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Minimização de resíduos químicos:
percepção ambiental de docentes e
aplicação de princípios de química verde
em laboratórios de ensino
Clenilma Marques Brandão1;Diana Silva de Araújo2;
Nazaré do Socorro Lemos Silva Vasconcelos3;
1 Mestre em Química; Departamento de Química, IFMA campus São Luís/Monte Castelo; E-mail: clenilma.brandao@ifma.edu.br; 2 Especialista em Educação Ambiental; Departamento de Ensino, IFMA campus São Luís/Centro Histórico; E-mail: diana.silva@ifma.edu.br; 3 Doutora em Química; Professora do Departamento de Química, IFMA campus São Luís/Monte Castelo; E-mail: ndsocorro@ifma.edu.br;
RESUMO
A geração de resíduos químicos é inerente às atividades de manipulação de produtos quí-micos. Contudo, ao longo das últimas décadas, muitos educadores e pesquisadores sensí-veis à necessidade de promover e consolidar conceitos científicos pautados numa Química mais sustentável têm se mobilizado, a partir dos princípios da Química Verde, refletindo, assim, valores socioambientais que implicam no aumento da segurança dos envolvidos, na economia de recursos e na conformidade com a legislação ambiental em vigor. Neste sentido, na presente pesquisa realizou-se uma investigação baseada nas matrizes curri-culares dos cursos e roteiros de aulas experimentais. Também foi analisada a percepção ambiental dos docentes do Departamento Acadêmico de Química do IFMA campus São Luís-Monte Castelo. Sendo realizadas entrevistas via questionários semiestruturados com avaliação dos dados através de planilhas gráficas. Por fim, alguns ensaios laboratoriais foram executados, visando promover técnicas de minimização dos resíduos gerados nos laboratórios de ensino no contexto das disciplinas de Química Geral Experimental e Or-gânica Experimental. Os planos de cursos e ementas das disciplinas experimentais anali-sadas apresentaram indicações diretas à problemática de resíduos, com ocorrências para os aspectos básicos de gestão, legislação ambiental, tratamento e descarte de resíduos. Os entrevistados demonstraram postura bastante sensível quanto à problemática de resíduos, apontando para implantação de medidas sistematizadas de redução de resíduos químicos. Por fim, os ensaios indicaram a viabilidade do uso de técnicas de minimização de resíduos químicos em aulas de laboratório, sendo imprescindível o direcionamento quanto à dis-posição dos resíduos gerados ao final das práticas.
Palavras-chave: Política Nacional de Resíduos Sólidos. Resíduos Perigosos. Química
Sus-tentável. Política dos 3R’s. Educação Ambiental.
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Minimization of chemical waste:
environmental perception of teachers
and application of principles of green
chemistry in teaching laboratories
ABSTRACT
The generation of chemical waste is inherent of activities handling chemicals. However, over the last few decades, many educators and researchers who are sensitive to the need of promoting and consolidating scientific concepts based on a more Sustainable Chemistry have been mobilized to act according to principles of Green Chemistry. In this way, socio-environmental values that imply increasing safety of those involved; saving resources and compliance with the environmental legislation prevailing. In this sense, the present research carried out a documentary investigation based on the curricular matrices of the courses and experimental classes guidelines. Also, professors from the Academic Department of Chemistry of the IFMA São Luís-Monte Castelo campus had their environmental perception analyzed. Interviews were conducted through semistructured questionnaires and data was evaluated through graphic worksheets. Finally, some laboratory tests were carried out, aiming to promote techniques that minimize residues production in the lecture laboratories in the context of the General Experimental and Experimental Organic Chemistry disciplines. The courses and menu of plans of the experimental subjects presented direct indications to residues problem, with remarks for the basic aspects of management; environmental legislation; treatment and disposal of waste. The interviewees showed a very sensitive attitude regarding the problem of waste, pointing to the implementation of systematic measures regarding the reduction of chemical residues. Essentially, the tests indicated feasibility of chemical waste minimization techniques in laboratorial classes, and pointing out to the orientation about the generated waste at the end of practices.
