Tratamento de Rejeito Líquido de Laboratórios – Estudo
de Caso: Retenção do Pb-210, por biomassa no Efluente
do SEANA/IRD/CNEN
Luiz Filippe Souza da Silva e Ana Cristina de Melo Ferreira
Instituto de Radioproteção e Dosimetria – IRD
INTRODUÇÃO
Existe uma discussão sobre o crescimento
da liberação inapropriada de metais pesados
em esgotos, em especial quando se trata de
rejeitos líquidos incluindo quantidades traço
de elementos radioativos.
Atualmente, de acordo com a política da
química verde, o ideal é que em qualquer tipo
de laboratório, a menor quantidade possível
de produtos seja utilizada para
conseqüentemente gerar uma quantidade de
resíduo ainda menor. O rejeito gerado deve
ser tratado antes de seu lançamento no meio
ambiente, mesmo que em rede de esgoto,
pois dependendo do teor de metais ou ainda
do pH, muitos danos podem ser causados.
Com esta preocupação, o Instituto de
Radiproteção e Dosimetria/CNEN, que sempre
teve como preocupação os rejeitos
radioativos, segregando-os e tratando
quando possível e necessário, está
atualmente, realizando uma pesquisa com os
efluentes dos seus laboratórios químicos,
visando minimizá-los, descontaminá-los dos
reagentes químicos quando necessário, e
ainda, um reaproveitamento do efluente, após
o tratamento, para atividades secundárias.
Para tal, existe um projeto em andamento,
que estuda a retenção, por biomassa,de
diferentes elementos (que são normalmente
dosados pelos laboratórios do SEANA/IRD).
O Instituto de Radioproteção e Dosimetria
tem sob sua gerência diferentes atividades,
localizadas em diferentes setores do
aglomerado de prédios localizados na região
da baixada de Jacarepaguá, Rio de Janeiro,
RJ, Brasil.
Foram construídas oito sub-estações para
recebimento dos efluentes das diversas
unidades, que inicialmente convergiam para
uma sub-estação maior onde seria realizado
o tratamento. Com a nova filosofia, resolveuse que cada sub-estação seria analisada
separadamente,
fazendo-se
uma
caracterização do efluente gerado e proposto
um tratamento adequado, já na sub-estação,
podendo este rejeito após o tratamento, ser
dispensado diretamente para a rede de esgoto
ou ainda ser previsto o seu re-uso.
Para dar início ao processo, foi solicitado ao
Serviço de Análises Ambientais (SEANA),
também pertencente ao Instituto, que fizesse
um estudo detalhado para os efluentes
gerados pelos laboratórios do SEANA, já que
este serviço é o que concentra o maior número
de laboratórios químicos do Instituto.
O Serviço de Análises Ambientais tem como
uma de suas principais atividades analisar
amostras ambientais, oriundas de instalações
nucleares e seus arredores. As amostras são
trazidas por inspetores do Serviço de
Avaliação de Impacto Ambiental, também
lotado no IRD/CNEN.
A princípio, as amostras por serem ambientais,
contêm teores dos elementos radioativos
investigados, dentro dos valores ambientais
esperados, salvo qualquer problema existente.
Entretanto, para que as metodologias sejam
otimizadas é necessário que se utilizem
traçadores dos elementos radioativos, para
que se possa ter a certeza das medidas
realizadas, não ficando os resultados obtidos
sob a suspeita de estarem abaixo dos limites
de detecção por inadequabilidade dos
métodos ou pela pouca quantidade existente.
Para tal, os trabalhos de pesquisa estão sendo
desenvolvidos por alunos de mestrado,
visando não apenas um desenvolvimento
técnico-científico, mas também uma
disseminação da cultura da química verde.
OBJETIVO
Implementar uma metodologia nos efluentes
dos laboratórios químicos, do serviço de
Análises Ambientais, visando minimizá-los,
descontaminá-los dos reagentes químicos
quando
necessário,e
ainda,
um
reaproveitamento do efluente, após o
tratamento, para atividades secundárias.
