Avaliação da fixação de metais pesados em matrizes cimentícias

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2008Com o aumento na produção de resíduos industriais, é crescente a preocupação com tratamento e disposição final destes. Um método desenvolvido é o tratamento pela incorporação dos resíduos em matrizes à base de cimento Portland, que age tanto como barreira física quanto química para os poluentes concentrados no resíduo. A investigação da segurança deste método é feita por meio de ensaios de lixiviação, dentre outros. Um deles é o ensaio de tanque, adequado para amostras monolíticas, conforme a norma holandesa NEN 7345. O objetivo deste trabalho foi analisar a fixação de metais pesados na matriz cimentícia por meio do ensaio de tanque em amostras previamente contaminadas com os metais Cd, Cr III, Cr VI, Pb e Zn, na concetração de 100 ppm. As amostras analisadas consistiam em argamassas nas quais a cinza pesada (CZP) oriunda de uma usina termelétrica e o agregado reciclado de entulho (RCD) originário de uma unidade de beneficiamento substituíam a areia, em volume. As amostras de referência foram confeccionadas com areia normal IPT, com granulometria similar a CZP e RCD. Foram utilizados dois tipos de cimento: CP I S e CP V ARI. O lixiviante utilizado no ensaio de tanque foi água destilada e deionizada com pH alterado para 4 através da adição de HNO3. A renovação do lixiviante ocorreu após 6 horas, 1; 2,25; 4; 9; 16; 36 e 64 dias. A cada renovação, o líquido extraído era filtrado, tinha seu pH e condutividade elétrica medidos e era submetido à análise semiquantitativa de energia dispersiva por raios-X (EDX). Os ensaios evidenciaram que é possível avaliar o potencial de liberação de metais pesados das matrizes cimentícias e estimar o tempo de liberação dos poluentes. A técnica semiquantitativa por EDX demonstrou-se adequada na avaliação da inética de liberação do Cd, Cr III, Cr VI, Pb e Zn.Along with the increase in the generation of industrial wastes, the concern with their treatment and final disposal has been growing. A developed method is the treatment by the incorporation of wastes into Portland cement based matrices, which acts as a physical barrier as well as a chemical one for the pollutants concentrated in the waste. The investigation of the safety of this method is done through leaching tests, among others. One of them is the tank leach test, adequate for monolithic samples, according to the Dutch standard NEN 7345. The aim of this research was to assess the retention of heavy metals in the cementitious matrix through the tank test in samples previously contaminated with Cd, Cr III, Cr VI, Pb and Zn, at the concentration of 100 ppm. The samples analyzed consisted of mortars in which the bottom ash (CZP, coming from a thermoelectric plant and the recycled aggregates from debris (RCD), coming from a recycling plant, replaced the sand in volume. The reference samples were produced with standard sand IPT, with grain-size composition similar to CZP and RCD. Two types of cement were used: CP I S and CP V ARI. The leachant used for the tank leach test was distilled and deionized water with its pH altered to 4 through the addition of HNO3. The renewal of the leachant occurred after 6 h, 1; 2,25; 4; 9; 16; 36 and 64 days. After each renewal, the liquid extracted was filtered, it had its pH and electrical conductivity measured and was submitted to semi-quantitative analyses through Energy Dispersive X-ray (EDX). The tests showed that it is possible to assess the potential heavy metals release from the cementitious matrices and to estimate the time of the pollutants release. The semi-quantitative technique through EDX showed to be adequate for the assessment of the release kinetics of Cd, Cr III, Cr VI, Pb and Zn