Avaliação Ambiental do Nitrogênio Amoniacal: Extrato Lixiviado

A disposição de resíduo sólidos industriais “in natura” no meio ambiente é uma preocupação das empresas e da comunidade científica. Nesta pesquisa, o foco foi direcionado a lodo de curtume oriundo da Estação de Tratamento de Efluentes (ETE) do curtume Albano Franco e, que elimina para o meio ambiente altas concentrações de matéria orgânica, nitrogênio amoniacal e de metais pesados.

De acordo com Mota e Von Sperling (2009), além da matéria orgânica e dos metais, uma preocupação também deve ser atribuída à alta concentração de nitrogênio amoniacal existentes nas amostras de lodo de curtume. Esta, por sua vez, pode contaminar o lençol freático e as águas dos rios, promovendo alto consumo de oxigênio dissolvido nas águas pela conversão de amônia em nitrito e, posteriormente em nitrato.

Na Tabela 28 encontram-se os valores da concentração de nitrogênio amoniacal do extrato lixiviado de acordo com a Resolução nº 430 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) de 2011.

Tabela 28. Respostas do ensaio de N-NH4+ do extrato lixiviado.

Tratamentos Nível do Fator (TC/d) Nível do Fator (% LODO) N – NH4+(1) mg.L-1 N – NH4+(1) mg.kg-1 LMP(2) (mg.L-1) Lodo1 - - 28 560 - T1 7 5 5,6 112 20 T2 7 15 7,0 140 20 T3 7 25 8,4 168 20 T4 28 5 5,6 112 20 T5 28 15 8,4 168 20 T6 28 25 11,2 224 20 T7 90 5 5,6 112 20 T8 90 15 8,7 174 20 T9 90 25 16,8 336 20 T10 7 5 4,8 96 20 T11 7 15 5,6 112 20 T12 7 25 8,4 168 20 T13 28 5 5,6 112 20 T14 28 15 7,0 140 20 T15 28 25 12,6 252 20 T16 90 5 5,6 112 20 T17 90 15 11,2 224 20 T18 90 25 15,4 308 20

LEGENDA: 1: Lodo de curtume; NH4+: Nitrogênio amoniacal; LMP: Limite máximo permissível. FONTE: Dados da pesquisa, 2017

Observou-se na Tabela 28 que todos os tratamentos obtiveram concentrações de nitrogênio amoniacal inferiores ao LMP, o qual é de 20 mg.L-1 a Resolução 430 (2011) do CONAMA conforme consta na Tabela 27. Uma vez que o lodo de curtume estabilizado apresentou, no seu extrato lixiviado, uma concentração de nitrogênio amoniacal em torno de 28 mg.L1-, o que o caracteriza como sendo, de fato, um resíduo perigoso.

Tendo em vista que, os melhores resultados observados foram atribuídos aos tratamentos com menor tempo de cura e menor porcentagem de lodo incorporado, que neste caso, foram os tratamentos T1, T4, T7, T10, T13 e T16, conforme a Tabela 28.

Na Tabela 29 encontram-se os valores dos coeficientes do modelo linear adotado para o ensaio do nitrogênio amoniacal do extrato lixiviado.

Tabela 29. Coeficientes do modelo linear para o ensaio de N-NH4+ do extrato lixiviado. Termos Coeficientes Valor

de fcal Valor de ftab Valor de p Significância ( = 0,05) Βo (Constante) 8,417 41,63 3,23 0,000 Significativo β1 (TC - d) -2,116 22,24 3,63 0,000 Significativo β2 (%Lodo) -3,284 61,02 4,26 0,000 Significativo β3 (TCx%Lodo) 0,186 4,40 4,26 0,327 Não Significativo LEGENDA: TC: tempo de cura; %: porcentagem de lodo

É pertinente afirmar com certeza de 95% de confiança que os fatores tempo de cura e porcentagem de lodo influenciaram nas concentrações de N-NH4+ no extrato

lixiviado (Tabela 28). De modo que, apenas o fator interação entre as variáveis não apresentou efeito significativo, ou seja, o valor de p ao nível de 95% foi maior que 0,05. Logo, o modelo será melhor representado pela Equação 25.

Ŷ(N-NH4+) = 8,417 – 2,116TC- 3,284%L (25)

Em que:

N-NH4+: Nitrogênio Amoniacal, (mg.kg-1);

TC: Tempo de cura. d; %L: Porcentagem de lodo.

Já na Tabela 30 encontram-se os valores da análise de variância (ANOVA) para o ensaio de nitrogênio amoniacal do extrato lixiviado.