METODOLOGIA
O material escolhido para estudo da absorção
destes metais foi a biomassa seca Sargassum
filipendula. A seleção da Sargassum
filipendula como bio-absorvedor se deu por
já existirem diferentes estudos. Ting e Sheng
(2004) realizaram um estudo em batelada
comparando a eficiência na adsorção dos
metais chumbo, cobre, zinco, cádmio e níquel
por diferentes espécies de algas como
Sargassum sp.(marron), Padina sp.(marron),
Ulva sp.(verde) e Gracillaria sp.(vermelha),
sendo as algas marrons as mais eficientes na
adsorção alcançando maiores valores de
captação. Este resultado é devido aos
polissacarídeos existentes na estrutura das
algas marrons, onde uma maior concentração
de alginato provou ser responsável pela melhor
captação dos metais (Fourest and Volesky,
1996). A utilização da biomassa como bioabsorvedor se torna bastante importante
quando se verifica que geralmente os métodos
para reter metais utilizam resinas trocadoras
de íons, que são materiais importados, de
alto custo, e que ainda se tornam rejeitos de
difícil destino.
Yang e Volesky (1999) estudaram a
biossorção e a eluição de urânio com o
emprego da alga marinha Sargassum fluitans
realizando experimentos de biossorção
dinâmica (tempo de contato e efeito do pH),
experimentos de equilíbrio (isotermas) e
biossorção e dessorção em colunas de leito
fixo, com o emprego de soluções sintéticas
de nitrato de urânio. Os autores verificaram
uma capacidade de carregamento máxima de
urânio, variável entre 0,5 e 2 mmol U/g
biomassa. Concluíram, também, que o HCl é
um excelente eluidor do metal radioativo
incorporado à biomassa, e confirmaram a boa
performance de um sistema contínuo para a
captação de urânio. Todos os resultados
reportados neste trabalho, bem como alguns
poucos trabalhos publicados para o
tratamento de elementos radioativos, indicam
a potencialidade do emprego de algas
marinhas para este fim.
Para desenvolvimento da metodologia serão
utilizadas soluções padrão de Pb-210
(juntamente com chumbo estável). Da
metodologia constam os testes preliminares
de biossorção, os estudos cinéticos, os
modelos cinéticos envolvidos, o levantamento
das isotermas, a adequação dos resultados
aos modelos já existentes, baseados nas
equações de Langmuir e Freundlich, o
levantamento da altura crítica das colunas,
a caracterização do efluente e, finalmente,
a aplicação do método a um efluente real.
RESULTADOS
Este trabalho de iniciação científica, faz parte
de um projeto maior envolvendo teses de
mestrado (o estudo do tório já foi publicado
[5] e o de urânio está na fase
conclusiva).Inicialmente o trabalho foi
previsto para um período de dois anos, assim
o trabalho previsto para o primeiro ano,
constou do aprendizado da metodologia de
quantificação do Pb-210.
CONCLUSÕES
Foram realizadas determinações de Pb-210,
pelo método utilizado nos laboratórios SEANA/
IRD, finalizando com a participação em
programa de comparação interlaboratorial,
tendo atingido uma ótima performance,
conseqüentemente um ótimo aprendizado.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1]Ting, Y.P., Sheng, P. X., Chen, J. P., Hong,
L., Journal of Colloids and Interface Science,
275, 131-141, 2004.
[2]Fourest, E., Volesky, B., Environmental
Science and Technology, 30, 277-282, 1996.
[3] YANG, J., VOLESKY, B; Proc.Interntl.
Biohydr. Symp. 99, Spain.
[4]Volesky, B., Weber, J., Park, J.M., Water
Research, 37, 297-306, 2003.
[5]Picardo,Marta,C.,Tese
Mestrado,
“Biossorção de Th com o emprego de
Sargassum filipêndula”, Instituto de Química,
UERJ,2006.
APOIO FINANCEIRO AO PROJETO
CNPq/PIBIC