De acordo com a literatura, vários países possuem normatizações específicas para determinação da influência dos resíduos sólidos no meio ambiente e saúde humana (SILVA et al., 2002; CAUDURO e ROBERTO; 2002; BARBUDO et al., 2012; e CÓRDOBA e SCHALCH, 2013).
No Quadro 2.6 são apresentados procedimentos adotados em alguns países para lixiviação de resíduos sólidos. No quadro é possível observar que os testes apresentados variam valores de pH, tempo de contato e razão sólidos líquido (L/S).
Quadro 2.6 – Comparativo entre os procedimentos adotados para lixiviação (testes de lote)
Teste Solução extratora L/S (L/kg) Quantidade de lixiviações Tempo Comentários NBR 10.005 (ABNT) - Brasil Solução de ácido acético pH = 4,93 ou 2,88 20:1 1 18h Simula disposição da amostra em aterro sanitário TCLP (USEPA) –
Método 1311 - EUA Solução de ácido acético pH = 4,93 ou 2,88 20:1 1 18h Simula disposição da amostra em aterro sanitário SPLP (USEPA) –
Método 1312 - EUA Solução de ácido nítrico e sulfúrico (chuva sintética) pH=4,20 ou 5,00 20:1 1 18h Simula disposição da amostra em aterro de inertes MEP (USEPA –
Método 1320 - EUA Solução de ácido acético pH=5,0 (1ª lix) Solução de ácido nítrico e sulfúrico pH= 3,00 (demais lix.) 16: 1 (1ª lix.) 20: 1 (demais) 9 24h/lix. Simula disposição da amostra em aterro mal projetado AFNOR XP-31-210/92 (CFR – Federal Register) - França
Água deionizada 10:1 4 16h/lix. Simula a disposição em aterro industrial NEN 7341, 1994 - Holanda Solução de ácido nítrico pH =7,0(1ª lix) pH = 4,0(2ª lix) 50:1 2 3h/lix. - UNE-EN 12457-3, 2002 – União Europeia Água deionizada 2:1 10:1 2 6h (2:1) 18h (10:1) - CETESBDECISÃO DE DIRETORIA Nº 152/2007/C/E – Estado de São Paulo - Brasil
Água deionizada 20:1 1 18h Simula
disposição da em aterro classeII
Fonte: SILVA et al. (2002); CAUDURO e ROBERTO (2002); CETESB (2007); BARBUDO et al. (2012), e CÓRDOBA e SCHALCH (2013), adaptado pelo autor.
O estudo comparativo dos ensaios de lixiviação da NBR 10.005 e o Synthetic
Precipitate Leaching Procedure (SPLP), SW-846 Método 1312 constatou que, para as
amostras de agregado de resíduos reciclados de concreto (ARC), o ensaio de lixiviação da NBR 10.005 (ABNT, 2004) provou ser o mais restritivo, embora não represente a situação real do descarte dos RCC Classe A em aterros para RCC (CÓRDOBA e SCHALCH, 2013). Os autores ainda relataram que os ensaios SPLP e solubilização da NBR 10.006 (ABNT, 2004) apresentam valores semelhantes.
Na Figura 2.22 é possível observar os valores obtidos por Córdoba e Schalch (2013), nos quais as concentrações para metais do ensaio da NBR 10.005 são superiores aos demais ensaios, exceto para o cromo. Alguns autores relatam que a água deionizada pode ser mais agressiva do que ácidos em ensaios de lixiviação para metais específicos (MEANS et al., 1995; SILVA et al., 2002). Esses autores afirmam que na presença de água deionizada, como líquido extrator, alguns metais podem ser parcialmente ou totalmente solubilizados.
Neste contexto, a CETESB recomenda que os ensaios de lixiviação para areia de fundição sejam realizados de acordo com a NBR 10.005/2004, porém a solução extratora deverá ser água deionizada, conforme anexo B da Decisão de Diretoria Nº 152/2007/C/E (CETESB, 2007).
