Aula 11 a química dos solos - resíduos perigosos

A QUÍMICA DOS

Solos

Sedimentos

Resíduos

O SOLOO solo pode ser conceituado como um manto superficial formado por:

Rocha desagregada e, eventualmente, cinzasVulcânicas

Matéria orgânica em decomposição

Água e ar em proporções variáveis

organismos vivos.

O SOLOA maioria dos solos é composta principalmente por

partículas pequenas provenientes das rochas

expostas ao intemperismo, que são os

silicatos minerais.

O SOLOSilicatosUnidades estruturais

comuns dos silicatos.

Fonte: Química

Ambiental, Colin Baird.

O SOLO

Intemperismo, também conhecido

como meteorização, é o conjunto de

fenômenos físicos e

químicos que levam à

degradação e

enfraquecimento das

rochas.

O SOLOCom o tempo, o intemperismo dos silicatos minerais das

rochas pode envolver reações químicas com água e

ácidos em que ocorre substituição de íons.

Caulinite. ILite.

O SOLOEssas reações formam substâncias que são exemplos

importantes de uma classe de materiais presentes no solo:

MINERAIS DE ARGILA.

O SOLOUm mineral que tenha um tamanho de partícula

menor que 2 µm é por definição um componente da

fração argilosa do solo.

O SOLOAs partículas de argila coloidais pequenas possuem

uma contra camada de cátions, que estão ligados

por via eletrostática a uma camada interna carregada

eletricamente.

Fonte: http://www.pedologiafacil.com.br/enquetes/enq23.php

O SOLODependendo da concentração de cátions na água que

circunda a partícula de argila, os cátions da partícula são

capazes de efetuar troca com aqueles em seu exterior:

Exemplo; Quando a partícula é exposta a uma água rica em cátions

de Potássio, mas pobre em outros íons, o K+ deslocará aqueles íons

ligados a superfície da argila.

O SOLOAlém dos minerais, os outros

componentes importantes do

solo são:

Matéria orgânica, água e ar.

A proporção de cada um varia

grandemente de um tipo de

solo pra outro.

Questionamentos:

1) Qual é a composição geral dos solos?

2) O que são os minerais de argila?

3) Porque a concentração de íons

(principalmente de cátions), pode variar

nas argilas?

Resíduos perigosos

Um problema estreitamente relacionado é o da

natureza e do possível descarte de resíduos

perigosos em qualquer estado;

Resíduos concentrados de todo o tipo, incluindo o

lixo doméstico.

Resíduos perigososA contaminação do solo por resíduos perigosos não é um

fenômeno exclusivo dos tempos modernos.

Século V a.C:

Época dos

Romanos:

Foram escavados minérios para extração de metais, que

foram refinados por fusão, poluindo os territórios próximos

com resíduos provenientes das minas.

Resíduos perigosos

Século XVIII Europa:

Revolução industrial

Produção de materiais e

produtos químicos.

• Fertilizantes;

• Óleos minerais

• Combustível;

• Petróleo;

• Corantes sintéticos;

• A produção de

medicamento;

• Perfumes;

• Inseticidas

Produção após invento de Henry Bessemer:

O processo de Bessemer foi o primeiro processo

industrial de baixo custo para a produção em massa

de aço a partir de ferro gusa fundido.

http://pt.wikipedia.org/wiki/A%C3%A7o

Resíduos perigosos

(1939) Segunda Guerra Mundial

A extensão da contaminação e o risco dos materiais

descartados tem se expandido grandemente no século

XX, particularmente a partir da:

Resíduos perigosos

(1939) Segunda Guerra Mundial

O composto DDT (diclorodifeniltricloroetano), por exemplo,

inicialmente foi empregado no controle da malária e do tifo

das tropas e da população durante a Segunda Guerra

Mundial, e posteriormente foi utilizado como inseticida em

larga escala na agricultura.

diclorodifeniltricloroetano

Resíduos perigosos

(1939) Segunda Guerra MundialEm 1980, quarenta anos depois de ter sido sintetizado pelo

químico suíço Paul Muller, ganhador do Prêmio Nobel de

Medicina de 1948, o DDT foi banido em todos os países,

porque origina câncer nas células. Estima-se que na

atualidade ainda existam 400 mil t. de DDT dispersas no

meio ambiente.

A natureza dos resíduos perigosos

Substância Perigosa

Risco para o

AMBIENTE

Especialmente para

SERES VIVOS


Assim, os resíduos perigosos são:

Substâncias que foram descartadas ou

designadas como resíduos e que, em

essência, representam um risco.


Inflamáveis

Esta categoria engloba por definição líquidos,

mistura de líquidos ou líquidos contendo sólidos em

solução ou em suspensão, que produzem vapores

inflamáveis a temperaturas de até 60,5º C

Resíduos Inflamáveis

Muitas substâncias, especialmente produtos químicos

orgânicos, como por exemplo hidrocarbonetos,

álcoois, aldeídos e cetonas, entre outros.

