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 [email protected]VII Encontro Nacional sobre Métodos de Laboratório EMBRAPA Curitiba – dez / 2001
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Gerenciamento de Resíduos de Laboratórios
Prof. Dr. Marco Tadeu GrassiLaboratório de Química Ambiental e de Materiais - LabQAMDepartamento de QuímicaUniversidade Federal do Paraná - C.P. 1908181531-990 Curitiba PRFone: 041-361-3297 / Fax: 041-361-3186
VII Encontro Nacional sobre Métodos de LaboratórioEMBRAPA
Curitiba – dez / 2001
Marco T. Grassi DQ/UFPR2
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.
Marco T. Grassi DQ/UFPR3
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.
Marco T. Grassi DQ/UFPR4
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
Marco T. Grassi DQ/UFPR5
Importância da minimização eprevenção 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;v. Conformidade com a legislação.
Marco T. Grassi DQ/UFPR6
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.� Criar mecanismos de continuidade do Programa.
Marco T. Grassi DQ/UFPR7
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.
Marco T. Grassi DQ/UFPR8
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.
Marco T. Grassi DQ/UFPR9
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
Menos desejável
Marco T. Grassi DQ/UFPR10
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
Marco T. Grassi DQ/UFPR11
Praticando o reciclo e o reuso
• Reciclar: utilizar um resíduo ou seu conteúdo energético.
• Reusar: utilizar um insumo sem que haja necessidade de qualquer tratamento.
• Exemplos– Soluções de NaOH– Resíduos a base de
Cr(VI)– Resíduos orgânicos
Marco T. Grassi DQ/UFPR12
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.
Marco T. Grassi DQ/UFPR13
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;• inspeção deve ser rotineira.
Marco T. Grassi DQ/UFPR14
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 oC
Marco T. Grassi DQ/UFPR15
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)– Terg-a-zyme (bactericida)
Marco T. Grassi DQ/UFPR16
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.
Marco T. Grassi DQ/UFPR17
Dificuldades no inventário
• Rótulos deteriorados ou produtos sem qualquer identificação
• Misturas não caracterizadas• Misturas com várias fases• Resíduos sólidos• Herança dos antepassados
Marco T. Grassi DQ/UFPR18
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.
� Pode-se usar a Norma BR 10004 para a classificação de resíduos sólidos.
Marco T. Grassi DQ/UFPR19
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
– Oxidação de um sal de Mn(II). Mudança de cor de rosa clara para coloração escura.
Marco T. Grassi DQ/UFPR20
� 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 indica halogênios.
� Solubilidade em água– Após o ensaio de reatividade, a solubilidade pode ser facilmente
testada.
Caracterização de resíduos (ii)
Marco T. Grassi DQ/UFPR21
Resíduos sólidos não identificados
Identificação: fluorescência de raios-X1. 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. Reaproveitamentoii. isolamento
Marco T. Grassi DQ/UFPR22
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.
Marco T. Grassi DQ/UFPR23
Processos Oxidativos Avançados (POA) - TiO2 / UV
hv
-
+
A A-.
D+. D
E
BC
BV
.2222
.2ads.22
2
OTiOO)(eTiO
HOHTiOOH)(hTiO
)h(eTiOTiO
−−
++
+−
+→+
++→+
++↔+ hυ
Processos Oxidativos Avançados (POA) - TiO2 / UV
TiO2 / UVResultados para VOCs
Composto C in. (ppmv) Degradação (%)* t 1/2 (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
Diclorom etano 398 90,4 0,66
Clorofórm io 442 69,5 0,89
* após 60 min de irradiação. Vazão: 200 mL.min-1
Marco T. Grassi DQ/UFPR26
Degradação fotoquímica de corante azul QR -19
� Sistema: UV-H2O2(reator contínuo)
� Corante: 50 mgl-1 (20L), H2O2: 20 mL (30%)
0 20 40 60 80 100 120
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Abs
/Abs
0
Tempo (min)
Marco T. Grassi DQ/UFPR27
Resíduos aquosos:água + acetonitrila
• Método 1: Hidrólise básicaCH3CN → 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 FerrioxalatoFe(II) + H2O2
Fe(III) + H2O2 + ácido oxálico– a oxidação do composto orgânico gera CO2, CO e H2O
Marco T. Grassi DQ/UFPR28
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.
Hg e Pb devem estar ausentes da solução!
Marco T. Grassi DQ/UFPR29
Procedimento alternativo para Pb
Sais de Pb podem ser precipitados como silicatos.
Pb2+ + Na2SiO3 → 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.
Marco T. Grassi DQ/UFPR30
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. Para estes metais as condições de pH podem ser diferentes.
Marco T. Grassi DQ/UFPR31
Rejeitos sólidos
Metais:• Processo de
precipitação, filtração e descarte do resíduo aquoso.
Exemplo:Solução sulfocrômica
sólido
pia
solução
Fe(OH)3, Cr(OH)3
Cr(III)
Cr(VI)
Fe metálico
NaOH
Filtrar
Acertar o pH (neutro)
Marco T. Grassi DQ/UFPR32
Descarte de cianetos
Os cianetos podem ser tratados por oxidação com hipoclorito, em meio alcalino.
CN- + ClO- → CNO- + Cl-
Descartar na pia
Retirar alíquota de 2 mLtestar c/ FeCl 3
CN presente: ppt azul
60 - 70 mL de hipocloritoÁgua sanitária
5 mL de NaOH 10%sob agitação
Alíquota de 50 mL de sol.conc. < 2%
Atenção:
Usar luvas, avental e óculos.
Trabalhar na capela!!!
Marco T. Grassi DQ/UFPR33
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.
Marco T. Grassi DQ/UFPR34
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) / tii. Transporte: R$900,00 / carga
2. Incineração (São Paulo ou Rio de Janeiro)i. R$ 500 a 2000 / tii. Transporte: R$900,00 / carga
3. Co-processamento em forno de cimento i. R$ 200 a 300 / tii. Transporte: R$900,00 / carga
– Pequenas quantidades geradas têm sido recuperadas.
– Chumbo: recuperado e enviado p/ fábrica de baterias.
– Metais preciosos: recuperados nas UG.
– Agroquímicos: estão estocados.
Neutralização Teste deIncompatibilidae
Mistura emBombona
CO-PROCESSAMENTO
TRANSPORTE
LICENCIAMENTO
ARMAZENAMENTO
COLETA
Marco T. Grassi DQ/UFPR36
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.
• Vetados: agroquímicos, material radiotavido, explosivos, PCBs.