Aspectos toxicológicos

Os corantes são mencionados por seus potenciais efeitos negativos ao meio ambiente e à saúde humana e são, portanto, regulados. Para minimizar os possíveis problemas decorrentes da produção e aplicação destes, foi fundada em 1974 a associação internacional chamada ETAD (Ecological and Toxicological Association of the Dyestuff Manufacturing Industry), a qual coordena a fabricação de corantes. Eles desenvolveram fichas de segurança com as informações sobre os potenciais riscos de corantes e seus intermediários (CHRISTIE, 2007; ZOLLINGER, 2003).

Um dos grupos de pesquisa do ETAD avaliou a toxicidade oral aguda de 4.461 corantes, medidos pelo valor de LD50. Apenas 44 (1%) dos corantes testados apresentaram LD50 < 250 mg·Kg-1, os outros não exibiam toxicidade alguma, LD50 > 5 g·Kg-1. Os compostos mais tóxicos são encontrados entre os corantes diazo e catiônicos. Já os pigmentos e corantes à cuba apresentam baixa toxicidade, devido à sua baixa solubilidade em meios hidrofílicos e lipofílicos (ZOLLINGER, 2003; OLIVEIRA et al., 2007). Os principais problemas envolvendo

toxicidade por corantes têxteis são irritação e sensibilização da pele, causada principalmente por corantes reativos e corantes dispersivos (CHRISTIE, 2007).

Genotoxicidade é o principal perigo pontencial a longo prazo de alguns corantes têxteis. Entre os agentes genotóxicos estão incluídos agentes mutagênicos, carcinogênicos e teratogênicos. Os mutagênicos produzem alterações em organismos vivos, e podem ou não causar câncer em animais e humanos. Os teratogênicos são responsáveis pelos defeitos congênitos (CHRISTIE, 2007).

Embora seja muito difícil avaliar os riscos crônicos, tais como carcinogenicidade, sensibilização e alergias provocadas por corantes, testes longos com animais são complicados e eticamente difíceis de justificar, os riscos cancerígenos são avaliados pelas observações de curto prazo das pessoas que trabalham na produção de corantes (ZOLLINGER, 2003).

2.2 EFLUENTES NA INDÚSTRIA TÊXTIL

A indústria têxtil é grande consumidora de água, devido ao seu processo de beneficiamento das fibras, principalmente o tingimento. Nesta etapa, os componentes que estão presentes, geralmente, são: os corantes, controladores de pH, eletrólitos (sal), substâncias químicas auxiliares para o tingimento (como retardantes/aceleradores, surfactantes/dispersantes, sequestrantes, dentre outros) e água. Resultando, conseguentemente, em uma elevada quantidade de efluente gerado o qual contém uma mistura complexa de compostos químicos orgânicos e inorgânicos que dificulta o processo de tratamento deste resíduo (CHRISTIE, 2007; LANG, 2009; ALI et al., 2009).

A maior parte do efluente têxtil é despejado nas águas superficiais, diretamente ou por meio da rede de esgotos municipais. A natureza do efluente gerado depende do tipo de fibra e produtos químicos utilizados, geralmente apresentando altos valores de pH e temperatura, além de um grande número de contaminantes, incluindo: ácidos, altas concentrações de matéria orgânica, matéria não- biodegradável, substâncias tóxicas, detergentes, óleos e gorduras, sólidos suspensos e dissolvidos e alcalinidade. Apesar dos efluentes têxteis serem biologicamente degradáveis, estes, situam-se na classe dos recalcitrantes, pois apresentam difícil biodegradação (PALA; TOKAT, 2002; LEECHART et al., 2009; CHRISTIE, 2007; LUCAS et al., 2008; OZMIHCI; KARGI, 2006).

Os efluentes têxteis podem apresentar ainda, além de alterações na sua coloração, alterações no pH final. Geralmente, efluentes oriundos de processamento de lã apresentam pH baixo (caráter ácido), enquanto que os processos para algodão possuem pH alto (caráter básico) (PERNAMBUCO, 2001).