Figura 2.22 – Comparação dos testes de lixiviação e solubilização para amostras de agregados reciclados de resíduos de cimento.
Fonte: CÓRDOBA e SCHALCH (2013).
Barbudo et al. (2012) realizaram um estudo comparativo das normas de lixiviação da Holanda (NEN 7341,1994) e da União Europeia (UNE-EN 12457-3, 2002) para classificar e determinar a concentração de metais em agregados reciclados de RCC. Os autores
0,079 0,065 0,176 0,058 0,005 0,014 0,010 0,010 0,006 0,010 0,008 0,008 0,005 0,00 0,012 0,001 3 0,028 0,001 0,000 0,020 0,040 0,060 0,080 0,100 0,120 0,140 0,160 0,180 0,200
Chumbo Cádmio Níquel Cobre Cromo Prata
m
g
/L
Metais
destacaram que as concentrações de metais lixiviados pela norma holandesa foram superiores quando comparadas a norma europeia, tal fato foi explicado em função do pH baixo da solução extratora da norma holandesa. Os referidos autores também observaram a forte dependência do pH para liberação de metais, pois ao utilizarem a norma holandesa os valores obtidos na segunda extração (pH=4,0) liberaram mais metais quando comparado com a primeira extração (pH=7,0).
Segundo os autores, esses ensaios não representam as condições naturais de contato dos resíduos. Contudo, esses testes podem fornecer informações sobre a quantidade de contaminantes disponível na amostra de resíduos.
2.2.3 Simulação de lixiviação de RCC em colunas (lisímetros)
Os ensaios de simulação de lixiviação de RCC são realizados por meio do uso de colunas de lixiviação – lisímetros – preenchidas com amostras de RCC. No interior dessas colunas é adicionado o líquido lixiviante, o qual percola sobre a massa de RCC simulando o processo de lixiviação. Por fim, o lixiviado resultante é armazenado em um reservatório para ser amostrado e analisado.
Atualmente, pesquisas no âmbito internacional têm utilizado ensaios de simulação de lixiviação para realizar estudos aprofundados sobre a influência da lixiviação dos RCC na qualidade das águas. De acordo com a literatura, vários países como Estados Unidos, França e Alemanha têm desenvolvido diversos trabalhos dentro dessa temática, podemos citar os seguintes:
Estados Unidos: Ferguson e Male (1980) – The water pollution potential from
demolition waste disposal; Townsend, Jang e Thurn (1999) – Simulation of construction and demolition waste leachate; Townsend, Jang e Weber (2000) –
Continued research into the characteristics of leachate from construction and
demolition waste landfill; Jang e Townsend (2001) – Occurrence of organic pollutants in recovered soil fines from construction and demolition waste, e Jang e Townsend (2003) – Effect of waste depth on leachate quality from laboratory construction and demolition debris landfill;
Alemanha: Delay et al. (2007) – Comparison of leaching tests to determine and
quantify the release of inorganic contaminants in demolition waste.
Segundo Delay et al. (2007), existem diferentes configurações para as colunas de lixiviação, as quais podem apresentar tamanhos em escala laboratorial com 24 cm de altura e 4 cm diâmetro ou escala piloto com 1,45 m de altura e diâmetro de 1,40 m.
Delay et al. (2007) expõe em seu trabalho que os líquidos lixiviantes utilizados em algumas pesquisas consistem em precipitações naturais; chuvas artificiais com pH igual a 4 ou água deionizada com pH igual a 5. No entanto, é valioso ressaltar que estudos realizados por Townsend, Jang e Thurn (1999) utilizam uma solução que simula água de chuva levemente ácida, a mesma solução utilizada no Synthetic Precipitation Leaching Procedure (SPLP), SW 846-1312 (USEPA; 1994).
A Tabela 2.8 apresenta as características das colunas de lixiviação de RCC utilizadas em estudos científicos.