Keywords: National Policy on Solid Waste. Hazardous Waste. Sustainable Chemistry. 3R’s
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1 INTRODUÇÃO
A década de 90 é considerada o marco tem-poral para o despertar dos primeiros traba-lhos envolvendo a gestão e o tratamento de resíduos químicos gerados em laboratórios de ensino e pesquisa. Passaram-se quase 3 décadas dos primeiros trabalhos publicados a respeito dessa temática. Ainda que os resí-duos químicos sejam intrínsecos as ativida-des de química, conforme indicam Giloni--Lima e Lima (2008), há muito ainda a ser pesquisado e desenvolvido a esse respeito, principalmente quando levamos em conta os princípios norteadores da Química Ver-de e∕ou Química Sustentável. Correa e Zuin (2012), levando em conta essa filosofia de uma Química Sustentável, relacionam os doze princípios e suas aplicações nas prá-ticas experimentais. Entre eles, destacamos os princípios I; III; V e XII em que são desta-cados, respectivamente, a prevenção consi-derando que é melhor e menos dispendio-so que o tratamento; o udispendio-so de reações com
compostos de menor toxicidade, diminuição do uso de solventes no processo reacional e a esco-lha de substâncias que minimizem potenciais acidentes químicos.
Silva; Lacerda; Junior (2005) e Ferreira; Ro-cha; Silva (2014), observa-se, nesses doze princípios, uma preocupação implícita com a minimização ou eliminação do uso ou ainda a geração de substâncias perigo-sas durante o planejamento, produção e aplicação de produtos químicos. Eviden-ciando-se a responsabilidade ambiental, o aumento da segurança nas práticas experi-mentais, a economia de recursos e, por fim
a conformidade com legislação ambiental em vigor.
No plano normativo, uma significativa e importante legislação é a classificação de resíduos sólidos, segundo a Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) que, através da NBR 10004:2004, caracteriza os resíduos sólidos como:
[...] resíduos nos estados sólido e semissólido, que resultam de ativi-dades de origem industrial, domés-tica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição, [...] bem como determinados líquidos cujas particularidades tornem inviável o seu lançamento na rede pública de esgotos ou corpos de água, ou exi-jam para isso soluções técnica e eco-nomicamente inviáveis em face à melhor tecnologia disponível.
Considerando seus riscos potenciais ao meio ambiente e à saúde pública, para que pos-sam ser gerenciados adequadamente, são classificados em resíduos Perigosos (classe I) e Não Perigosos (classe IIA e B), sendo as definições das classes dadas a seguir:
Resíduos perigosos (Classe I):
resí-duos com características intrínsecas de inflamabilidade, corrosividade, reatividade, toxicidade ou patoge-nicidade, apresentam riscos à saú-de pública [...] ou provocam efeitos adversos ao meio ambiente quando manuseados ou dispostos de forma inadequada.
Resíduos não perigosos não iner-tes (Classe IIA): resíduos com
carac-terísticas de combustibilidade, bio-degradabilidade ou solubilidade em
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água, com possibilidade de acarretar riscos à saúde ou ao meio ambiente.
Resíduos não perigosos inertes
(Classe IIB): resíduos que, quando amostrados de uma forma represen-tativa e submetidos a um contato di-nâmico e estático com água destilada ou deionizada, à temperatura am-biente não tiverem nenhum de seus constituintes solubilizados a con-centrações superiores aos padrões de potabilidade de água, excetuando-se aspecto, cor, turbidez, dureza e sabor.
A Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), instituída pela Lei nº 12.305, de 2 de agosto de 2010 é outro importante apara-to legal quanapara-to à problemática de resíduos. A PNRS abrange todos os tipos de resíduos sólidos e define diretrizes, princípios e ins-trumentos, como o ciclo de vida do produ-to e a logística reversa. Nesta, observamos o incentivo à cooperação e responsabilidade compartilhada na destinação dos resíduos, em que cada integrante da cadeia produ-tiva e os órgãos governamentais possuem funções específicas quanto aos resíduos. Em seu Art. 35, a PNRS indica que o gerencia-mento de resíduos sólidos deve priorizar a não geração, redução, reutilização, reciclagem, tra-tamento dos resíduos sólidos e disposição fi-nal ambientalmente adequada dos rejeitos. No que diz respeito aos resíduos perigosos, o Art. 38 é enfático quanto aos geradores de resíduos sólidos adotarem medidas que promovam a redução dessa geração. No capítulo I, fica evidenciado que os gera-dores de resíduos perigosos são obrigados a elaborar o plano de gerenciamento de
resíduos perigosos e submetê-los ao órgão competente do Sistema Nacional do Meio Ambiente (SISNAMA).
