Laboratory solid waste treatment by solidification stabilization and mass balance of cadmium and nickel heavy metals

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2019-08-21T17:58:08Z No. of bitstreams: 1 JOSEVÂNIA RODRIGUES JOVELINO – DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2018.pdf: 1339598 bytes, checksum: af89f26fe1a7d2d2b6364935d493cc59 (MD5) Made available in DSpace on 2019-08-21T17:58:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSEVÂNIA RODRIGUES JOVELINO – DISSERTAÇÃO (PPGEQ) 2018.pdf: 1339598 bytes, checksum: af89f26fe1a7d2d2b6364935d493cc59 (MD5) Previous issue date: 2018-10-31 As Instituições de Ensino Superior representam um problema relacionado ao tratamento e à disposição final dos resíduos gerados em seus laboratórios. O objetivo desta pesquisa consistiu em realizar o tratamento do Resíduo Sólido de Laboratório (RSL) através do processo de Estabilização por Solidificação (E/S) e aplicar o balanço de massa aos metais Cádmio e Níquel, para averiguar se houve atenuação dos contaminantes presentes. A primeira etapa da pesquisa consistiu na caracterização e classificação do RSL, cimento, areia e brita. Posteriormente, realizou-se um planejamento experimental one-way utilizando como fator a porcentagem de RSL e as variáveis respostas estudas foram a Resistência à Compressão (RC), Capacidade de Absorção de Água (CAA), Umidificação/Secagem (U/S) e Lixiviação. Em seguida foram confeccionados os corpos de prova para 10%, 30% e 45% de RSL, onde foram realizados os testes de integridade, durabilidade e imobilização dos contaminantes. Por fim realizou-se a análise estatística dos dados, o balanço de massa e o cálculo da eficiência de retenção dos metais Cádmio e Níquel na matriz cimentícia. Todos os tratamentos foram aprovados nos ensaios de Resistência à compressão, Capacidade de Absorção de Água e Umidificação/Secagem. A partir dos ensaios de lixiviação após a E/S observou-se que o resíduo permaneceu na Classe I (Perigosos), apesar da significativa redução nas concentrações dos metais avaliados. Diante disto, o material deve ser encaminhado para a disposição em aterros específicos para Resíduos Perigosos, conforme recomendação da ABNT NBR 10.157 (1987). A análise estatística dos dados mostrou que a porcentagem de RSL, influenciou significativamente nos ensaios de RC, CAA, U/S e Lixiviação. Todos os tratamentos realizados apresentaram eficiência de retenção superiores a 98%, indicando que a E/S foi um método eficaz no tratamento de resíduos sólidos de laboratório. Através do balanço de massa pode-se observar que houve redução significativa na lixiviação do Cádmio e do Níquel após a E/S, comparando-se com o resíduo sólido de laboratório bruto, sem tratamento. Com isto concluiu-se que apesar do RSL permanecer na Classe I (Perigosos) houve redução expressiva nas massas de Cádmio e Níquel, constatando que a E/S foi um processo eficiente na atenuação dos contaminantes presentes. Higher Education Institutions represent a problem related to the treatment and final disposal of waste generated in their laboratories. The objective of this research was to perform the Solid of Laboratory Waste (SLW) treatment through the Solidification Stabilization (S/S) process and to apply the mass balance to the Cadmium and Nickel metals, in order to determine if there was attenuation of contaminants presents. The first stage of the research consisted in the characterization and classification of SLW, cement, sand and gravel. Afterwards, a one-way experimental planning was performed using the percentage of SLW as a factor and the response variables were: Compression Resistance (CR), Water Absorption Capacity (WAC), Humidification / Drying (H/D) and Lixiviation. Then the samples were prepared for 10%, 30% and 45% of SLW, where the integrity, durability and immobilization of contaminants tests were carried out. Finally, the statistical analysis of the data, the mass balance and the calculation of the retention efficiency of the metals Cadmium and Nickel in the cementitious matrix were carried out. All treatments were approved in the tests of Compressive Strength, Water Absorption Capacity and Humidification / Drying. From the leaching tests after the S/S it was observed that the residue remained in Class I (Hazardous), despite the significant reduction in the concentrations of the evaluated metals. In view of this, the material should be sent to the disposal in specific landfills for Hazardous Waste, according to the recommendation of ABNT NBR 10.157 (1987).Statistical analysis of the data showed that the percentage of SLW influenced significantly of the CR, WAC, H/D and Lixiviation tests. All treatments performed had a retention efficiency above 98%, indicating that S/S was an effective method for the treatment of laboratory solid waste. Through the mass balance it can be observed that there was significant reduction in the leaching of Cadmium and Nickel after the S/S, when compared to the crude of laboratory solid residue, without treatment. With this, it was concluded that, although SLW remained in Class I (Hazardous), there was significant reduction in the Cadmium and Nickel masses, noting that S/S was an efficient process to attenuate the contaminants present.