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Gerenciamento de Resíduos de Laboratórios

Prof. Dr. Marco Tadeu GrassiLaboratório de Química Ambiental e de Materiais - LabQAMDepartamento de QuímicaUniversidade Federal do Paraná - C.P. 1908181531-990 Curitiba PRFone: 041-361-3297 / Fax: 041-361-3186

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VII Encontro Nacional sobre Métodos de LaboratórioEMBRAPA

Curitiba – dez / 2001

Marco T. Grassi DQ/UFPR2

Ementa

• Aspectos gerais de um programa de gestão de resíduos;• Inventário do passivo;• Caracterização de resíduos não identificados;• Tratamento do ativo;• Segregação de resíduos;• Exemplos de tecnologias clássicas e emergentes;• O Programa de Gerenciamento de Resíduos do Departamento

de Química da UFPR.


Resíduos: cenário mundial atual

� Problema de natureza global:� Aumento das atividades extrativistas, de produção e

consumo gera uma grande quantidade de resíduos.

� Momento atual caracterizado por uma postura global voltada para a preservação ambiental;

� ISO 14000: reflexo de que o movimento não é efêmero ou muito menos um modismo.


Postura dos centros e institutos de pesquisa

� Não podem adotar uma postura de incoerência quanto a questão dos resíduos gerados

� Centros, institutos e universidades têm sido favorecidos quanto à fiscalização. Até quando???

� Gerenciamento de resíduos é um dever para com a sociedade


Importância da minimização eprevenção na produção de resíduos

i. Responsabilidade (ética) ambiental;ii. Mudança de mentalidade na formação de novos

cidadãos;iii. Encorajamento da segurança nos laboratórios;iv. Economia de recursos;v. Conformidade com a legislação.


Antes da implementação do Programa...

� Ter a garantia de que o Programa tem o apoio da Instituição.

� Contabilizar os recursos humanos.� Fazer uma avaliação preliminar do passivo.� Fazer uma estimativa das fontes e quantidades do

ativo.� Criar mecanismos de continuidade do Programa.


Implementando um programa de gerenciamento de resíduos (i)

PESSOAL

• Mudança de hábitos e de atitudes, por parte de todo o quadro de funcionários;

• Sacrifício de alguns em benefício de muitos;• Ampla divulgação das atividades a serem cumpridas,

das metas propostas e dos resultados.


Implementando um programa de gerenciamento de resíduos (ii)

TECNOLOGIA

• Escolha da melhor tecnologia:– Custo/benefício e risco/benefício.

• Reavaliação continuada do programa :– atualização, – processos emergentes.

• É uma atividade que representa um desafio constante para um pesquisador.


A hierarquia na gestão de resíduos

� Reduzir a produção de resíduos na fonte.

� Recuperar e reusar resíduos on-site (reciclar).

� Reciclar off-site.� Tratar os resíduos gerados,

reduzindo volume e toxicidade.� Dispor o resíduo de maneira

segura.

Mais desejável

Menos desejável


Praticando a minimização

• Reavaliação de novos procedimentos.

• Ajuste daqueles usados rotineiramente (FIA).

• Responsabilizar agentes geradores de resíduos.

• Nos projetos de pesquisa, contemplar uma nova rubrica: RESÍDUOS


Praticando o reciclo e o reuso

• Reciclar: utilizar um resíduo ou seu conteúdo energético.

• Candidatos Naturais– Solventes– Combustíveis– Óleos– Metais– Catalisadores

• Reusar: utilizar um insumo sem que haja necessidade de qualquer tratamento.

• Exemplos– Soluções de NaOH– Resíduos a base de

Cr(VI)– Resíduos orgânicos


Compra de reagentes e suprimentos

• Comprar apenas o que é estritamente necessário.– Estimativa da ACS: produtos não utilizados compõem

até 40% do total de resíduos gerados.

• A compra em maior quantidade (descontos) não passa de um mito.

• Estratégias– padronização das compras;– centralização das compras.


Gerenciando o estoque

� Centralização do almoxarifado:– minimização dos riscos de acidentes;

Algumas atitudes importantes:• materiais incompatíveis devem ser estocados

separadamente;• cuidados com temperatura e ventilação;• acesso deve ser restrito;• inspeção deve ser rotineira.


Substituindo reagentes“Lavagem de material”

• Será que um tratamento drástico é realmente necessário???

• Que tipo de impurezas eu desejo remover?

• Uma limpeza mais periódica não resolveria o problema?

• Que tal tentar uma simples lavagem com acetona e depois secar a 200 oC


Banindo a famigerada sulfocrômica

Uma lavagem com NaOH alcoólico resolveria o problema?