Para Jardim (1998), no que diz respeito à ge-ração de resíduos químicos em laboratórios de ensino e pesquisa em instituições de ensi-no, há duas principais classificações: resídu-os na forma de ativo, compreendendo aque-les resíduos gerados continuamente, frutos das atividades rotineiras dentro da unidade geradora, e resíduos de passivo, que compre-endem desde restos reacionais passando por resíduos sólidos até frascos de reagentes ain-da lacrados, sem rótulos ou ainain-da resíduos estocados, via de regra, não caracterizados, aguardando destinação final.
Ainda que em menor volume, os resíduos químicos gerados em laboratórios de ensi-no apresentam uma complexidade de com-postos e uma ampla variedade de níveis de toxicidade, uma vez que apresentam pro-priedades físico-químicas ou bioquímicas diversas, impossibilitando métodos padrões eficazes de tratamento e gerenciamento destes resíduos (BENIGNO et al., 2010). Observa-se, nas técnicas de minimização de resíduos, a exemplo do uso em pequena es-cala no preparo de soluções, a substituição de substâncias de natureza potencialmente tóxicas, reciclagem de solventes voláteis, a reutilização de reagentes, entre outros, a ple-na consonância com os princípios dos 3R’s (Reduzir, Reutilizar, Reciclar), em que a apli-cação do 1R mostra-se uma estratégia peda-gógica a ser explorada plenamente por viabi-lizar alternativas que minimizem a geração de resíduos químicos em relação à
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dade e aos custos envolvidos no desenvolvi-mento de seus processos de tratadesenvolvi-mento. Conta-se, para tanto, com o suporte pedagó-gico da Educação Ambiental (EA), defini-da pela Política Nacional de Educação
Am-biental (PNEA) como processos por meio
dos quais o indivíduo e a coletividade cons-troem valores sociais e competências volta-das para a sustentabilidade. Neste contexto, a inserção da EA formal se mostra uma ferra-menta eficaz na formação química, pois am-plia as discussões sobre questões ambientais mais amplas (MARQUES et al., 2013).
Assim, o fazer consciente da experimenta-ção ampliará o seu papel na problematiza-ção de questionamentos relacionados aos conceitos científicos, ao desenvolvimento de percepção crítica e, por último, à mudan-ça de postura dos indivíduos frente às ques-tões ambientais (SILVA; MACHADO, 2008). Desta forma, o presente trabalho realizou uma investigação documental baseada nas matrizes curriculares e roteiros de aulas ex-perimentais dos cursos Técnico integrado em Química e Licenciatura em Química, a fim de analisar a percepção ambiental dos docentes do Departamento Acadêmico de Química do IFMA, campus São Luís-Monte,
Castelo nos respectivos cursos. Por fim, o objetivo final é promover técnicas de mini-mização de resíduos químicos gerados em aulas de laboratório.
2 METODOLOGIA
Para investigação experimental, realizou--se um estudo de caso no Departamento
Acadêmico de Química (DAQ), campus São Luís-Monte Castelo, do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Mara-nhão (IFMA) que, ao longo dos últimos anos, tem buscado equacionar a problemática do passivo e do ativo de resíduos químicos ge-rados em suas dependências laboratoriais. A pesquisa foi realizada no período compreen-dido de agosto de 2014 a maio de 2015. O referido departamento conta com a infraes-trutura de 10 laboratórios, sendo: Laboratório de Química Geral; Laboratório de Físico-Quí-mica, Inorgânica e Química Orgânica; Labo-ratório de Química Analítica; LaboLabo-ratório de Análise de Alimentos, Poluentes e Química Ambiental; Laboratório de Microbiologia; La-boratório de Difração de Raios X; LaLa-boratório de Análise Térmica e Cromatográfica; Labora-tório de Processamento Cerâmico.
As demandas laboratoriais envolvem cursos de natureza técnica (nível médio), gradua-ção (Licenciatura) e alunos de pós-gradua-ção que desenvolvem suas atividades nos laboratórios de pesquisa.
No que diz respeito à análise das matrizes curriculares dos cursos, o enfoque dos cur-sos Técnico Integrado em Química e Licen-ciatura em Química foi nas disciplinas de caráter experimental.