Por muitos anos, a indústria de tingimento têxtil era a principal fonte de poluição das águas. A sensibilização da sociedade para esse problema resultou em legislações mais rigorosas para proteger o meio ambiente com controles sobre os tipos de contaminantes e os montantes liberados. Assim, a legislação determina os limites máximos que podem ser liberados para uma ampla gama de contaminantes (BROADBENT, 2001).

No Brasil, o Conselho Nacional do Meio Ambiente – CONAMA é principal órgão do meio ambiente. A Resolução nº 357, de 2005, e a sua complementação na Resolução nº 397, de 2008, estabelecem as condições adequadas para o despejo de efluentes. Os estados e municípios podem ter suas próprias legislações, mais restritivas que a federal. Em Santa Catarina, a Fundação do Meio Ambiente – FATMA é o órgão ambiental que garante a preservação dos recursos naturais do estado (CONAMA, 2005; CONAMA 2008; PERNAMBUCO, 2001).

Na Tabela 2.1 estão apresentadas algumas exigências da legislação federal (CONAMA) e da legislação do estado de Santa Catarina, para lançamento de efluentes líquidos.

Tabela 2.1 Exigências para lançamento de efluentes líquidos.

Parâmetro Federal Res. CONAMA n° 357 e 397 Santa Catarina Art. 19 Dec. n° 14.250 pH 5,0 – 9,0 6,0 – 9,0 Temperatura (°C) < 40,0 < 40,0 Cd (mg/L) 0,2 0,1 Pb (mg/L) 0,5 0,5 Cr VI (mg/L) 0,1 0,1

Fonte: Adaptado de Pernambuco (2001).

2.2.1 Lodo Têxtil

O efluente líquido gerado na indústria têxtil é tratado em estações de tratamento antes de serem lançados nos corpos de água, dentro dos limites permitidos descritos na legislação. As etapas empregadas para o

tratamento de efluentes, geralmente, são: tratamento primário, secundário e terciário ou avançado, como apresentado detalhadamente no Quadro 2.2.

Quadro 2.2 Classificação convencional para tratamento de efluentes.

Etapas do tratamento de efluentes

Tratamento Primário Peneiramento Sedimentação Flotação Floculação Coagulação Equalização Neutralização Tratamento Secundário Lodo ativado Lagoas de aeração Lagoas de estabilização Tratamento anaeróbico

Tratamento Terciário ou Avançado

Adsorção Troca iônica Osmose reversa Cloração e ozonização

Fonte: Adaptado de Ramalho (1977).

O tratamento primário baseia-se em processos físico-químicos. Compostos químicos são geralmente aplicados para facilitar os tratamentos físicos mais eficientemente. Floculação e coagulação são tratamentos para agregar partículas finas em água em grandes flocos que são facilmente separados da água através da decantação. Cloreto férrico (FeCl3) e sulfato de alumínio (Al2(SO4)3) são usados como coagulantes e polímeros sintéticos com alto peso molecular, como floculantes. O tratamento secundário compreende o processo de tratamento biológico. No tratamento terciário pretende-se eliminar os poluentes que não foram completamente removidos pelo tratamento biológico (RAMALHO, 1977; KURITA, 1999; WANG et al., 2004).

O lodo pode ser definido como um resíduo que é gerado do processo de tratamento de efluentes. Consiste em uma mistura heterogênea complexa de compostos orgânicos não digeridos como a celulose, lipídeos, além de bactérias e outros microorganismos mortos.

Pode também ser originado pela mistura de compostos inorgânicos (FONTS, I. et al., 2009).

Os dois principais tipos de lodos produzidos são o primário e o secundário. O lodo primário, ou físico-químico, é constituído por material coletado do tanque de tratamento primário de efluentes. O lodo secundário, ou biológico, é constituído pelo material gerado durante o tratamento secundário de efluentes (AKSU; AKIN, 2010; SMITH et al., 2009).