Participam em reações de

oxidação, nas quais o

oxigênio atmosférico atua

como oxidante, e que são

autossustentadas pelo calor da

reação, uma vez tenham sido

iniciadas.


A inflamabilidade de um líquido é medida por seu

ponto de ignição:

Menor temperatura na qual o vapor do líquido

inflama-se quando exposto a uma chama.

Uma substância inflamável é aquela que queima

rápida e facilmente.


Ponto de

Ignição

Líquido Inflamável.

< 60,5˚C


Ponto de

Ignição

Líquido Combustível

-60,5˚C 93,3˚C

De maneira que se inflamam com menos

facilidade do que os inflamáveis.


Limite inferior de inflamabilidade (LII)

É a razão vapor/ar mais baixa que poderá

resultar em ignição.

Limite Superior de inflamabilidade (LSI)

É a razão vapor/ar máxima com capacidade

de ignição.

LII e LSI são expressos em porcentagens

de volume de ar.

Resíduos InflamáveisSubstância Ponto de

Ignição (˚C)

LII em % LSI em %

Metanol +12 6 37

Acetona -20 2,6 13

Dietiléter -43 1,9 36

Butano -60 1,8 8,4

Tolueno +4 1,3 7,1

Cloreto de

metila

+333 10,7 11,4

Amônia 16 25

LII e LSI referem-se aos limites inferior e superior de

inflamabilidade, sendo expressos em porcentagens de

volume de ar.

Questionamentos:

4) O que são resíduos inflamáveis?

5) Qual a principal propriedade deste tipo de

resíduo?

6) Quais outros parâmetros são empregados

para caracterizar sua inflamabilidade?

7) Cite 4 exemplos de resíduos inflamáveis.


Corrosivos

Seu carácter ácido ou básico permitem que

causem facilmente a corrosão de outros

materiais.

São aquelas que resultam na deterioração dos

materiais com os quais entram em contato.

Resíduos Corrosivos

Algumas dessas substâncias operam em virtude de serem ácidos ou bases fortes, e algumas das que

atacam tecidos vivos também por serem agentesdesidratantes, além de oxidantes.


Ácidos fortes corrosivos:

H2SO4, HCl, HF e HNO3

Bases fortes corrosivas:

NaOH e KOH


É usualmente o ácido forte mais conhecido, que

pode dissolver e corroer muitas substâncias, entre

elas, os metais.

Sua ação ácida resulta dos íons H+ que produz

quando é diluído em água.

H2SO4

H2SO4 → 2H+ + SO42-


H2SO4

Atua como agente oxidante: Logo que o estado de

oxidação do Enxofre apresenta o valor mais positivo

de seus possíveis estados de oxidação.

H2S6+O4


H2SO4

Em alguns casos produz substâncias tóxicas, a partir

de substâncias relativamente inofensivas:

• Bromo gasoso (Br2) quando reage com brometo

• Redução do H2SO4, resulta em SO2

2KBr + 4H2SO4 → Br2 + 2SO2 + 4H2O + 2K2SO4


Ácidos e bases podem ser eliminados pelo processo

simples de neutralização

ÁCIDO / BASE → SOLUÇÕES AQUOSAS DE SAIS

• Reações exotérmicas




Aconselhável: Utilizar ácidos fracos,

como o ácido acético, para neutralizar bases

(ao invés de HCl ou H2SO4).

Neutralização de Bases

CH3COOH




Aconselhável: Utilizar bases fracas como o

Hidróxido de Cálcio para neutralizar ácidos (ao

invés de NaOH e KOH)

Neutralização de Ácidos

Ca(OH)2

Questionamentos:8) O que são resíduos corrosivos?

9) Quais as substâncias tóxicas formadas a

partir do ácido sulfúrico quando reage com

sais de brometo?

10) O que é recomendável realizar para a

neutralização de ácidos e bases fortes?

Resíduos Reativos

As substâncias reativas são aquelas que

experimentam reações violentas.

Algumas delas não necessitam de outros

material para reagir.

Resíduos Reativos

1) Partes diferentes da substância contêm

agentes oxidantes e redutores que podem reagir entre si de maneira exotérmica:

Trinitroglicerina

(TNG)

Resíduos Reativos

2) Compostos que reagem violentamente com

a água: metais alcalinos

Na KSódio e Potássio.

2Na + 2H2O → 2NaOH + H22K + 2H2O → 2KOH + H2

Resíduos Reativos

3)Possuir em sua constituição os íons CN- ou S2-

HCN H2S

250 mg/kg

resíduo

500 mg/kg

resíduo

Reagem com a água ou soluções ácidas ou básicas

desprendendo gases venenosos.

Questionamentos:11) Defina as principais características dos

resíduos reativos.

