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Jun 23, 2023

A importância do tempo e de outros determinantes na avaliação da liberação de metais pesados ​​durante a gestão de resíduos sólidos

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 1651 (2023) Citar este artigo 728 Acessos Detalhes das métricas Um dos parâmetros que afetam a lixiviabilidade de metais pesados ​​de resíduos é o seu contato

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 1651 (2023) Citar este artigo

728 acessos

Detalhes das métricas

Um dos parâmetros que afetam a lixiviabilidade dos metais pesados ​​dos resíduos é o tempo de contato com o lixiviante. Neste artigo, o comportamento de lixiviação de Zn, Cu, Pb e Ni foi avaliado em relação à relação líquido-sólido (L/S), que é um reflexo do tempo após o qual um certo volume de água permeia o material, por exemplo, em pilhas de escória ou aterros. Um estudo de lixiviação foi realizado por diferentes métodos de lixiviação usando três materiais de teste, ou seja, escória de zinco perigosa, escória granulada de cobre e compósito orgânico-mineral. Verificou-se que a maior quantidade de metais lixiviados em longo prazo no teste de máxima disponibilidade, nas seguintes condições de lixiviação: L/S = 50 dm3/kg, pH reduzido do lixiviante, fragmentação dos materiais até tamanho de partícula < 0,125 milímetros. Comparando os resultados obtidos no teste de batelada e no teste de percolação, nenhuma tendência estrita foi observada na liberação de um determinado metal a partir de diferentes materiais de teste. A análise utilizando o teste em tanque mostrou que os processos que controlam a lixiviabilidade podem resultar na liberação das maiores cargas metálicas imediatamente após o contato entre o material e o lixiviante, mas também podem contribuir para a liberação de metais somente após contato prolongado.

A questão da lixiviabilidade de metais pesados ​​de diferentes materiais e produtos é a chave para a avaliação do impacto ambiental. Os metais pesados ​​migram de produtos feitos de matérias-primas naturais, resíduos e resíduos depositados no meio ambiente1,2,3.

Uma grande preocupação na avaliação da potencial libertação de elementos provenientes de resíduos depositados em aterros é que, com o passar do tempo, quantidades inaceitáveis ​​de contaminantes podem ser libertadas no ambiente4. O tempo é um fator importante que afeta as concentrações de contaminantes lixiviados ao avaliar a taxa na qual ocorrem os processos de aterro. Esses processos podem limitar a liberação de elementos quando a reação é lenta (dissolução lenta de minerais) ou durante a difusão. Como os resíduos são armazenados ao longo do tempo, podem ocorrer alterações nas suas propriedades e condições ambientais devido à decomposição da matéria orgânica, alterações na permeabilidade do aterro, carbonatação de resíduos alcalinos ou aumento da área superficial de lixiviação devido à erosão5 .

Os testes de lixiviação em laboratório podem incluir testes/extrações de lote único e múltiplas extrações/testes dinâmicos. Uma característica comum a todos os testes de lixiviabilidade é a geração de um eluato que é então usado para avaliar propriedades específicas do material ou para simular cenários de lixiviação no ambiente6. Um dos critérios para a divisão dos métodos de lixiviação é a duração da lixiviação, portanto podemos distinguir entre testes de longo prazo (ex. teste em tanque7) e testes de curto prazo (ex. teste em lote8) e testes de curto prazo para prever o longo prazo. lixiviação a longo prazo (teste de disponibilidade máxima9).

A relação entre a massa do sólido e o volume do lixiviante afeta a taxa de lixiviação de metais pesados ​​dos resíduos10,11,12,13. Expressar os resultados dos testes de lixiviabilidade em termos de quantidade de metal lixiviado (em mg/kg) é uma maneira conveniente. Permite comparar resultados obtidos de diferentes métodos de teste, principalmente de percolação14 e testes em lote8,15,16. Contudo, deve-se ter em mente que a relação L/S em um teste de lixiviabilidade também pode ser afetada pelo pH ou por outros parâmetros que controlam a lixiviação. Além disso, diferentes condições de teste, como agitação da amostra, temperatura, tipo de lixiviante e tempo de contato podem variar, dificultando a comparação dos resultados obtidos por vários métodos de teste17.

A lixiviabilidade de metais pesados ​​é geralmente avaliada por testes acelerados. Os ensaios de lixiviação de curta duração são frequentemente ensaios por lote com uma relação líquido/sólido baixa, ou seja, L/S = 2 dm3/kg, correspondendo a um período de lixiviação ambiental (aterro, pilha de escória) de 100 anos18. Na maioria dos casos, esses testes fornecem avaliações preliminares satisfatórias da lixiviação de contaminantes. Testes de curto prazo também podem ser realizados usando testes de coluna ou lisímetro. Estes testes são mais precisos, mas são realizados durante períodos de tempo mais longos (exigindo meses ou mesmo anos) e, portanto, não são práticos para estimativas de rotina de lixiviação a longo prazo até que a relação L/S atinja o valor de várias centenas4. A análise de lixiviabilidade a longo prazo apresentada por Astrup et al.4 mostra a perspectiva de libertação de elementos, incluindo metais pesados, até que L/S = 5000 dm3/kg seja atingido, o que corresponde a cerca de 100.000–250.000 anos de eliminação de resíduos.