Estudo Dirigido - Unidade III

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA
INSTITUTO DE QUÍMICA
QUÍMICA AMBIENTAL
ESTUDO DIRIGIDO
1) Responda (escolha seis e responda)
a) Defina resíduo sólido? Quais são as classes de resíduos sólidos.
Resíduos sólidos são resíduos nos estados sólido e semi-sólido, que resultam de atividades de origem industrial,
doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição. Eles são classificados como: Resíduos
Perigosos;Resíduos Não Perigosos – Não Inertes; Resíduos Não Perigosos – Inertes.
b) Qual a diferença entre resíduos e lixo?
O lixo é definido como qualquer tipo de item que não tem mais utilidade e não pode ser reutilizado, esteja em
estado líquido ou sólido. Resíduo, por sua vez, é o nome dado à sobra de material, que pode ser reutilizado de outra
forma por outra pessoa em determinado momento.
c) O que são dioxinas?
Dioxinas e compostos semelhantes a dioxinas ( DLCs ) são um grupo de compostos químicos que são poluentes
ambientais persistentes (POPs). Alguns deles são altamente tóxicos, mas a toxicidade entre eles varia 30.000 vezes.
Eles estão agrupados porque seu mecanismo de ação é o mesmo. Eles ativam o receptor de hidrocarboneto de arila
(receptor AH), embora com afinidades de ligação muito diferentes, levando a grandes diferenças na toxicidade e
outros efeitos. Eles são principalmente subprodutos da queima ou de vários processos industriais - ou, no caso de
PCBs e PBBs semelhantes a dioxinas , componentes secundários indesejados de misturas produzidas
intencionalmente.
d) O que vem a ser gestão integrada de resíduos sólidos.
Gestão Integrada de Resíduos Sólidos é o conjunto de ações voltadas para a busca de soluções para os resíduos
sólidos. Considerando as dimensões política, econômica, ambiental, cultural e social, com controle social e sob a
premissa do desenvolvimento sustentável.
cc) Como são formados os solos e os sedimentos?
O processo de formação dos solos é chamado de pedogênese e ocorre principalmente em razão da ação do
intemperismo, responsável pelo desgaste de uma rocha original (rocha mãe) e sua gradativa transformação em
sedimentos, que dão origem ao material que compõe os solos. Os sedimentos formam-se por desintegração,
transporte e acumulação de algum material rochoso preexistente. Isto acontece quando os produtos resultantes da
erosão, por ação da gravidade, se depositam - separando-se dos meios de transporte em que se encontravam, tais
como o ar, a água e o gelo - em camadas horizontais.
gg) O que são PCBs?
Bifenilos policlorados, em geral conhecidos por PCB (do inglês polychlorinated biphenyl) e, no Brasil, pelo nome
comercial Ascarel, constituem uma classe de compostos organoclorados resultantes da adição de átomos de cloro ao
bifenilo, composto esse formado por anéis aromáticos ligados por uma ligação simples carbono-carbono.
2) Complete os espaços da figura.
Descreva os três estágios da decomposição de resíduos com ocorre em um aterro sanitário, incluindo o produto de
cada um deles. Todos os estágios são iguais em relação ao pH?
O primeiro estágio de decomposição é a etapa aeróbia, o oxigênio está disponível no lixo e assim ele oxida os
materiais orgânicos a CO2 e água com liberação de calor. O CO2 liberado da matéria orgânica torna o chorume ácido.
O segundo estágio é a fase anaeróbia ácida, ocorre o processo de fermentação ácida gerando os gases amônia,
dióxido de carbono e uma grande quantidade de compostos orgânicos. O pH do chorume nessa fase se encontra entre
5,5 e 6,5.
O último estágio é a fase anaeróbia ou metanogênica, aproximadamente seis meses a um ano após a cobertura e
continuar por um período muito longo de tempo. O metabolismo das bactérias anaeróbias é muito lento para decompor
ácidos orgânicos e o hidrogênio que são produzidos na segunda fase. Nesta fase o pH aumenta para a faixa de 7 a 8, e o
chorume se torna menos reativo
3) Um homem de 72 kg come 1 kg de peixe por dia. Se o peixe tem o limite legal de 0,5 ppm de metilmercúrio e assumindo
que a substância está bem distribuída no tecido do peixe. Calcule a concentração de mercúrio no estado estacionário
sabendo-se que o tempo de meia vida do metil mercúrio é de 70 d.