Resíduos Tóxicos

Resíduos tóxicos: são aqueles que podem

causar prejuízo à saúde das pessoas ou de

outros seres vivos, ao entrar em contato com

seus organismos.

Resíduos Tóxicos

Metais pesados, pesticidas organoclorados,

solventes orgânicos e PCBs.

Pilhas não-alcalinas, baterias, tintas e solventes,

remédios vencidos, lâmpadas fluorescentes,

inseticidas, embalagens de agrotóxicos e produtos

químicos.

Resíduos Tóxicos

PCBs.PCB: Do inglês polychlorinatedbiphenyl)

Brasil, pelo nome comercial Ascarel,

Os PCBs apresentam diversas substituições possíveis dos átomos

de cloro, que variam de 1 a 10 átomos, assim gerando 209

moléculas diferentes.

Resíduos Tóxicos

PCBs.PCB: Do inglês polychlorinatedbiphenyl)

Brasil, pelo nome comercial Ascarel,

Foram sintetizados inicialmente por volta de 1800

na Alemanha, porém sua produção em escala

industrial foi iniciada a partir de 1922.

Resíduos Tóxicos

PCBs.Os principais usos não dispersivos das

formulações à base de PCBs:

• isolamento elétrico

• fluidos de troca térmica em trocadores de calor.

Resíduos Tóxicos

PCBs.Foram empregados com intensidade em produtos

de limpeza e desinfecção hospitalar como:

• sabonetes cirúrgicos, produtos de limpeza de salas

cirúrgicas e outras instalações hospitalares.

Resíduos Tóxicos

PCBs.Foi também largamente utilizado na

preservação de madeiras como proteção

contra cupins.

Resíduos Tóxicos

PCBs.Na área industrial, foi utilizado como

estabilizante de diversas formulações de

plásticos e borrachas especiais, principalmente

PVC e Borracha Clorada.

Resíduos Tóxicos

PCBs.Aspectos Ambientais

“Poluentes Orgânicos Persistentes”

(POPs).

Devido às suas características de não

biodegradabilidade, bacteriostaticidade e

bioacumulação,

os PCBs são classificadas internacionalmente como

Resíduos Tóxicos

PCBs. Aspectos AmbientaisNão biodegradabilidade: significa que os PCBs

não são processados por nenhum microrganismo

da natureza;

Resíduos Tóxicos

PCBs. Aspectos AmbientaisBacteriostaticidade: Elevada estabilidade química:

permanecem no meio ambiente por períodos de tempo

extremamente longos;

Resíduos Tóxicos

PCBs. Aspectos AmbientaisSubstâncias bioacumulativas: tendem a

acumular-se nas células dos seres vivos, constituindo

sério risco para a estabilidade do ecossistema

terrestre e para a saúde dos seres humanos.

Questionamentos:12) Cite exemplos de resíduos tóxicos.

13) Em que materiais podemos encontrá-los?

14) Quais as características que classificam

os PCBs em POPs?

Resíduos Radioativos

É frequentemente um subproduto do processo

nuclear, como a fissão nuclear*.

É formado por resíduos com elementos químicos

radioativos que não têm um propósito prático.

*é a quebra do núcleo de

um átomo instável em dois

átomos menores pelo

bombardeamento de

partículas como nêutrons.


É frequentemente um subproduto do processo

nuclear, como a fissão nuclear*.

Os resíduos nucleares, cujo aspecto é igual ao de combustível novo, emitem radiação alfa, beta e gama,

além de gerar calor como consequência da desintegração

radioativa.


O resíduo também pode gerar-se no processamento

de combustível nuclear para os reatores ou armas

nucleares e em aplicações médicas de

diagnósticos radiológicos na medicina nuclear.

Questionamentos:

15) Quais os perigos dos resíduos nucleares?

Referências Bibliográficas

• http://geografalando.blogspot.com.br/2013/04/solos-origem-classificacao-camadas.html

• http://roberto-menezes.blogspot.com.br/2011/02/o-ouro.html

• http://pt.wikipedia.org/wiki/Processo_de_Bessemer

• http://www.wwf.org.br/natureza_brasileira/questoes_ambientais/camada_ozonio/?gclid=CjwKEAjw9bKp

BRD-geiF8OHz4EcSJACO4O7TDqefHd0x33qMNOgsP2q6cdjYiyot14Hp6go8EBHQOxoCLV3w_wcB

BAIRD, COLIN. Química ambiental. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, 2002. 622p.

SPIRO, Thomas G. STIGLIANI, WILLIAM M. Química Ambiental. E. ed. São

Paulo, Pearson Prentice Hall, 2008.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Processo_de_Bessemer

http://www.wwf.org.br/natureza_brasileira/questoes_ambientais/camada_ozonio/?gclid=CjwKEAjw9bKpBRD-geiF8OHz4EcSJACO4O7TDqefHd0x33qMNOgsP2q6cdjYiyot14Hp6go8EBHQOxoCLV3w_wcB

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