Caracterização e avaliação da redução da toxidade dos efluentes de uma indústria metal-mecânica

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Machado, Rodrigo Matuella
• Orientador(a): Monteggia, Luiz Olinto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Recursos hídricos; Contaminação da água; Indústria metal-mecânica; Metal pesado
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/110764

A contaminação dos recursos hídricos devido ao despejo de compostos químicos não removidos por técnicas convencionais de tratamento de efluentes é um fator de risco ambiental a ser considerado pelo setor industrial. Padrões legais de toxicidade têm sido recentemente aplicados pelo órgão de proteção ambiental do Estado do Rio Grande do Sul – Brasil (FEPAM) às fontes de emissão de efluentes, o que vem estimulando às indústrias da região a avaliar suas práticas operacionais e a eficácia dos seus métodos de tratamento de efluentes. O presente estudo apresenta os resultados iniciais de implantação de um Programa de Avaliação da Redução da Toxicidade (ART), aplicado aos efluentes de uma indústria metal-mecânica. O estudo teve como objetivo caracterizar a variabilidade das concentrações de parâmetros analíticos e de toxicidade (Daphnia magna), dos efluentes não oleosos tratados em processo convencional físico-químico, bem como de avaliar o desempenho dos processos avançados de tratamento (carvão ativado e troca iônica), para redução das concentrações de parâmetros analíticos e de toxicidade. Além disso, também foram caracterizados os níveis de toxicidade dos efluentes oleosos, tratados por evaporação em termocompressão a vácuo. Para executar os tratamentos dos efluentes não oleosos foram utilizadas 7 correntes distintas de efluentes industriais, subdivididas em 4 bateladas de tratamento. Durante a caracterização foram realizadas 3 variações das concentrações de efluentes brutos em cada batelada adicionada ao reator para tratamento. Na fase de caracterização foram coletadas amostras dos efluentes tratados por processo convencional em 2 etapas distintas do tratamento, antes e após o uso conjunto de policloreto de alumínio (coagulante) e de polímero aniônico (floculante). Na fase de avaliação da redução os efluentes foram coletados após a etapa final do tratamento fisico-químico (FQ), bem como após a aplicação dos processos avançados de adsorção em colunas de carvão ativado granular (CA) e de troca iônica (TI) em resina catiônica quelante e seletiva para metais pesados. Os resultados de caracterização indicam a ocorrência de concentração efetiva tóxica para microcrustáceos (D. magna) em níveis não detectáveis (CE50 > 100%), bem como em baixa concentração de efluente (CE50 = 0,48%). A CE50 apresentou variabilidade expressiva na maior parcela (67%) das composições de efluentes brutos avaliadas. A aplicação da etapa de coagulação e floculação repercutiu em redução da toxicidade aguda (CE50) para microcrustáceos em metade (50%) dos tratamentos executados. No entanto, uma parcela considerável dos tratamentos (38,9%) repercutiu em elevação da toxicidade após coagulação-floculação. Os efluentes não oleosos foram destacadamente caracterizados por uma alta concentração de sais dissolvidos. Identificou-se uma provável contribuição de sais metálicos de alumínio, cobre, cromo, níquel, sílica e zinco para toxicidade observada nos efluentes. Os efluentes oleosos tratados por evaporação foram caracterizados por exercer efeito tóxico crônico para algas (Pseudokirchneriella subcapitata) no intervalo entre (1,26% ≤ CI50 ≤ 14,92%), para microcrustáceos (D. magna) entre (0,003% ≤ CE50 ≤ 0,40%) e para peixes (Pimephales promelas) entre (6,70% ≤ CL50 ≤ 15,93%). Os resultados de avaliação da redução da toxicidade demonstraram a ocorrência de efeito crônico para algas (P. subcapitata) no intervalo entre (0,078% ≤ CI50 ≤ 1,189%) após FQ, entre (0,117% ≤ CI50 ≤ 34,467%) após CA e entre (0,030% ≤ CI50 ≤ 46,559%) após TI. Para microcrustáceos (D. magna) a toxicidade aguda foi manifestada no intervalo entre (0,70% ≤ CE50 ≤ 21,02%) após FQ, entre (9,15% ≤ CE50 ≤ 24,15%) após CA e entre (7,18% ≤ CE50 ≤ 65,98%) após TI. Por fim, para peixes (P. promelas) o efeito tóxico agudo foi exercido nas concentrações letais entre (9,81% ≤ CL50 ≤ 35,36%) após FQ, entre (17,36% ≤ CL50 ≤ 70,71%) após CA e entre (17,68% ≤ CL50 ≤ 70,71%) após TI. Durante os tratamentos avançados, a aplicação de CA indicou maior tendência de redução da toxicidade para algas (75%) e microcrustáceos (91,7%) e peixes (83,4%). No entanto, esta redução foi considerada expressiva para algas em apenas 8,7% dos tratamentos, para peixes em 16,7% e limitada a níveis moderados para microcrustáceos. O uso de TC ocasionou redução da toxicidade para algas em 66,7% dos tratamentos, para microcrustáceos em 75% e para peixes em 16,6%. Esta redução da toxicidade foi expressiva para algas e para peixes em apenas 8,7% dos tratamentos e para crustáceos em 16,7%. Em todos os tratamentos por CA e por TC foram identificados eventos de inalteração da toxicidade ou elevação em níveis não expressivos. Os resultados dos parâmetros analíticos indicaram um ineficaz desempenho dos processos avançados de tratamento para remoção das elevadas concentrações de sais dissolvidos dos efluentes. Alumínio, cobre, cromo e níquel apresentaram redução expressiva de suas concentrações médias após aplicação do carvão ativado. No que se refere ao processo de troca iônica, as concentrações médias de cobre e de níquel apresentaram redução expressiva. Eventos de aumento ou de inalteração da concentração de parâmetros analíticos foram observados na maioria dos tratamentos avançados, sugerindo a necessidade de melhorias ao sistema avançado de tratamento.