A percepção ambiental foi investigada a partir de entrevistas realizadas utilizando questionários semiestruturados, constitu-ídos de 14 questões, com adaptações de Chaves (2008). Os questionários apresen-taram duas abordagens: caráter fechado, com questões de múltipla escolha e caráter
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aberto, com perguntas sem respostas prede-finidas. O universo amostral foi composto por 14 docentes que atuaram no ensino e pesquisa durante o período da pesquisa. Para os testes de aplicação de princípios de química verde, foi realizado o levantamen-to das informações sobre os reagentes utili-zados nas aulas práticas de Química Geral e Orgânica, bem como os resíduos produzi-dos ao final dessas aulas.
Por fim, foram realizados ensaios prévios seguindo os princípios de minimização e reaproveitamento de reagentes e soluções, objetivando reduzir o consumo de reagen-tes nos experimentos sem que comprome-tesse o resultado final do experimento.
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Análise dos resíduos químicos nasmatrizes curriculares
O projeto do curso Técnico em Química na modalidade integrada apresenta cin-co cin-componentes curriculares direcionados às práticas experimentais: Química Geral, Química Orgânica, Físico-Química, Analíti-ca Qualitativa e Quantitativa.
Observou-se nos programas das disciplinas de Química Geral e Química Analítica Ex-perimental I uma abordagem de aplicação de técnicas de tratamento e descarte de resí-duos químicos. Verificou-se, também, que, em ambas as matrizes, o componente curri-cular de caráter teórico Química Ambiental traz, entre outras abordagens, os princípios da Química Verde e sua contribuição para o desenvolvimento sustentável, com
amplia-ção da discussão para os aspectos básicos de gestão e legislação ambiental.
Analisando-se a matriz curricular do curso de Licenciatura em Química, observam-se oito componentes curriculares de caráter experimental: Química Geral I e II, Quími-ca InorgâniQuími-ca I, QuímiQuími-ca OrgâniQuími-ca, Físico--Química I e II e Química Analítica I (quali-tativa) e II (quanti(quali-tativa).
Em quatro dos componentes curriculares, há uma indicação direta à problemática de resíduos químicos, sendo que Química Ana-lítica Experimental I e II possuem uma abor-dagem para o descarte de resíduos produ-zidos em laboratório. Dentre as disciplinas teóricas, Química Ambiental analisa os resí-duos sólidos, os processos de tratamento de resíduos, além dos métodos analíticos para controle ambiental; Aspectos Metodológicos da Educação Ambiental analisa a política na-cional de educação ambiental e a percepção Ambiental. Além destas, o componente cur-ricular Análise do Impacto Ambiental iden-tifica os impactos socioambientais.
3.2 Percepção dos docentes
Na análise dos questionários, os docentes fo-ram avaliados quanto aos eixos: I- Percepção ambiental do pesquisado; II- Geração e des-tino de resíduos químicos nas aulas experi-mentais; III- Percepção da sustentabilidade ambiental nas aulas de química experimental. No eixo I, analisou-se a percepção ambiental dos docentes levando em conta a formação na área ambiental, o conhecimento e enten-dimento quanto à legislação sobre resídu-os, princípios dos 3R’s e os 12 princípios da
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Química Verde, a utilização de técnicas de minimização de resíduos em aulas práticas de laboratório e, por fim, sobre a quem cabe a responsabilidade pelos resíduos químicos. Em relação à formação ambiental, obser-va-se que a educação ambiental deve estar presente, de forma articulada, em todos os níveis e modalidades do processo educati-vo, em caráter formal e não-formal (BRASIL,
2002). Nesse sentido, observou-se que 67% dos docentes entrevistados não possuem formação na área ambiental. Por outro lado, entre os 33% dos que afirmaram ter forma-ção na área ambiental, indicaram níveis dos cursos de extensão, iniciação cientifica, pós--graduação lato sensu e stricto sensu estan-do em consonância com a PNEA.
Quanto ao conhecimento das normas vi-gentes em relação aos resíduos, como os princípios de caracterização e classificação de resíduos (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2004), 67% dos do-centes afirmaram conhecer e especificaram os mesmos, demonstrando, assim, atualiza-ção no que se refere aos princípios norma-tivos da problemática de resíduos.