Tabela 2.8 – Características das colunas de lixiviação de RCC
Estudo Colunas de lixiviação de RCC Dimensão - altura e diâmetro (cm)
Material Amostra (kg) (m/dia) Fluxo Direção de fluxo Tipo de fluxo Solução lixiviante Ferguson e
Male (1980) 177 e 57 Aço c/ 2mm poliuretano 257,2 - Descendente saturado Não Precipitação natural Townsend (1999) 150 e 30,5 Tubos de PVC 91 – 2,49 - Descendente Saturado e não saturado Chuva sintética (SPLP) (pH = 4,5) Susset et al
(2004) 145 140 - 1194 0,06 Descendente saturado Não
Precipitação natural (pH 5,5-5,8) Delay et al.
(2007) 48 e 5 - 1,7 0,08 Ascendente Saturado Chuva sintética (pH=4) Delay et al.
(2007) 24 e 4 - 0,6 2,3 Ascendente Saturado Água deionizada (pH=5) Roussat et al.
(2008) 30 e 10 Polietileno 570-575,6 - Descendente
Não
saturado Água deionizada
Fonte: DELAY et al. (2007), adaptada pelo autor.
As Figuras 2.23 e 2.24 ilustram os esquemas de montagem de lisímetros para realização de ensaios com amostras de RCC. Nas figuras são apresentados dois modelos de escala de lisímetros – escala piloto e escala de bancada. Entretanto, é valioso ressaltar que existem lisímetros de campo, os quais, geralmente utilizam a precipitação natural como líquido lixiviante.
Figura 2.23 – Lisímetro em polietileno com 2 metros de altura e diâmetro de 80 cm (escala piloto).
Fonte: ROUSSAT et al. (2008)
Figura 2.24 – Esquema de lisímetro em PVC com 1,50 metros de altura e diâmetro de 30,5 (escala de bancada).
Fonte: TOWNSEND, JANG e WEBER (2000)
Para Grathwohl e Susset (2009), o comportamento da lixiviação em colunas independe do tempo de contato e das dimensões físicas das colunas. Os autores afirmam que esse desempenho também seria válido para comparações entre lisímetros de campo e colunas de laboratório de diferentes dimensões, velocidade de fluxo, e tempos contato.
Meza et al. (2010) estudaram a influência do tempo de contato das soluções de lixiviação e amostras de agregados de RCC em ensaios com lisímetros. Os autores avaliaram os efeitos de diferentes tempos de contato (2,5; 5 e 16 h) sobre a liberação de constituintes inorgânicos dos resíduos de demolição, e concluíram que a variação do tempo de contato não teria forte efeito no processo de lixiviação dos RCC.
No trabalho de Ferguson e Male (1980) foi efetuado um comparativo das condições de campo com as condições em simulação pelo uso de lisímetros, no qual constataram que simulações desse tipo podem apoiar estudos de campo. De acordo com os autores, os testes de laboratório podem indicar o potencial de poluição causado por uma particular composição de RCC.
Townsend, Jang e Thurn (1999) realizaram simulações dos RCC com uso de lisímetros de laboratório. É importante informar que nesse estudo foram testados regimes saturados e não saturados, bem como foram construídos lisímetros com 100% de alguns componentes como, o concreto, a madeira e o gesso. O estudo detectou valores de pH entre
11 e 12 para colunas contendo 100% de concreto. Os principais íons presentes nas concentrações de lixiviados foram o sulfato e o cálcio, resultantes das reações com o gesso, e dissolução do concreto.
Roussat et al. (2008) realizaram estudos com lisímetros em escala piloto, no qual o lisímetros denominado “referência” era somente composto por resíduos classe A. O lisímetro em questão apresentou pH acima de 8,0 e condutividade variando de 1000 a 3000 S/cm. Vale informar que os resultados obtidos nesses lisímetros excederiam os limites de potabilidade brasileiros para o cromo e sulfato.
Diante das pesquisas expostas, pode-se observar que o uso de modelos de simulação de lixiviação pode ser adequado para tentar reproduzir em escala de laboratório ou de campo os processos físicos, químicos e biológicos resultantes da interação de recursos hídricos e RCC nas áreas de aterro.