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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.44.2003.tde-29092015-132604
Documento
Autor
Nome completo
Janaina Ferreira Marques
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2003
Orientador
Banca examinadora
Hypólito, Raphael (Presidente)
Bertolo, Reginaldo Antonio
Duarte, Uriel
Título em português
Comportamento de íons Pb, Zn e Cu em área impactada por escória, produto da reciclagem de baterias chumbo-ácido
Palavras-chave em português
Chumbo (Reciclagem)
Metais
Poluição ambiental
Poluição do solo
Resíduos sólidos
Resumo em português
O estudo da disponibilidade dos metais pesados Pb, Zn e Cu nos diferentes compartimentos do solo, foi enfatizado através de Extrações Seqüencial e Total, tomando como estudo de caso uma Empresa de reciclagem de chumbo a partir de baterias chumbo-ácido, no Município de Jacareí. Esta Empresa tem armazenado em seu pátio cerca de 150 000 toneladas de rejeito, a céu aberto, diretamente no solo. São escórias resultantes do processo da reciclagem que formam pilhas, chegando a 10 m de altura. A ganga é constituída essencialmente por Fe e Pb metálicos, principalmente sob a forma de 'S POT.2-', apresentando teores de Zn e Cu da ordem de mg.'kg POT -1'. Para este trabalho, foram coletadas amostras sólidas (escória, solo e solo/sedimento) e líquidas (águas superficiais, subterrâneas e de chuvas). O comportamento dos íons metálicos da escórias foi estudado, simulando lixiviações naturais através do extrator do tipo sohxlet em experimentos com H2O e H2O/CO2, mostrando claramente que o chumbo está muito mais disponível em relação ao zinco e cobre. Devido a solubilidade dos íons de interesse em 'HNO IND.3', principalmente o chumbo, estudou-se Extração Total do solo com esse ácido e os resultados obtidos mostrou altos teores de 'Pb POT.2+' no material associado às pilhas de resíduos (foco da contaminação) e também nas porções superiores dos perfis estudados. Os teores de cobre e zinco apresentaram-se bastante baixos, certamente acham-se ligados aos produtos da ganga, portanto,não disponíveis. A distribuição dos cátions Pb, Zn e Cu no solo foi testada através de Extração Seqüencial pelo método TESSIER (1979). No entanto, o método não se mostrou adequado, através do somatório dos resultados parciais das Extrações Seqüenciais, apresentando valores superiores àqueles da Extração Total. Assim, buscou-se nova metodologia variando as seqüências de operação e utilizando novas condições de reação, que originou o método RJ Os íons intersticiais, nos processos de lixiviação, são os mais disponíveis e os primeiros a migrarem para a zona saturada, assim sendo, foram realizados experimentos com lisímetros de sucção, comparados com o método RJ (Extração com água) e os resultados da Extração apresentaram-se superiores, indicando coleta quantitativa das soluções intersticiais com maior rapidez e representatividade. Graças as características do solo, que nem sempre representam o material original, a adsorção dos íons metálicos foi bastante variada. O chumbo apresentou-se associado às frações carbonática e orgânica, o zinco encontra-se distribuído em todas as frações e o cobre à fração carbonática. Apesar do fluxo descendente dos íons no solo ser muito lento sua migração é fortemente influenciada pela presença de eletrólitos, de íons complexantes e, principalmente, do pH uma vez que sua fixação ocorre principalmente junto aos carbonatos. A influência do pH é ressaltada pela presença de 'Pb POT.2+' nas águas subterrâneas e ausência de 'Zn POT.2+' e 'Cu POT.2+' devido a formação de óxidos/hidróxidos. Dos cátions estudados, o chumbo é o que apresentou as maiores concentrações na área estudada e devido às suas características nocivas ao homem, pelo efeito cumulativo no organismo indica perigo potencial, uma vez que quaisquer alterações nas condições de pH e Eh do meio podem disponibilizá-lo tanto para águas superficiais como subterrâneas.
Título em inglês
Not available.
Palavras-chave em inglês
Not available.
Resumo em inglês
The study of availability of Pb, Zn and Cu heavy metals in different sextions of the soil was emphasized through Total and Sequential Extractions taking as case study a Company recycling lead from acid-lead batteries in the City of Jacareí - SP, Brazil. This Company has around 150000 tons of waste stored in open dumps and put directly on the soil. These are slags resulting from recycling processes generating piles of 10m in height. The gangue is essencially composed of metallic Fe and Pb, specially in the form of S²-, presenting Zn and Cu levels of mg.kg-¹. For the purposes of this work, solid samples (gangue, soil and soil/sediment) and liquid samples (superficial, subterranean and rain waters) were collected. The behavior of metallic ions of gangue was studied simulating natural lixiviations through a sohxlet extractor in H2O e H2O/CO2 experiments, clearly showing that lead is much more available compared to zinc and cooper. Due to the interest ions solubility in HNO3, more specifically lead, we have studied the Total Extraction with this acid and results obtained showed high levels of Pb²+ in the material associated to the piles of waste (point of contamination) and superior portions of the studied profiles. Copper and zinc levels were very low, probably linked to the gangue products, thus unavailable. Pb, Zn and Cu cations distribution in the soil was tested through the Sequential Extraction through the TESSIER (1979) method. However, the method was not proven adequate through the sum of partial results of the Sequential Extractions, presenting superior values compared to values of Total Extraction. Therefore, a new technology was tried varying the sequence of operation and using new reaction conditions, which originated the RJ method. Interstitial ions in the processes of lixiviation are the most available and the first to migrate to the saturated zone. Therefore, experiments with suction lisimeters were conducted for comparisons with the RJ method (Extraction with water) and the results of this Extraction were superior, indicating quantitative collection of interstitial solutions with higher speed and representativity. Due to the soil characteristics - not always representative of the original material - the metallic ions adsorption varied much. Lead was presented associated with organic and carbonatic fractions, zinc was found distributed among all fractions and copper was related to the carbonatic fraction. Despite the low flow of ions in the soil, its migration is highly influenced by the presence of eletrolytes, complexing ions and, mainly pH, since its fixation occurs mostly with the carbonates. The pH influence is emphasized by the presence of Pb²+ in groundwater and absence of Zn²+ e Cu²+ due formation of oxide/hydroxide. Among the studied cations, lead is the one to present higher concentrations within the studied area and due to its nocive characteristics and cumulative effect in the human body, it means potential danger, since any alterations in environmental pH and Eh conditions may turn it available to superficial and groundwater.
 
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Marques___Mestrado.pdf (18.29 Mbytes)
Data de Publicação
2015-09-29
 
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