Observou-se na Tabela 30, que os valores relacionados ao F tabelado (Ftab), ao

nível de significância de 95%, foram menores que o F calculado (Fcal). Isso implica

dizer que existem diferenças significativas entre as médias das variáveis tempo de cura e porcentagem de lodo para a concentração de nitrogênio amonical.

Tabela 30. ANOVA para o ensaio de NH4+ do extrato lixiviado. Fonte g.l SQ MQ Valor de fcal Valor de ftab Valor de p Nível de Significância Modelo 8 224,32 28,040 41,63 3,23 0,000 Significativo Linear 4 202,88 50,720 22,24 3,63 0,000 Significativo TC (d) 2 54,19 74,345 61,02 4,26 0,000 Significativo % Lodo 2 148,69 5,360 4,40 4,26 0,030 Significativo Interação 4 21,44 1,218 0,573 Não Significativo

Erro Puro

9 10,96

Total 17 235,29

R2 = 95,34 Rmax2=91,20 R= 0,814

LEGENDA: G.L: grau de liberdade; SQ: soma quadrática; MQ: média quadrática; TC: tempo de cura; %: porcentagem de lodo

De acordo com ANOVA (Tabela 30), pode-se concluir que os fatores tempo de cura e porcentagem de lodo influenciaram positivamente para a lixiviação da concentração de N-NH4+, comprovando assim adequação do modelo. Outro fator que

comprova adequação do modelo foi atribuída ao coeficiente de regressão (R2).Isto implica dizer que, o modelo explica 95,34% dos dados.

De acordo com Mota e Von Sperling (2009) elevada concentração de nitrogênio amoniacal acarreta alto consumo de oxigênio dissolvido nas águas em virtude da reação de conversão da amônia à nitrito e nitrato.

Na Figura 23 encontram-se as curvas de contorno para o ensaio de N-NH4+ do

extrato lixiviado.

Figura 23. Curvas de contorno para o N-NH4+ do extrato lixiviado.

O comportamento apresentado na Figura 23 evidencia que os melhores resultados para a concentração de nitrogênio amoniacal foram atribuídos aos tratamentos T1, T4, T7, T10, T13 e T16 os quais incorporaram nas matrizes cimentíceas a menor porcentagem de lodo, a qual foi de 5% variando nos tempos de cura de 7, 28 e 90 dias. Fato este verificado na menor curva localizada na parte inferior esquerda do gráfico.

A Figura 24 apresenta os resultados obtidos frentes aos valores ajustados para o ensaio de nitrogênio amoniacal do extrato lixiviado.

Figura 24. Valores ajustados do resíduo para o ensaio do N-NH4+do extrato lixiviado.

FONTE: Dados da pesquisa (2017)

Ao observar o comportamento da Figura 24, constatou-se que os valores ajustados e os resíduos seguem uma distribuição aleatória em torno da média zero. Desse modo, a mesma figura mostra que o comportamento dos resíduos indica que o erro é bem pequeno pois, os resíduos caem numa faixa, aproximadamente, de -1,4 e +1,4.

Já na Figura 25 encontra-se à otimização do processo de estabilização por solidificação das matrizes cimentícias frente ao ensaio nitrogênio amoniacal. Nesse sentido, o gráfico de otimização mostra o efeito de cada tempo de cura e porcentagem de lodo na função desejável, ou seja, na concentração de nitrogênio amoniacal (N- NH4+).

Figura 25. Otimização do ensaio de N-NH4+:TC e % no extrato lixiviado.

LEGENDA: High: superior; Cur: ponto ótimo; Low: inferior FONTE: Dados da pesquisa (2017)

De acordo com o comportamento apresentado pela Figura 25, observou-se que os melhores valores referentes à concentração de N-NH4+ foram atribuídos ao menor

tempo de cura e a menor porcentagem de lodo, correspondendo ao tratamento T1 (7d; 5% de lodo) e a sua repetição T10.

Observou-se que nos tratamentos (T1 e T10) foi encontrado o ponto ótimo do processo de E/S do lodo de curtume no que diz respeito à concentração de nitrogênio amoniacal (N-NH4+), ou seja, é o ponto onde foi observado a menor concentração deste

contaminante. Diante disso, foi possível obter um valor estimado (Ƴ) de 4,20 na concentração de nitrogênio amoniacal.

Para Suich (1980) e Conlon (1981), a otimização da estabilização de resíduos perigosos foi comprovado pela função desejável do processo (D) e/ou da variação individual (d), as quais mantiveram mesma magnitude, ou seja, 0,90.

Tendo a otimização obtida na faixa de 0,80 a 1,0 isso implica dizer que, as respostas dos tratamentos encontram-se satisfório conforme afirmam Montgomery e Runger (2003).