Gerenciamento de Resíduos de Laboratórios

Gerenciamento de Resíduos de

Laboratórios

Prof. Dr. Marco Tadeu Grassi

Laboratório de Química Ambiental e de Materiais - LabQAM Departamento de Química

Universidade Federal do Paraná - C.P. 19081 81531-990 Curitiba PR

Fone: 041-361-3297 / Fax: 041-361-3186

VII Encontro Nacional sobre Métodos de Laboratório EMBRAPA

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 e

prevenção 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;

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.

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

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;

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 o_C

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)

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

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.

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

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

Resíduos sólidos não identificados

Identificação: fluorescência de raios-X

1. 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. Reaproveitamento ii. 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) - TiO

₂

/ UV

hv -+ A A-.

E

BC BV . 2 2 2 2 . 2 ads. 2 2 2

O

TiO

O

)

(e

TiO

H

OH

TiO

O

H

)

(h

TiO

)

h

(e

TiO

TiO

− − + + + −

+

→

+

+

+

→

+

+

+

↔

+

h

υ

Processos Oxidativos Avançados

TiO

₂

/ UV

Resultados para VOCs

C o m po sto C in . (pp m v) D eg rad ação (%)* t1/2 (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

D iclorom etano 398 90,4 0,66

C lorofórm io 442 69,5 0,89

Degradação fotoquímica de

corante azul QR-19

Sistema: UV-H₂O₂ (reator contínuo) Corante: 50 mgl-1 _(20L), H₂O₂: 20 mL (30%) 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 A b s /A b s0

Resíduos aquosos:água + acetonitrila

• Método 1: Hidrólise básica

CH₃CN → 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 Ferrioxalato Fe(II) + H₂O₂

Fe(III) + H₂O₂ + ácido oxálico

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.

Procedimento alternativo para Pb

Sais de Pb podem ser precipitados como silicatos.

Pb2+ _{+ Na}

2SiO3 → 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.

Rejeitos sólidos

Metais: • Processo de precipitação, filtração e descarte do resíduo aquoso. Exemplo: Solução sulfocrômica sólido 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} -Retirar alíquota de 2 mL testar c/ FeCl 60 - 70 mL de hipoclorito Água sanitária 5 mL de NaOH 10% sob agitação Alíquota de 50 mL de sol. conc. < 2% Atenção:

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) / t ii. Transporte: R$900,00 / carga

2. Incineração (São Paulo ou Rio de Janeiro)

i. R$ 500 a 2000 / t

ii. Transporte: R$900,00 / carga

Coleta e Tratamento de Resíduos

DQUI – 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. Neutralização Teste de Incompatibilidae Mistura em Bombona 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.

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.