A concentração de estado estacionário está relacionado com a meia vida t0,5, daqui 70 dias, e com a taxa de entrada
R pela fórmula:
Css = 1,45 * R * T0,5
Taxa de entrada diária R = 1000 g de peixe * (0,5 (g metilmercúrio/dia) / 10^6 g de peixe) = 0,0005 g metilmercúrio/dia
Substituindo obtemos:
Css = 1,45 * 0,0005 g metilmercúrio/dia * 70 dias = 0,051 g metilmercúrio
Cssh = 0,051 g metilmercurio / 72000 g = 7,9 * 10-7 g metilmercúrio/g
4) Calcule a relação entre a solubilidade do Sulfeto de chumbo em água e o pH. Considere um rio cujo pH é igual a 5. Há
um aumento da solubilidade do Sulfeto de chumbo?
𝑃𝑏𝑆2(𝑠) ⇌ 𝑃𝑏2+(𝑎𝑞) + 𝑆2−(𝑎𝑞) 𝐾𝑃𝑆 = 8,4𝑥10−28
𝑆2−(𝑎𝑞) +H+ ⇌ 𝐻𝑆−(𝑎𝑞) + 𝐻+ (𝑎𝑞) 𝐾 = 1/ 𝐾𝑎(𝐻𝑆−) = 7,7𝑥1012
HS−(𝑎𝑞) + 𝐻+ ⇌ 𝐻2𝑆 (𝑎𝑞) 𝐾 = 1/ 𝑘𝑎 (𝐻2𝑆) = 1,0𝑥107
Somando as três reações, obtemos:
𝑃𝑏𝑆2(𝑠) + 2H+ ⇌ 𝑃𝑏2+(𝑎𝑞) + 𝐻+ (𝑎𝑞) + 𝐻2𝑆 (𝑎𝑞)
Ktotal = Kap * K * K’ = 8,4𝑥10−28 *7,7𝑥1012 * 1,0𝑥107 = 6,5𝑥108
Agora: Ktotal = [𝑃𝑏2+][𝐻2𝑆]/[𝐻+ ]2
e [𝑃𝑏2+] = [𝐻2𝑆] ; [𝐻+ ] = 10-5
[𝑃𝑏2+]2 = 6,5𝑥108 * 10-10 = 0,065
[𝑃𝑏2+] = 2,5 * 10-1
Mesmo com pH = 5, onde [𝐻+ ] = 10-5 , [𝑃𝑏2+] = 2,5 * 10-1 a solubilidade do PbS nunca aumenta muito, mas de fato aumenta
com a exposição ao ácido.
5) O nível limiar/NOEL encontrado para um produto químico, a partir de estudos sobre animais, é 0,004 mg Kg-1 de peso
corporal por dia. A única fonte do produto é o peixe fresco, no qual ocorre um nível médio de 0,2 ppm. Qual o consumo
diário máximo de tal peixe que pode manter o nível de exposição abaixo IDA ou RfD do composto. Considere o peso
médio de 60 kg para um indivíduo.
Cf = Cpeixe/ peso do homem
Isso implica que:
0,004 = Cpeixe / 60 >>>>> Cpeixe = 0,24
Cpeixe = 1,45 *R
R = 0,24/1,45 =0,17
0,17 = g peixe * 0,2/10^6
Equivale a 827,6 g de peixe/dia
6) Um homem que pesa 50 Kg come 1 Kg de peixe em um dia. Se o peixe contém o limite permitido de 0,5 ppm de
metilmercúrio, e assumindo que esta substância é igualmente distribuída em seu corpo, calcule a concentração no
estado estacionário de metilmercúrio que ele resultará. Por comparação desta concentração com a do peixe, decida se a
biomagnificação está ocorrendo na transferência do metilmercúrio do peixe para o homem. Sua última resposta seria
diferente se ele tivesse comido somente 0,2 kg de peixe em um dia? Considere o tempo de meia vida do metilmercúrio
de 70d.