No que se refere aos princípios dos 3R’s, 91% dos entrevistados afirmaram ter conhe-cimento desses princípios, ainda que apre-sentando variações quanto à identificação do 1º R (Reduzir), com oscilações compara-tivas ao 2 e 3 R (2º Reutilizar e 3º Reciclar). Todavia, no que diz respeito aos 12 princí-pios da Química Verde, 75% afirmaram não os conhecer. Contudo, esboçaram compre-ensão quanto a eles, citando alguns como
diminuição ou substituição de substâncias perigosas nos processos, além da redução da quantidade de reagentes de partida. Quando perguntados sobre o conhecimen-to de técnicas de minimização de resíduos químicos nas aulas de laboratório, 75% dos docentes entrevistados expressaram conhe-cimento e pleno uso de técnicas de mini-mização de resíduos químicos, apontando, entre outras, o uso de pequena escala, a reutilização de reagentes, a redução de vo-lumes indicados nos roteiros, substituição de substâncias nocivas, uso de substâncias biodegradáveis, neutralização de ácidos e bases, descarte correto de cada material, en-tre outros. Os outros 25% dos enen-trevistados afirmaram conhecer, mas não utilizar essas técnicas em suas práticas de laboratório. Concluindo o eixo I, sobre a percepção ambiental dos docentes quanto à respon-sabilidade pelos resíduos gerados nas aulas práticas, observou-se um sentimento de engajamento muito forte no que se refere ao compartilhamento da responsabilidade, conforme pode ser observado na Figura 1.
Figura 1: Responsabilidade da geração de
resíduos químicos.
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Observamos que 28% apontaram a respon-sabilidade direta dos docentes que minis-tram a disciplina; 29% indicaram a direção do campus como responsável e 36% com-preendem ser responsabilidade de todos. Jardim (1998) enfatiza que um programa de gerenciamento deve sempre adotar a re-gra da responsabilidade objetiva, ou seja, quem gerou o resíduo é o responsável. To-davia, ressalta-se que a PNRS estabelece que o IFMA como unidade geradora institucio-nal seja obrigado a apresentar seu plano de gerenciamento de resíduos (BRASIL, 2010) e o campus Monte Castelo está em processo de organização das comissões de resíduos. No eixo II, investigou-se a natureza das substâncias químicas geradas, o destino dado e o volume de resíduos químicos ge-rados nas aulas práticas de química.
As caracterizações dos resíduos produzidos nas aulas práticas dos cursos de Química po-dem ser observadas na Figura 2, as quais obe-decem a caracterização e classificação criterio-sa da NBR 10.004/2004. Descriterio-sa forma, entre os resíduos gerados, o maior percentual está relacionado com ácido e sais, ambos apresen-tando 18%; bases e orgânicos halogenados não halogenados (16%) e metais (13%). Conforme exposto no gráfico da Figura 3, os resíduos químicos são separados e ar-mazenados nos próprios laboratórios para posterior destinação para uma empresa es-pecializada em resíduos perigosos, segundo afirmam 50% dos docentes entrevistados, já 15% informaram que segregam os resí-duos, os quais são armazenados para
pos-terior tratamento no próprio laboratório. Entretanto, 14% afirmaram armazenar os resíduos químicos misturados para poste-rior destinação para empresa especializada. Observou-se, ainda, o percentual de 7% dos que lançam os resíduos no ralo da pia por não serem perigosos; ou, ainda, afirmaram não gerarem resíduos químicos e outros não souberam informar.
Figura 2: Caracterização da natureza
quí-mica dos resíduos gerados.
Fonte: Autor.
Nos laboratórios de ensino e almoxarifado de reagentes químicos, podem ser encon-trados reagentes fora da validade, e sobre isto 67% dos docentes entrevistados infor-maram que os utilizam mesmo assim, pois para alguns ensaios de caráter qualitativo e/ou demonstrativo podem ser aplicados. Entretanto, 33% afirmam que não utilizam estes reagentes, sendo uma fonte de geração de passivo de resíduos químicos, os quais devem ser armazenados para posterior des-tinação para a empresa de tratamento de resíduos químicos.
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Nas unidades de gerenciamento de resíduos tem se estabelecido, como ação prioritária, a segregação e coleta dos resíduos químicos logo após o término de um experimento, para evitar combinações químicas, uma vez que, quanto mais complexa for a mistura, mais difícil a aplicação da política dos 3R’s e maior será o custo final de descarte (ALBER-GUINI; SILVA; REZENDE (2003) et al., 2003). Além do mais, considerando que a rede de esgoto dos laboratórios é compartilhada, o descarte no ralo da pia pode resultar em sé-rios acidentes e impactos ao meio ambiente. Outra fonte expressiva de resíduos quími-cos são as ditas ‘sobras’ de reagentes e∕ou soluções. Nesta situação, 50% dos docen-tes entrevistados afirmaram adotar técnicas de minimização de resíduos, utilizando as sobras de soluções e/ou reagentes em ou-tras aulas práticas da mesma disciplina ou tendo o cuidado no preparo de soluções em volumes reduzidos, evitando o estoque. Observou-se, também, que 25% realizam tratamento nos próprios laboratórios e 25% armazenam para ser encaminhados para o descarte fora da Instituição.