O lodo físico-químico têxtil contêm grande teor de material inorgânico, tais como: ferro, alumínio, cálcio, magnésio, sódio, dentre outros. A presença destes componentes está relacionada com o emprego de coagulantes, utilização de controladores de pH, ou sais usados

durante o processo de tingimento (LI et al., 2005;

BALASUBRAMANIAN et al., 2006).

Os principais contituintes do lodo proveniente do tratamento biológico são microorganismos, substâncias polímericas extracelulares. E, quando analisados por espectroscopia de infravermelho, podem apresentar grupos funcionais destas estruturas como: polissacarídeos, carboxilas, aminas, grupos hidroxilas, dentre outros componentes (AKSU; AKIN, 2010; GUIBAUD et al., 2003).

Entretanto, a composição e características do lodo dependem muito de fatores como a origem do resíduo, o tratamento de efluente realizado ou mesmo os agentes coagulantes utilizados. Os procedimentos em uma estação de tratamento não são padronizados. E mesmo com o uso dos mesmos procedimentos alguns parâmetros, como o agente floculante e temperatura de estabilização do lodo, podem variar mudando a composição final do lodo (FONTS, I. et al., 2009).

O tratamento e a disposição final do lodo gerado podem representar 50% dos custos operacionais de uma unidade de tratamento de efluentes, sendo então um fator econômico de extrema importância. E com a imposição de leis mais severas em relação à disposição e utilização de lodo, casado com o crescimento na geração deste resíduo e abarrotamento dos aterros sanitários, tem estimulado o estudo de alternativas para o uso do lodo. Uma interessante possibilidade é a preparação de adsorventes com este resíduo (SMITH et al., 2009; ANNADURAI et al., 2003; KHURSHEED; KAZMI, 2011; VASQUES et al., 2009).

2.2.1.1 Classificação e destino final do lodo têxtil

De acordo com ABNT (2004), os lodos resultantes de atividades de origem industrial são considerados resíduos sólido ou semi-sólido. O destino final dos lodos é definido de acordo com os resultados obtidos nos testes de lixiviação e solubilização, descritos nas normas técnicas NBR-10.005 e 10.006, respectivamente. O lodo têxtil é classificado como resíduo sólido classe II A - não inerte e podem ter propriedades, tais como: biodegradabilidade, combustibilidade ou solubilidade em água (PERNAMBUCO, 2001; ABNT 2004; VASQUES, 2008).

Os resíduos industriais, geralmente, são destinados para aterros industriais ou são incinerados. Os aterros industriais possuem algumas restrições. Uma delas é a grande área necessária para a implantação e o alto custo envolvido para a indústria geradora do resíduo. Enquanto a incineração é utilizada para destruição de resíduos perigosos, sendo a melhor opção para resíduos persistentes como organoclorados e organofosforados, tóxicos, inflamáveis e lixo hospitalar (VASQUES, 2008).

No Brasil a legislação que define os limites máximos de metais pesados permitidos em lodo de esgoto, para aplicações na área agrícola é a Resolução nº 375, de 2006. Alguns limites máximos são: Cd (39 mg·kg-1), Pb (300 mg·kg-1), Cu (1500 mg·kg-1), Hg (mg·kg-1) (CONAMA, 2006).

O lodo de uma indústria têxtil proveniente do tratamento físico- químico, juntamente com o lodo biológico, são centrifugados e enviados para aterro industrial. Dependendo da indústria, da quantidade de aditivos utilizados e das reações que podem ocorrer durante o tratamento, as características dos lodos podem variar. Com isso, é necessária uma classificação periódica dos lodos pela indústria em questão (SMITH et al., 2009; AKSU; AKIN, 2010; VASQUES, 2008). 2.2.2 A problemática dos corantes

A cor é uma poluição visível. Embora possa não ser necessariamente tóxica, a cor reduz a transmissão de luz para a água, diminuindo os limites de fotossíntese e interferindo no crescimento dos organismos aquáticos (FERNÁNDEZ et al., 2010; OLIVEIRA et al., 2007).