Levando por base os dados iniciais idênticos ao do problema 3 temos que:
Css = 1,45 * 0,0005 g metilmercúrio/dia * 70 dias = 0,051 g metilmercúrio
logo: Cssh = 0,051 g metilmercúrio /500000 g = 1,02 * 10^-6
assim ocorrendo a biomagnificação
Se ele consumisse 0,2 kg de peixe os valores seriam:
Taxa de entrada diária R = 200 g de peixe * (0,5 (g metilmercúrio/dia) / 10^6 g de peixe) = 1 * 10^-4 g metilmercúrio/dia
Substituindo obtemos:
Css = 1,45 * 1 * 10^-4 g metilmercúrio/dia * 70 dias = 0,01 g metilmercúrio
Cssh = 0,01 g metilmercurio / 50000 g = 2,03 * 10^-7 g metilmercúrio/g
a biomagnificação torna-se quase desprezível.
7) Calcule o equivalente de dose para 1,2,3,7,8,9-hexaclorodibenzo-p-dioxina-TCDD que corresponde a ingestão de 24 pg
2,3,4,7,8-pentaclorodibenzofurano e 200 pg de octaclorodibenzo-p-dioxina. Os valores tabelados de TEQ são:
2,3,4,7,8pentaclorodibenzofurano (0,5) e octaclorodibenzo-p-dioxina (0,001).
8) Se o tempo de meia-vida do metil mercúrio no corpo humano é de 70 dias, qual é a acumulação no estado estacionário
em uma pessoa que consome diariamente 0, 5kg de peixe contendo 0,8 µg/g de metilmercúrio. CES = 1,44Rt0,5.
A concentração de estado estacionário está relacionado com a meia vida t0,5, daqui 70 dias, e com a taxa de entrada
R pela fórmula:
Css = 1,45 * R * T0,5
Taxa de entrada diáriaR = 500 g de peixe * (0,8 (g metilmercúrio/dia) / 10^6 g de peixe) = 0,0004 g metilmercúrio/dia
Substituindo obtemos:
Css = 1,45 * 0,0004 g metilmercúrio/dia * 70 dias = 0,041 g metilmercúrio
9) Qual a solubilidade do íon Pb2+ em águas ácidas (pH = 2,0).
PbS(s) + 2 H+(aq) === Pb2+(aq) + H2S(aq)
PbS === Pb2+(aq) + S2- (aq) KPS = 8,4 x 10
-28
H2S(aq) === H
+(aq) + HS- (aq) Ka1 = 1 x10
-7
HS(aq)- === H+(aq) + S-2 (aq) Ka2 = 1,20 x 10
-13
K [𝐻𝑆-] = 1/ [Ka2] = 1𝑥107
K [𝐻2𝑆] = 1/ [Ka1] = 8,3𝑥1022
Ktotal = 8,4𝑥10−28 *1𝑥107 * 8,3𝑥1022 = 6,97𝑥10-12
Agora: Ktotal = [𝑃𝑏2+][𝐻2𝑆]/[𝐻+ ]2
e [𝑃𝑏2+] = [𝐻2𝑆] ; [𝐻+ ] = 10-2
[𝑃𝑏2+]2 = 6,97𝑥10-12 * 10-4 = 6,97 x 10-16
[𝑃𝑏2+] = 2,6 * 10-8
10) Em um experimento, observou-se que o nível de benzo[a]pireno em hambúrgueres dependia significativamente do
método e tempo de cozimento. Para hambúrgueres cozidos no forno níveis 0,01 ng/g foram encontrados nas carnes ao
ponto e bem passadas. Para hambúrgueres assados na churrasqueira, níveis de 0,09 ng/g e 1,52 ng/g foram encontrados
para o ponto e bem passado, respectivamente.
a) Explique a diferença observada na formação de benzo[a]pireno pelo método dois métodos de cozimento e a
diferença entre os hambúrgueres ao ponto e bem passado.
b) Qual a conversão de 1,52 ng/g para a escala “partes por”?
1,52 ng/ g * 1/ 109 = 1,52 ppb
c) Quantos gramas de benzo[a]pireno seriam ingeridos no consumo de um hambúrguer típico de 100 g de ele for muito
bem passado em churrasqueira e não houver perda de massa no cozimento.
Para os termos acima temos que:
R = 100 g de hambúrguer * ((1,52 g benzo[a]pireno)/ 109 g de hambúrguer)
R = 1,52* 10-7 g benzo[a]pireno