Lista de produtos disponíveis no mercado:– Aquet (deterg. líquido)– Liqui-nox (sem fosfato)– Neutral– Det-o-jet (ultrassom)– Nochromix– Cra-zsoap (odor)– Terg-a-zyme (bactericida)


Inventário do Passivo

• Passivo é todo aquele estoque de resíduos já existente na unidade geradora (UG).– Em muitos casos a UG não

apresenta este tipo de estoque.

• A caracterização do passivo visa o reaproveitamento, o reciclo e a destinação final adequada.


Dificuldades no inventário

• Rótulos deteriorados ou produtos sem qualquer identificação

• Misturas não caracterizadas• Misturas com várias fases• Resíduos sólidos• Herança dos antepassados


Como classificar o resíduo estocado?

� Importante: os resíduos radioativos são descartados segundo normas da CNEN.

� Os resíduos contendo patogênicos ou material bioativo devem ser tratados segundo normas do Ministério da Saúde (Vigilância Sanitária).

� No caso de resíduos químicos de laboratórios de ensino e pesquisa, não há uma norma clara quanto a classificação, tratamento e descarte dos mesmos.

� Pode-se usar a Norma BR 10004 para a classificação de resíduos sólidos.


Protocolo para caracterização de resíduos não identificados (i)

� Reatividade com água– Uma gota de água de observar se há formação de chama, geração

de gás ou reação violenta.� Presença de cianetos

– Uma gota de cloramina-T e uma gota de ácido barbitúrico em 3 gotas do resíduo. Cor vermelha indica teste positivo.

� Presença de sulfetos– Acidificar a amostra com HCl. Papel embebido em acetato de

chumbo fica enegrecido.� pH

– Papel indicador ou pHmetro.� Resíduo oxidante

– Oxidação de um sal de Mn(II). Mudança de cor de rosa clara para coloração escura.


� Resíduo redutor– Descoloração de papel umedecido em 2,6-dicloro-indofenol ou azul

de metileno.

� Inflamabilidade– Introduzir um palito de cerâmica no resíduo, deixar escorrer o

excesso e levar a chama.

� Presença de halogênios– Colocar um fio de cobre limpo e previamente aquecido ao rubro no

resíduo. Levar a chama e observar a coloração. Chama verde indica halogênios.

� Solubilidade em água– Após o ensaio de reatividade, a solubilidade pode ser facilmente

testada.

Caracterização de resíduos (ii)


Resíduos sólidos não identificados

Identificação: fluorescência de raios-X1. Para sais de metais não perigosos (Fe, Ca, Mg, etc), pode-se

descartar a solução dos mesmos na pia. Pode-se ainda reaproveitá-los.

2. Para metais pesados (Pb, Cr, Hg, etc) existem duas possibilidades:

i. Reaproveitamentoii. isolamento


Tratando o ativo

Mesmo sob um programa de gerenciamento bem elaborado, ainda há produção de resíduos (ativo).

Estes resíduos deverão ser segregados de acordo com o tratamento e a destinação final.


Processos Oxidativos Avançados (POA) - TiO2 / UV

hv

-

+

A A-.

D+. D

E

BC

BV

.2222

.2ads.22

2

OTiOO)(eTiO

HOHTiOOH)(hTiO

)h(eTiOTiO

−−

++

+−

+→+

++→+

++↔+ hυ

Processos Oxidativos Avançados (POA) - TiO2 / UV

TiO2 / UVResultados para VOCs

Composto C in. (ppmv) Degradação (%)* t 1/2 (m in)

M etanol 550 > 95 0,14

Tricoloetileno 538 99,9 0,17

Acetona 590 98,5 0,19

M etil etil cetona 441 97,1 0,22

Isooctano 492 98,9 0,24

Diclorom etano 398 90,4 0,66

Clorofórm io 442 69,5 0,89

* após 60 min de irradiação. Vazão: 200 mL.min-1


Degradação fotoquímica de corante azul QR -19

� Sistema: UV-H2O2(reator contínuo)

� Corante: 50 mgl-1 (20L), H2O2: 20 mL (30%)

0 20 40 60 80 100 120

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Abs

/Abs

0

Tempo (min)


Resíduos aquosos:água + acetonitrila

• Método 1: Hidrólise básicaCH3CN → CH3CONH2 → CH3COOH + NH3(g)– emprega-se um grande excesso de base (refluxo por 6 H)

que ao reagir com a acetonitrila gera amônia e ácido acético, que pode ser incinerado sem problemas.

– A queima da acetonitrila gera cianeto;– A queima do ácido acético gera apenas CO2 e H2O.

