na ausência de ar, pela ação de micro-organismos. A composição do biogás depende do tipo de resíduo utilizado e das condições do processo. Sua composição média é a seguinte: A composição do biogás depende do tipo de resíduo utilizado e das condições do processo. Sua composição média é a seguinte: Metano: 54-70% Dióxido de Carbono: 27-45% Hidrogênio: 1-10% Nitrogênio: 0.5-3%

16 Produz resíduos sólidos como: Leveduras Bagaço Torta de filtro cinzas Todos com tecnologias de reaproveitamento.

17 Os efluentes industriais dos laticínios são oriundos das diversas etapas de lavagens de pisos e equipamentos que arrastam resíduos de leite e seus derivados incluindo também produtos de limpeza. A qualidade dos efluentes varia em função dos produtos industrializados (resfriamento e ensacamento, fabricação de queijos, iogurtes, manteiga, requeijão, leite em pó), capacidade de produção, lay-out industrial, tecnologia utilizada para a higienização das instalações e qualidade do leite utilizado.

18 produz : leite em pó, leite UHT, creme de leite, queijos, bebida lácteas e manteiga. produz : leite em pó, leite UHT, creme de leite, queijos, bebida lácteas e manteiga. Seus resíduos são sólidos e líquidos. Seus resíduos são sólidos e líquidos. A produção de leite em pó gera efluente rico em N e P, A produção de leite em pó gera efluente rico em N e P, A produção de leite, manteiga e creme de leite gera óleos e graxas. A produção de leite, manteiga e creme de leite gera óleos e graxas. Todos utilizam aquecimento de água, gerando água aquecida ( baixa tensão superficial, baixo nível de gases) Todos utilizam aquecimento de água, gerando água aquecida ( baixa tensão superficial, baixo nível de gases)

19 A análise de efluentes de uma indústria de laticínios ser de: Nitrogênio total, fósforo total, DBO/DBQ, óleos e graxas, PH, sólidos totais, sólidos voláteis, sólidos sedimentáveis, sulfetos e temperatura. A análise de efluentes de uma indústria de laticínios ser de: Nitrogênio total, fósforo total, DBO/DBQ, óleos e graxas, PH, sólidos totais, sólidos voláteis, sólidos sedimentáveis, sulfetos e temperatura. A indústria de Laticínios utiliza muita água para limpeza dos equipamentos e maquinários, sendo esta também um problema, com pH variando de 1 a 13, devido a fermentação láctea. A indústria de Laticínios utiliza muita água para limpeza dos equipamentos e maquinários, sendo esta também um problema, com pH variando de 1 a 13, devido a fermentação láctea. Para cada litro de leite gera-se em média 7 a 11 L de resíduos líquidos Veissevre (1988), sendo as áreas de elaboração final e embalagem as maiores produtoras de efluentes. Para cada litro de leite gera-se em média 7 a 11 L de resíduos líquidos Veissevre (1988), sendo as áreas de elaboração final e embalagem as maiores produtoras de efluentes.

20 É fundamental o aproveitamento do soro do leite, que não deve ser descartado para o efluente. O soro separado da massa do queijo durante o processo produtivo, tem alto teor de matéria orgânica. Porém é altamente nutritivo, apresenta aproximadamente 6% de proteínas e 3.2% de gorduras, além de açúcares e sais. Sua utilização no processo de fabricação da bebida láctea, que é um alimento bem aceito pelos consumidores, tornou-se uma maneira lucrativa de lidar com soro. Os efluentes de laticínios tratados apresentam concentrações inferiores a 10 mg O2/ L em relação à DQO. Isto demonstra a excelente biodegradabilidade dos efluentes, pois na indústria de laticínios pode-se obter DQO superior a mg O2/ L no efluente bruto.

21 Cerca de 640 industrias de alimentos estão presentes na California`s Central Valley, USA, produtoras de tomates enlatados, empacotamento de carnes, produção de vinhos, laticínios, etc. Seus efluentes são ricos em: Corgânico, N, P, sulfatos de ferro e manganês. Todas necessitam de tratamento para reuso. Os estados da Florida, Califórnia, Texas e Arizona utilizam águas de reuso. Florida lidera o uso de água de reuso, tem cerca de licenças para uso em irrigação de agricultura, jardins, recarga de água subterrânea e usos industriais.

22 Gera grande quantidade de efluentes devido o processo de limpeza e saneamento. Os resíduos possuem: alto DBO e DQO resultante das cascas, sementes, etc. alta condutividade elétrica devido a presença de elementos químicos; alta concentração de cloretos; cloro é utilizado como saneante; alta concentração de P, Cu e Zn – provavelmente pesticidas; Alta concentração de K, Ca, Mg, Mn e ferro – provavelmente fertilizantes foliares.