Neste aspecto, alguns rejeitos químicos são comuns em laboratórios de ensino, poden-do ser facilmente tratapoden-dos e adequadamen-te descartados, a exemplo ácidos e bases inorgânicas isentos de metais tóxicos, bem como soluções salinas contendo cátions que podem ser precipitados como hidróxidos, carbonatos, sulfatos e até sulfetos (MACHA-DO; MÓL, 2008).
Figura 3: Destino dos resíduos químicos
gerados.
Fonte: Autor.
O eixo III constituiu-se de dois questiona-mentos de caráter aberto sobre a importân-cia do uso de técnicas de minimização de resíduos químicos nas aulas de laboratório. As opiniões dos docentes expressaram pre-ocupação com aspectos relacionados à saú-de dos envolvidos nas aulas práticas (do-centes, técnicos de laboratório e discentes), uma vez que a geração de resíduos químicos nos laboratórios cria ambientes insalubres, aumentando os riscos de acidentes envol-vendo substâncias perigosas, bem como impactos a curto, médio e longo prazo, à medida que esses resíduos são lançados na atmosfera, solo e corpos hídricos.
Além disso, enfatizaram a importância do uso de técnicas de minimização de resíduos do ponto de vista econômico, pois reduzir o uso de reagentes implica na economia de custos com aquisição de novos reagentes. Outro aspecto importante verificado na entrevista foi a construção de valores so-cioambientais e uma consciência crítica, uma vez que a postura ética dos docentes quanto à problemática dos resíduos incute
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de forma eficaz os princípios de sustentabi-lidade ambiental nos discentes (GILONI-LI-MA; LIMA, 2008).
Os relatos dos docentes também refletem uma predisposição para o engajamento em cursos de aperfeiçoamento, envolvendo a problemática de resíduos, bem como a im-plantação de manuais de boas práticas e de procedimentos operacionais padronizados, visando à sistematização dos roteiros utili-zados nas aulas práticas. Dessa forma, serão obtidos resultados mais eficazes quanto à minimização de resíduos químicos e, por fim, o gerenciamento propriamente dito dos resíduos gerados.
3.3 Ensaios laboratoriais com princípios de química verde
Com base nos princípios de Química Verde, alguns experimentos foram adaptados para disciplinas práticas de Química Geral Ex-perimental e Orgânica ExEx-perimental, ade-quando-se os roteiros às indicações de auto-res, a exemplo de Engel et al., 2012, Bessler; Neder (2004) e Martins et al., 2013 quanto à minimização e disposição dos resíduos quí-micos gerados, adotando, assim, um plane-jamento que contemplasse a execução dos experimentos em pequena escala.
Na tabela 1, estão listados 8 experimentos com aspectos de Química Verde, sendo 4 na disciplina de Química Geral Experimen-tal e 4 na disciplina de Química Orgânica Experimental. São destacados os títulos dos Experimentos, os objetivos, a necessidade do uso de reagentes e preparo de soluções nos roteiros originais e as respectivas
adap-tações propostas com a redução, reuso e substituição de reagentes por outros de me-nor toxicidade.
As práticas foram realizadas utilizando-se vidrarias e aparelhagens com faixas de vo-lume em pequena escala, a exemplo de tu-bos de ensaio, pipetas graduadas de 1 mL e 5 mL, pipetas pasteur, Béqueres e Erlen-meyers de, no máximo, 100 mL. Outro princípio da Química Verde utilizado foi a substituição de reagentes de alta toxicidade por outros menos perigosos, sem prejuízo para o resultado final proposto nos roteiros. Além disso, reduziu-se os volumes e massas de reagentes requeridos nos experimentos e reutilizou-se as “sobras” de soluções prepa-radas em outras disciplinas experimentais, a exemplo de soluções de ácido clorídrico, nítrico e sulfúrico, hidróxido de amônio, sódio e potássio, cloreto férrico, bicarbona-to de sódio e soluções indicadoras, como fenolftaleína, alaranjado de metila e ver-melho de fenol.