• Método 2: Reação de Fenton ou FerrioxalatoFe(II) + H2O2

Fe(III) + H2O2 + ácido oxálico– a oxidação do composto orgânico gera CO2, CO e H2O


Tratamento de resíduos com metais pesados (Hg ou Pb)

Adicionar HNO3 à sol. contendo Hg ou Pb. Evaporar em capela. Adicionar água e tioacetamida. Filtrar o precipitado. Testar o filtrado repetidas vezes, se necessário.

Hg e Pb devem estar ausentes da solução!


Procedimento alternativo para Pb

Sais de Pb podem ser precipitados como silicatos.

Pb2+ + Na2SiO3 → PbSiO3 + 2Na+

Para que a precipitação seja completa, o pH deve ser controlado (7-8). Adicionar uma sol. aquosa de metassilicato de sódio (17 g/100 mL de água) até não haver mais precipitação.


Tratamento de resíduos contendo Cd e Sb

Estes metais podem ser precipitados de maneira similar ao chumbo, como silicatos.

Fe(II), Fe(III), Zn(II), Al(III), Cu(II), Ni(II), Mn(II) e Co(II) também podem ser precipitados como silicatos. Para estes metais as condições de pH podem ser diferentes.


Rejeitos sólidos

Metais:• Processo de

precipitação, filtração e descarte do resíduo aquoso.

Exemplo:Solução sulfocrômica

sólido

pia

solução

Fe(OH)3, Cr(OH)3

Cr(III)

Cr(VI)

Fe metálico

NaOH

Filtrar

Acertar o pH (neutro)


Descarte de cianetos

Os cianetos podem ser tratados por oxidação com hipoclorito, em meio alcalino.

CN- + ClO- → CNO- + Cl-

Descartar na pia

Retirar alíquota de 2 mLtestar c/ FeCl 3

CN presente: ppt azul

60 - 70 mL de hipocloritoÁgua sanitária

5 mL de NaOH 10%sob agitação

Alíquota de 50 mL de sol.conc. < 2%

Atenção:

Usar luvas, avental e óculos.

Trabalhar na capela!!!


Tratamento para derramamentos

Usar uma mistura 1:1:1 de carbonato de sódio (neutraliza acidez e basicidade), areia para gato (absorve líquidos rapidamente) e areia (moderar as reações).

Quando todo o líquido for absorvido, recolher num balde. Na capela, adicionar o conteúdo cuidadosamente a outro balde contendo água gelada. Deixar em repouso por 24 h. Testar o pH e neutralizar. Descartar a sol. na pia.


Programa de Coleta e Tratamento de resíduos do DQUI - UFPR

ALTERNATIVAS:

1. Disposição em aterro (Cidade Industrial de Curitiba -CIC)

i. R$180,00 (classe II) e R$250,00 (classe I) / tii. Transporte: R$900,00 / carga

2. Incineração (São Paulo ou Rio de Janeiro)i. R$ 500 a 2000 / tii. Transporte: R$900,00 / carga

3. Co-processamento em forno de cimento i. R$ 200 a 300 / tii. Transporte: R$900,00 / carga


Coleta e Tratamento de ResíduosDQUI – UFPR

• Custo: R$ 1.000,00 / ano– Bombonas, baldes, reagentes,

fichas.

• Resíduos especiais:– A política no DQUI visa

desencorajar o uso de sais de Hg, Cd e Tl.

– Pequenas quantidades geradas têm sido recuperadas.

– Chumbo: recuperado e enviado p/ fábrica de baterias.

– Metais preciosos: recuperados nas UG.

– Agroquímicos: estão estocados.

Neutralização Teste deIncompatibilidae

Mistura emBombona

CO-PROCESSAMENTO

TRANSPORTE

LICENCIAMENTO

ARMAZENAMENTO

COLETA


Co-processamento em forno de cimento

• Consiste na adição de resíduos (na forma de sólidos, pastas ou líquidos) ao forno de cimento.– Líquidos (solventes): misturados e queimados como combustível

auxiliar.– Sólidos e pastosos: adicionados na parte alta do forno.– Aquosos: são adicionados junto c/ água de refrigeração.

• No Paraná, o co-processamento é licenciado para tratar ácidos, bases, cianetos e arsenatos, sais de metais (exceto Hg, Cd e Tl), solventes halogenados ou não.

• Vetados: agroquímicos, material radiotavido, explosivos, PCBs.

Coleta

Neutralização

Teste de incompatibilidade

Mistura em bombona


Bibliografia

M.A. Armour. “Hazardous Laboratory Chemicals. Disposal Guide”. CRC Press, Boca Raton, 1991. 464p.

P.A. Reinhardt, K.L. Leonard e P.C. Ashbrook. “Pollution Prevention and Waste Minimization in Laboratories”. Lewis Publ, Boca Raton, 1995. 480p.

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