23 Há necessidade de conhecimento da composição majoritária do efluente para prover práticas ambientalmente sustentáveis e água de reuso. Os compostos podem vir de dentro da empresa ou de fora, como os pesticidas e fertilizantes. Há substâncias que em concentrações de ng agem nos organismos por serem bioativas.

24 CHAHAL, M.K.; TOOR, G.S.; SANTOS, B.M. Chemical characterization of tomato industry wastewater, Florida, United State. Journal of water resource and protection. V. 4: p , CHAHAL, M.K.; TOOR, G.S.; SANTOS, B.M. Chemical characterization of tomato industry wastewater, Florida, United State. Journal of water resource and protection. V. 4: p , ZUURBIER, p.; VOOREN, J. VAN DE (Ed.) Sugar cane Ethanol. Holanda: Wageningen Academic Publishers, 2008, 255p. ZUURBIER, p.; VOOREN, J. VAN DE (Ed.) Sugar cane Ethanol. Holanda: Wageningen Academic Publishers, 2008, 255p. BRIÃO, Vandré Barbosa. TAVARES, Célia Regina. Geração de efluentes na industria de laticínios: atitudes preventivas e oportunidades. 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária BRIÃO, Vandré Barbosa. TAVARES, Célia Regina. Geração de efluentes na industria de laticínios: atitudes preventivas e oportunidades. 23º Congresso Brasileiro de Engenharia Sanitária e Ambiental. Maringá. PR. Resolução Nº. 313, de 29 de outubro de Inventário Nacional de Resíduos Sólidos. Resolução Nº. 313, de 29 de outubro de Inventário Nacional de Resíduos Sólidos.

25 As águas de reuso podem concentrar substâncias bioativas que em concentrações em ng L -1 tem efeito nos seres vivos. Exemplos: 1. Vinhaça aplicada ao solo, contem antibióticos utilizados nos processo de fermentação. A aplicação de vinhaça no solo pode levar a um acúmulo de antibióticos no solo, que além de afetar a microbiota, pode sofrer transporte para os corpos d´águas. Os antibióticos são substâncias produzidas por micro- organismos para inibir ou cessar crescimento de outros micro. São utilizados para aumentar a eficiência de produção e diminuir contaminações entretanto causam pressão seletiva e seleção de organismos resistentes.

26 Antibióticos como promotores de crescimento em : Ex.2.1 – aves: galinhas alimentadas com ciprofloxacin aumentam de peso diário, entretanto galinhas tem bactérias que podem estar presentes em humanos como: Salmonelas e Campylobacter. Ex 2.2 Animais ruminantes se alimentados com grãos aumentam a gordura intramuscular = carne macia; entretanto causa ulceras devido a produção de ácidos, e bactérias podem migrar do estômago ulcerado para o fígado, então acrescenta-se antibióticos. Campylobacters isoladas de gado mostraram resistência a 12 antibióticos (Englen et al. 2005)

27 Exemplo 3:. Resíduos vegetais da produção do biodiesel como soja, mamona, pinhão manso e algodão dispostos no solo há acúmulos de substâncias bioativas como: fitoestrógeno; risina e ricinina (proteína no endosperma das sementes- ataca os ribossomos, mata em 60 h, não há antídotos;, ésteres de forbol, forbol - indutor de cancer, gossipol – infertilidade, altera concentração de hemoglobina.

28 Fig. Classes terapêuticas detectadas no meio ambiente, expressas em % Dados coletados de 134 artigos publicados entre 1997 e Fonte Santos et al Journal of Hazardous Materials, v. 175, n. 1-3, p

29 Os organismos estão expostos à substâncias em vários ambientes: ar, água, solo, alimento. A concentração de exposição é a quantidade de substância presente no meio em estudo. A dose é a quantidade que entrou no organismo, ou atingiu um órgão. Ex de como calcular a dose de exposição: Uma substância presente na água, geralmente a concentração de exposição varia de mg a μg por litro de água

30 Uma pessoa adulta ingere ~2 litros d´água por dia e se a substância está presente em 10 mg/L 10 mg L -1 x 2 L dia -1 = 20 mg dia -1 A toxicidade leva em consideração o peso do corpo e assume-se que o individuo pesa 70 kg: Então para pessoa de peso médio a dose diária é: 20 mg dia -1 / 70 kg= 0,29 mg kg -1 dia -1 A dose consumida pelo consumo de água é de 0,29 Se a exposição for por alimento, ar, solo, os cálculos são mais complicados.

31 Calcule a dose de exposição para pessoa de peso menor: mulher ou criança: Mulher 50 kg – com a mesma quantidade de água ingerida. Criança 10 kg – ingere cerca de 1 litro diário. Outras vias de exposição e exposição por várias vias.


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