Observou-se que, para a prática de reuso de soluções e reagentes, é imprescindível que os frascos estejam devidamente rotulados. Do contrário, se transformarão em fontes de passivos químicos, uma vez que sua composição será desconhecida.
A rotulagem inadequada (Figura 4) repre-senta, para os laboratórios de ensino, um grande quantitativo de passivos químicos, além de desperdício de recursos financeiros no processo de aquisição de novos reagen-tes (AFONSO et al., 2005).
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Figura 4: Frascos de soluções com rotulagem inadequada.
Fonte: Autor.
No que diz respeito ao princípio de substituição de reagentes, alterou-se, nos roteiros, alguns solventes por outros com menor toxicidade, a exemplo do metanol por etanol e propanona por hexano.
Tabela 1: Aspectos de Química Verde em práticas de laboratório.
Nº Experimentos Objetivos Roteiros Originais Roteiros Adaptados
Química Geral Experimental
I Estudo de termoquímica; Processos exotérmicos e endotérmicos. Analisar efeitos térmicos; Observar reações exotérmicas e endotérmicas. Preparo de soluções de HCl, H2SO4, NaOH, NH4NO3 e Na2CO3 Reuso de soluções em estoque no laboratório II Estudo qualitativo do equilíbrio químico. Demonstrar os princípios fundamentais de Le Chatelier em uma reação química. Preparo de soluções de CuSO4, HCl e NaCl Reuso de soluções em estoque no laboratório III Estudo da velocidade de reações químicas. Avaliar aspectos da cinética química: efeito da temperatura e concentração dos reagentes. Preparo de soluções de KIO3, NaHSO3, HCl, C2H5OH e amidoaquoso Redução de reagentes e Uso de materiais alternativos: xarope a base KI, H2O2, pastilhas efervescentes de vitamina C e vinagre de álcool
38 IV Reatividade de metais e processos eletroquímicos. Analisar a fila de reatividade dos metais; observar reações oxirredução (pilha de Daniel). Preparo de soluções de MgSO4, CuSO4, Fe2(SO4)3, ZnSO4, NaCl, HCl, NaOH e HNO3 Redução dos reagentes e reuso de soluções em estoque no laboratório
Química Orgânica Experimental
I Separação de pigmentos por técnicas cromatográficas. Separar pigmentos naturais e sintéticos por cromatografia. Acetona e éter de petróleo Redução e substituição de reagentes: Álcool etílico e hexano II Identificação de ácidos carboxílicos. Identificar a presença do grupo funcional ácido carboxílico. Preparo de soluções de NaHCO3, alaranjado de metila, vermelho de fenol, fenolftaleína e amostras de vinagre Redução de reagentes e Reuso de soluções em estoque no laboratório III Identificação de aldeídos. Identificar a presença do grupo funcional aldeído. Preparo de soluções de HCl e NH4OH Redução e Reuso de soluções em estoque no laboratório IV Identificação de cetonas. Identificar a presença do grupo funcional cetona. Preparo de soluções de KI e I(s) em KIaquso Redução e Reuso de soluções em estoque no laboratório Fonte: Autor.
Os princípios de redução e reuso de soluções foi aplicado no experimento da pilha de Da-niel (Figura 5), em que as soluções de sulfato de zinco (ZnSO4) e sulfato de cobre (CuSO4) foram reutilizadas, aproveitando-se soluções em estoque no laboratório, sendo utilizado em torno de 30 mL para cada solução. Assim, foi possível minimizar, proporcionalmente, em até 50% o quantitativo de resíduos gerados no experimento, sem prejuízo aos objeti-vos e resultados do experimento proposto originalmente.
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Figura 5: Experimento de Química Geral - Pilha de Daniel.
Fonte: Autor.
No experimento de caracterização de grupos funcionais orgânicos, proposto na disciplina de Química Orgânica Experimental, utilizou-se o teste de Tollens (Figura 6) para identifi-car a função química aldeído, a partir da formação de um espelho de prata.
No roteiro original, utilizava-se 3 g de nitrato de prata (AgNO3), reduzindo-se para 1g em meio alcalino de solução de hidróxido de sódio (NaOH)(equação 1), adicionando-se, em seguida, solução de hidróxido de amônio (NH4OH), formando o reagente de Tollens (equação 2) que, por fim, reagiu com 0,5 mL de amostra de formaldeído produzindo um espelho de prata (equação 3).
