TRATAMENTO DE EFLUENTES DE UM LABORATÓRIO QUÍMICO
AMBIENTAL
Eduardo Delano Leite Ribeiro, DESA/EE.UFMG Mônica Maria Diniz Leão, DESA/EE.UFMG
Wilfrid Keller Schwabe, DESA/EE.UFMG
Resumo
O impacto ambiental dos efluentes líquidos e sólidos de um laboratório químico pequeno pode ser considerável devido à alta periculosidade de alguns materiais utilizados, tais como os metais pesados. Até as pequenas quantidades de cromo, chumbo e mercúrio usadas no laboratório chegam a constituir um problema quando são descartados integralmente. O tratamento de efluentes dos laboratórios de análise química torna-se também necessário pelo valor de alguns materiais que podem ser recuperados. Em um laboratório químico pode ser realizada com facilidade a coleta seletiva dos resíduos e, como se dispõe geralmente de um conhecimento bastante completo da composição de cada um, recuperação e tratamento são fáceis. Tenta-se de estabelecer um programa mínimo de tratamento de efluentes que, por agora, consiste na recuperação da prata e mercúrio de soluções residuárias e o tratamento por imobilização de outros metais pesados. Este programa poderá ser expandido conforme às exigências e possibilidades. A reciclagem e o tratamento de resíduos de laboratório pode ser incluído como trabalho prático na disciplina obrigatória de Proteção Ambiental.
1. Introdução
Partindo da constatação de que, como na era da informação, movida à globalização, os problemas se renovam com crescente velocidade, o indivíduo deve estar apto a se reciclar sempre. O mercado de trabalho atual necessita de profissionais que resolvam problemas, superem conflitos, usando de improvisação, criatividade e intuição. A escola, como a conhecemos, necessita de mudanças radicais tendo a obrigação de acompanhar a evolução das empresas, em detrimento do não aproveitamento da mão-de-obra especializada, que será lançada ao mercado. A desvalorização do diploma do ensino superior é previsível. No momento de contratar, as empresas tenderiam a apreciar mais o acúmulo de experiência. Neste contexto, necessita-se preparar o corpo discente para enfrentar este desafio de forma eficiente. Quanto mais experiência prática conseguirmos passar aos alunos, estes se tornarão mais aptos a se enquadrarem neste perfil do mercado atual, possibilitando maior crescimento profissional.
A Legislação Ambiental tem ficado mais restritiva em relação ao controle ambiental nas empresas, necessitando de profissionais competentes e criativos.
Neste contexto, os efluentes de laboratórios são geralmente desprezados, por achar-se que as quantidades manipuladas são pequenas e que não vale a pena o tratamento, nem por razões ambientais nem por questões economicas.
No caso específico da Escola de Engenharia da UFMG, situada na bacia do ribeirão Arrudas, que tem seu lançamento de efluentes neste corpo receptor, sem tratamento prévio,
passa a ser um desafio, urgindo a necessidade de se descartar estes efluentes de forma ambientalmente adequada, visando cumprir as exigências do Programa de Saneamento da bacia citada, através do PROSAN, programa de saneamento em implantação na região metropolitana de Belo Horizonte, objetivando o tratamento do esgoto sanitário e industrial e a consequente despoluíção dos corpos d’água, pertencentes à bacia citada.
Desta forma, julgamos conveniente e pertinente, iniciarmos os alunos em práticas de controle ambiental, a serem desenvolvidas nas próprias unidades de ensino. Consideramos que a maioria dos laboratórios possuem capacidade técnica e material, para efetuar seus tratamentos com poucos investimentos adicionais. Adicionalmente há possibilidades de se recuperar produtos, que poderiam ser reutilizados, considerando-se que na maioria dos casos tratam-se de reagentes de análises químicas efetuadas.
Tratando-se de um laboratório de análises ambientais, as exigências em relação aos impactos causados ao meio ambiente deveriam ter um apelo técnico maior.
2. Classificação Dos Efluentes Para Tratamento Diferenciado
Uma classificação conveniente leva em conta o estado de agregação dos materiais, podendo ser divididos em resíduos sólidos, líquidos e gasosos.
2.1 - Resíduos sólidos
Os resíduos sólidos podem ser classificados, segundo sua procedências em 3 grupos:
2.1.1 - Reagentes com prazo de validade vencido
2.1.2 – Restos de amostras sólidas provenientes, por exemplo, dos testes de lixiviação e
solubilização, visando sua classificação para correta disposição industrial.
2.1.3 – Sólidos gerados, durante ou depois dos procedimentos químicos de análise. 2.2 – Efluentes líquidos
Os mesmos podem ser subdivididos, conforme disposto abaixo:
2.2.1 – Soluções que podem ser descartadas sem tratamento, caracterizadas por soluções
diluídas de sais não tóxicos, águas de lavagem contendo detergentes e pequenas quantidades de contaminantes não tóxicos, solventes não tóxicos, tais como, hidrocarbonetos alifáticos, observando-se sempre que as quantidades sejam pequenas e não mereceriam o esforço de recuperação.
2.2.2 – Soluções que não podem ser descartadas sem tratamento, caracterizadas por soluções
muito ácidas, alcalinas, oxidantes, contendo metais pesados, substâncias orgânicas tóxicas e etc...