A presença de cor na água é indesejável, pois é um forte indicador da presença de quantidades muito maiores de substâncias químicas auxiliares de tingimento. Relata-se que mais de 90% dos

produtos químicos orgânicos e auxiliares de pré-tratamento e tingimento não ficam sobre a fibra. Mesmo um composto químico simples, como o

ácido acético, pode aumentar significativamente a DBO

(BROADBENT, 2001; CHRISTIE, 2007).

O principal problema ambiental associado aos corantes é a sua remoção de efluentes. Estes, quando não tratados, podem ser altamente coloridos, impedindo sua liberação em corpos de água. Podem ser visíveis em concentrações muito baixas e não são facilmente biodegradáveis, uma vez que, possuem boa estabilidade a vários tratamentos químicos e à luz (BROADBENT, 2001; ZOLLINGER, 2003).

Outro problema relacionado à liberação de efluentes, contendo corantes azo, é a presença de aminas aromáticas. Estes compostos podem ser formados pela clivagem de ligações azo, ou podem vir junto com os corantes comerciais como contaminantes e muitos deles são conhecidos por serem mutagênicos e carcinogênicos. Na União Europeia estão proibidos os corantes azo que poderiam formar aminas aromáticas classificadas como cancerígena, pela clivagem de ligação azo (OLIVEIRA et al., 2007).

Os corantes reativos são um dos grupos de corantes mais utilizados no Brasil para o tingimento de algodão e são desenvolvidos com o objetivo de reagirem com aminas ou hidroxilas presentes nessas fibras naturais. No entanto, esses grupos funcionais também estão presentes em todos os organismos vivos constituídos por proteínas, enzimas, etc. Assim, tem-se a preocupação de que resíduos desse corante possam prejudicar os organismos vivos. Um exemplo é a ocorrência de sensibilização da pele, como dermatites causadas pelo contato de corantes não totalmente fixados às fibras, frequentemente causadas por corantes dispersivos (GUARATINI; ZANONI, 2000; CHRISTIE, 2007).

A formação de ligações covalentes entre o corante reativo e a fibra são obtidas sob condições alcalinas e altas temperaturas, ocorrendo a hidrólise do corante como uma reação secundária provendo um baixo grau de fixação na fibra e perdas consideráveis de corante hidrolisado no efluente têxtil (SANTOS et al., 2008).

2.3 DESCOLORAÇÃO DE EFLUENTES TÊXTEIS

Uma grande quantidade de métodos vem sendo desenvolvidos para a remoção de corantes de águas residuais, visando diminuir o impacto ao meio ambiente.

Águas residuais contendo corantes podem ser tratadas tanto por métodos físicos, químicos ou biológicos (KUNZ et al., 2002; FORGACS et al., 2004). No método de tratamento físico estão incluídos diferentes métodos de precipitação, adsorção, filtração e osmose reversa. Os tratamentos biológicos diferem de acordo com a presença ou ausência de oxigênio para tratamento aeróbico ou anaeróbico. Métodos de tratamentos químicos são aqueles em que a remoção ou conversão dos corantes é provocada pela adição de produtos químicos ou reações químicas (LANG, 2009; DOBLE; KUMAR, 2005).

A Figura 2.3 apresenta algumas das técnicas mais usadas para remoção de corantes em águas residuais, separadas em métodos destrutivos, os quais englobam os métodos químicos e biológicos e os não-destrutivos, no qual os métodos físico-químicos pertencem.

Figura 2.3 Alguns métodos de tratamento mais usados.

Fonte: Adaptado de Fernández et al. (2010).