AgNO3(aq) + NaOH(aq) Ag2O(s) + H2O(l) + NaNO3(aq) (1)
Ag2O(s) + NH4OH(aq) [Ag(NH3)2]+
(aq)+ OH-(aq) (2)
HCHO(l) + [Ag(NH3)2]+ HCOONH
4(aq) + Ag(s) + NH3(aq) + H2O(l) (3)
As soluções de hidróxido de sódio e hidróxido de amônio foram reutilizadas das aulas da disciplina de Físico-Química e os resíduos alcalinos gerados ao final do experimento foram neutralizados.
Os resíduos de prata foram recuperados pelo grupo de pesquisa de Resíduos Sólidos e Quí-micos que tem tratado alguns metais gerados nos laboratórios de ensino, a exemplo da prata, realizando adaptações exitosas às propostas metodológicas de Abreu et al. (2006) e Felisberto et al. (2008), como o trabalho proposto no Manual de orientações básicas para descarte e tratamento de resíduos de laboratório de química (OLIVEIRA, 2016).
A minimização de resíduos químicos através de técnicas em pequena escala nos propor-cionou orientar os discentes a refletirem quanto à disposição correta destes resíduos, se-gundo a armazenagem preexistente nos laboratórios de ensino.
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Dentre as técnicas de minimização de re-síduos químicos, a exemplo da redução do quantitativo de reagentes, reuso de soluções e substituição de reagentes que apresentavam alta toxicidade, foram am-plamente exploradas nos experimentos de ambas as disciplinas.
Figura 6: Experimento de Química
Orgâni-ca - Teste de Tollens.
Fonte: Autor.
No que diz respeito à substituição de reagen-tes e soluções devido à sua alta toxicidade ou, ainda, dos produtos gerados por outros de menor toxicidade, devem ser realizadas visando preservar a segurança dos usuários dos laboratórios (docentes, discentes, técni-cos de laboratórios e colaboradores).
Por outro lado, diante da complexidade dos resíduos gerados nas aulas experimen-tais, entendemos ser necessário que os do-centes ministrantes das disciplinas façam a
indicação do que fazer com os resíduos dos experimentos no próprio roteiro, permitin-do que, logo após a sua execução seja dapermitin-do o destino correto para os resíduos gerados.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A problemática dos resíduos químicos gera-dos nas aulas de laboratório nos cursos Téc-nico em Química na modalidade integrada e Licenciatura em Química do IFMA cam-pus São Luís-Monte Castelo vem sendo dis-cutida, a partir dos princípios norteadores da Química Verde, na aplicação da política dos 3R’s, com enfoque no princípio do 1º R, Redução e nos preceitos legais da Política Nacional de Resíduos Sólidos.
É importante ressaltar que a postura adota-da pelos docentes entrevistados sinaliza, de forma, muito positiva para a implantação de medidas sistematizadoras quanto à redu-ção de resíduos químicos provenientes de aulas práticas. Como exemplo, a utilização em pequena escala no preparo de soluções, reutilização e substituição de reagentes e soluções em experimentos de diferentes disciplinas, sendo evidenciada, durante a pesquisa, a necessidade de cursos de aper-feiçoamento visando à atualização de ser-vidores, prestadores de serviço e discentes quanto às prerrogativas legais da temática de resíduos químicos, bem como técnicas de minimização, armazenagem e tratamen-to dos resíduos gerados em laboratório. Para tanto, faz-se necessária a aquisição de vidrarias e utensílios de laboratórios que contemplem técnicas em pequena escala,
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além da manutenção de um inventário on-line de reagentes e vidrarias disponíveis no almoxarifado e nos laboratórios de ensino.
Entendemos, ainda, ser necessário ampliar as discussões quanto aos resíduos gerados nos laboratórios de ensino e pesquisa do campus, para que possamos sistematizar as medidas a nível institucional com o intuito de equacionarmos a problemática do ativo e passivo de resíduos químicos produzidos diariamente nos laboratórios.
AGRADECIMENTOS
Agradecemos ao curso de Especialização em Educação Ambiental e Gestão Participativa de Recursos Hídricos; Ao Departamento Acadêmico de Química e Coordenações dos cursos, Técnico integrado em Química e Licenciatura em Química do IFMA campus São Luís--Monte Castelo; Ao grupo de pesquisas de Resíduos Sólidos e Químicos; E, aos Docentes; Técnicos de Laboratório e Discentes que gentilmente estiveram envolvidos na pesquisa
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