2.3 – Efluentes gasosos
Os efluentes gasosos resultantes das atividades laboratoriais, geralmente não são tratados, e seu efeito no meio ambiente pode ser considerado de pequeno impacto, para a maioria dos laboratórios. Geralmente os vapores gerados nos procedimentos analíticos são exauridos, por exaustão forçada e conduzidos à atmosfera através de fontes estacionárias. Algum efeito pode ocorrer sobre a comunidade próxima devido a:
§ Vapores ácidos (HCl; H2SO4 ; HNO3; HF, etc...) § Vapores amoniacais
Para instalações de grande porte, com volume de análises apreciável, são geralmente instalados Lavadores de Gases, que têm a função de neutralizar vapores ácidos.
Na grande ocorrência de vapores orgânicos, os mesmos podem ser destruídos com a instalação de Pós-Queimadores na saída do sistema de exaustão.
3. Principais resíduos perigosos gerados
Os resíduos considerados como perigosos em um laboratório químico ambiental podem ser agrupados como:
§ Metais pesados (chumbo, cromo, cádmio, mercúrio, zinco, ferro, manganês, alumínio, níquel, cobre, prata, tálio, molibdênio) originados de determinações analíticas por via úmida, determinação por via instrumental e disposição de material de amostra após análise.
§ Organoclorados (tetracloreto de carbono)
§ Solventes tóxicos em geral (piridina, benzeno, tolueno, dioxano e DMS)
§ Soluções ácidas - as soluções mais comuns são aquelas provenientes do ataque ácido das amostras sólidas a serem analisadas.
§ Soluções alcalinas
§ Óleos e graxas, derivados de petróleo § Cianetos, fluoretos, brometos, etc... § Oxidantes
§ Material particulado inerte ( pó de minério, óxidos e hidróxidos de metais precipitados). Exclui-se aqui os resíduos tóxicos provenientes das amostras, por exemplo, nas análises de pesticidas, por não apresentarem concentrações tais, que possam causar impacto significativo no meio ambiente.
4. Tipos de tratamento
Para o tratamento de efluentes de laboratório, podem ser utilizados os seguintes procedimentos:
§ Neutralização – soluções ácidas devem ser neutralizadas com cal e filtradas. O resíduo sólido resultante, contendo metais pesados que precipitam em meio alcalino, podem ser incorporados ao material sólido proveniente das amostras analisadas. O filtrado, ajustado o pH entre 6 e 8, pode ser descartado ao esgoto. As soluções alcalinas são neutralizadas com ácido sulfúrico, até o pH entre 6 e 8 e descartadas ao esgoto.
§ Precipitação química – recuperação de metais (detalhes a seguir) § Destilação – recuperação de solventes
§ Evaporação – desidratação de resíduos sólidos
§ Incineração – destruíção de óleos e graxas, derivados de petróleo, etc... § Cristalização – recuperação de sais
Após os tratamentos, caso obtenha-se o resíduo sólido, o mesmo deve ser inertizado, podendo ser empregadas as seguintes técnicas:
§ Solidificação, usando algum ligante como, cal, cimento, asfalto ou plástico § Vitrificação ou outra forma de inclusão em vidros
5. Técnica para recuperação de metais
5.1. Recuperação da prata em soluções residuais provenientes de análises da DQO (Demanda
Química de Oxigênio) – O resíduo líquido, resultante da determinação da Demanda Química de Oxigênio contém ácido sulfúrico, cromo, prata, ferro, amônio e mercúrio. A solução geralmente de cor azul esverdeada é tratada com cloreto de sódio, objetivando precipitar a prata como cloreto de prata, conforme mostrado na fig.1 – diagrama de blocos.
Sol. residual de DQO NaCl Precipitação
AgCl
Solução sobrenadante NaOH Decantação e Lavagem
Águas de lavagem Ag2O
Dissolução e Cristalização HNO3
AgNO3
Precipitação H2SO4
Ag2SO4
Fig.1 – Processo de Recuperação da Prata
O sulfato de prata recuperado pode ser reutilizado na análise da DQO.
5.2. Recuperação do mercúrio
O mercúrio presente no efluente gerado na análise da DQO pode ser recuperado em etapa subsequente ao procedimento descrito para recuperação da prata. A adição de hidróxido de sódio à solução residual de recuperação da prata libera amônia e o mercúrio reage segundo as seguintes equações: − + − + + Cl + NH →Hg NH Cl+NH +Cl Hg 2 2 2 3 ( 2) 4
Os compostos formados flutuam no reator, têm baixa solubilidade e podem ser separados por filtração.
6. Conclusões
6.1. Viabilidade do processo
§ Pode-se considerar viável a recuperação de compostos de prata e mercúrio para posterior reutilização, a partir de soluções residuais da análise de DQO.
§ Os compostos insolúveis de ferro e cromo obtidos podem ser estabilizados em materiais cerâmicos, vidros ou cimentos Portland.
6.2. Vantagens do Processo
§ Simplicidade de execução;
§ As próprias pessoas que lidam diariamente no laboratório são capazes de tratar os efluentes;
§ O consumo de reagentes é baixo;
§ Não há necessidade de equipamentos adicionais para o tratamento.
O tratamento de efluentes deve ser uma prática constante em um laboratório, pois além de resolver o impacto ambiental, causado pelo descarte de materiais perigosos, ainda significa uma medida de economia , através da recuperação de metais de alto valor comercial, como o caso específico da prata.
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