Monitorização de metais pesados durante tratamento electroquímico em lixiviados de aterros sanitários

Os resíduos sólidos, alguns deles contendo metais pesados, são depositados em aterros sanitários municipais. Estes metais pesados podem permanecer presos em aterros e, eventualmente, ser lançados para o ambiente, devido à geração de lixiviados causados pela percolação da água através dos resíduos sólidos. Muitos dos metais pesados presentes nos lixiviados são poluentes ambientais problemáticos, com efeitos tóxicos conhecidos em seres vivos. Assim, os lixiviados têm que ser tratados para a remoção dos metais pesados antes de serem descarregados para águas superficiais. Os tratamentos de lixiviados para reduzir os altos teores de matéria orgânica em simultâneo com metais pesados representam um grande desafio. No presente trabalho, o efeito sinérgico da combinação da electrocoagulação, utilizando ânodos de consumíveis de ferro, seguido por oxidação anódica, com ânodos de diamante dopado com boro, foi usada e, os conteúdos de carência química de oxigénio e de metais pesados (Fe, Cr e Zn) foram avaliados. Os ensaios de electrocoagulação foram realizados com amostras de lixiviado com pH inicial de 6 e pH natural (8,5), durante 2 e 3 horas, a um potencial aplicado de 2,5 A. Os efluentes da electrocoagulação foram, então, submetidos a oxidação anódica durante 8 horas, a uma intensidade de corrente de 0,6, 1,0 ou 1,4 A. Ambos os métodos electroquímicos foram realizados em modo descontínuo. Posteriormente, foram efectuados estudos sistemáticos de electrocoagulação de lixiviados de aterros sanitários, realizados a diferentes valores de pH inicial, seguidos de oxidação anódica, e em que foram recolhidas amostras ao longo do ensaio para tentar compreender o mecanismo de remoção dos metais ao longo dos ensaios. Após 3h de electrocoagulação, para a amostra de lixiviado com pH inicial de 6 e pH natural (8,5), as remoções de CQO foram, respectivamente, 41% e 45%, e após a oxidação anódica, a remoção de CQO foi superior a 77%, em ambos os casos. Nos ensaios de electrocoagulação, foi observado um aumento do teor inicial de ferro devido à oxidação do ferro do ânodo consumível. Este aumento foi maior no ensaio realizado a pH 6, devido à dissolução adicional dos eléctrodos pelo efeito ácido. O teor de ferro diminui durante o tratamento por oxidação anódica. O crómio teve remoções superiores a 70% no ensaio de electrocoagulação e, o zinco deu sempre origem a remoções superiores a 55%. Na aplicação de tratamento por oxidação anódica, obtiveram-se remoções de 85%, 69% e 6% para o ferro, zinco e crómio, respectivamente. Na aplicação do tratamento combinado de electrocoagulação seguido de oxidação anódica, obtiveram-se remoções acima de 83% para o crómio e 98% para o zinco, para ambos os pH estudados.Solid wastes, some of them containing heavy metals, are disposed in municipal sanitary landfills. These heavy metals can remain trapped in landfills and eventually be released to the environment, due to generation of leachates caused by the water percolation through the solid waste. Many of the heavy metals present in leachates are problematic environmental pollutants, with well-known toxic effects on living beings. Thus, leachates have to be treated for removal of those heavy metals before they are discharged into surface waters. The leachate treatments to reduce high contents in organic matter simultaneously with heavy metals represent a big challenge. In the present work, a synergistic combination of electrocoagulation, using iron consumable anodes, followed by anodic oxidation, with boron doped diamond anodes, was used and the chemical oxygen demand and heavy metals (Fe, Zn and Cr) content removals were evaluated. Chemical oxygen demand and Fe, Zn and Cr determinations were performed according to standard methods procedures. The electrocoagulation experiments were performed using leachate samples with initial pH of 6 or natural pH (8.5), during 2 or 3 h, at an applied potential of 2.5 A. The electrocoagulation effluents were then submitted to anodic oxidation during 8 h, at a current intensity of 0.6, 1.0 or 1.4 A. Both electrochemical methods were performed in batch mode. Subsequently, it was conducted a systematic study of electrocoagulation of the leachate, performed at different initial pH, followed by anodic oxidation, and samples were collected during the treatment. During the electrocoagulation, with 3 h duration, performed at pH of 6 and natural (8.5), COD removals of 41% and 45% were obtained, respectively, and in the posterior anodic oxidation, COD removal of 77% was observed in both cases. In the electrocoagulation assays, it was observed an increase of the initial content of iron, due to oxidation of the iron consumable anode. This increase was higher in the experiment carried out at initial pH of 6, due to the additional dissolution of the electrodes promoted by the acid effect. The iron content decreases during the anodic oxidation treatment. Chromium removal was higher than 70% in the electrocoagulation tests, and zinc removal was always greater than 55%. In the anodic oxidation treatment, removals of 85%, 69% and 6% were obtained for iron, zinc and chromium, respectively. Finally, in the combined treatment of electrocoagulation followed by anodic oxidation, chromium and zinc removals up to 83% and 98 %, for both pH studied.À Fundação para a Ciência e a Tecnologia, FCT, pelo financiamento dos projetos PEst-OE/CTM/UI0195 /2011, da Unidade de Materiais Têxteis e Papeleiros, e PTDC/AAC-AMB/103112/2008