2. Teoretisk utgangspunkt
2.4 Andrespråksteori
A composição química elementar das escórias, provenientes da incineração dos RSU, é variável e depende de quatro factores principais:
a) Composição química dos RSU submetidos a incineração;
c) Tipos de forno e de grelhas utilizados no sistema de combustão;
d) Operação do sistema de combustão.
De acordo com os dados de Chandler et al. (1997), podem ser encontrados cerca de 50 elementos químicos nas escórias das unidades de incineração de RSU. Todavia, a concentração desses elementos químicos é muito variável, podendo distinguir-se os constituintes principais, ou “constituintes maiores”, com concentrações superiores a 10 g.kg-1, os constituintes de menor concentração, ou “constituintes menores”, com concentrações entre 1 e 10 g.kg-1, e os elementos vestigiais, ou “elementos traço”, com concentrações inferiores a 1 g.kg-1.
No Quadro 3.5 apresentam-se as composições médias elementares, indicadas por diversos autores, das escórias de unidades de incineração de RSU. Neste quadro são ainda apresentados os valores médios da composição elementar da litosfera e as gamas de variação da composição elementar de diferentes solos.
Relativamente às gamas de valores ou aos valores médios da constituição elementar das escórias, observa-se uma variabilidade significativa entre estes dados, em especial, para os elementos de menor concentração e para os vestigiais. Esta variabilidade poderá estar associada não apenas aos quatro factores acima referidos, como também às diferentes técnicas utilizadas na digestão das amostras e na quantificação dos elementos.
A comparação dos dados obtidos na caracterização elementar das escórias, com os valores médios da composição da litosfera e com as gamas de variação da composição dos solos, indicadas por Lindsay (1979), permite concluir que aquele tipo de material se encontra mais enriquecido em constituintes menores e vestigiais do que a litosfera terrestre e os solos provenientes de diversos continentes.
Esta conclusão é particularmente evidente para alguns metais, como, por exemplo, o Cu, o Cr, o Pb, o Zn, o Ni e o Cd. Ela conduz, necessariamente, à necessidade de averiguar qual o risco da contaminação ambiental que está associado à utilização, na construção civil, de materiais contendo este tipo de escórias. Em termos práticos, a questão que poderá ser colocada é a de se saber, perante a evidência de um enriquecimento químico das escórias em alguns elementos tóxicos, relativamente, por exemplo, aos agregados naturais, se a sua aplicação em materiais de construção civil poderá, ou não, traduzir-se num aumento da contaminação ambiental?
Quadro 3.5 Composição elementar das escórias de centrais de incineração de RSU, da litosfera e de solos
Concentração nas Escórias (g.kg-1 ms) Litosfera (g.kg-1 ms) Solos (g.kg-1 ms)
Tipo de elementos
Elementos
químicos Belevi et al. (1992) Wiles (1994) Le Goux e Le Douce (1995) Hjelmar (1996) Chandler et al. (1997) Alba et al. (1997) Lindsay (1979)
Al 50-65 22-73 58-143 47-72 21,9-72,8 90 81 10-300 C n. r. n. r. n. r. n. r. 10,0-60,0 n. r. 0,95 n. r. Ca 100-110 37-120 70-110 65-97 0,37-123 105 36 7-500 Fe 55-110 4-150 14-70 27-150 4,10-150 73 51 7-550 K 13-15 0,8-15 8-32 9,2-22 0,75-16,0 13 26 0,4-30 Na 23-42 3-42 15-30 22-41 2,87-42,0 26 28 0,75-7,5 O n. r. n. r. n. r. n. r. 400-500 n. r. 465 n. r. S 2-5 n. r. n. r. 1,3-8 1,0-5,0 n. r. 0,6 0,03-10 Constituintes principais Si 220-260 91-310 120-230 210-290 91-308 183 276 230-350 Cl- 1-4 n. r. n. r. 1,2-3,2 0,8-4,2 n. r. 0,5 0,02-0,9 Cr n. r. n. r. n. r. 0,23-0,60 0,023-3,17 n. r. 0,2 0,001-1,0 Cu 1-3 n. r. n. r. 0,9-4,8 0,19-8,24 n. r. 0,07 0,002-0,1 Mg 14-16 0,4-26 12-30 7,7-19 0,4-26,0 11 21 0,6-6,0 Mn n. r. 0,07-2 n. r. <0,7-1,7 0,083-2,4 0,6 0,9 0,02-3,0 P 5-6 1-6 4-26 2,9-13 1,4-6,4 9 1,2 0,2-5,0 Pb 0,9-14 n. r. n. r. 1,3-5,4 0,098-13,7 n. r. 0,016 0,002-0,2 Ti 4-6 2-9 3-12 3,2-7,2 2,6-9,5 5 6,0 1-10 Constituintes menores Zn 1-4 n. r. n. r. 1,8-6,2 0,613-7,7 n. r. 0,08 0,01-0,3 As n. r. n. r. n. r. 0,019-0,080 0,00012-0,189 n. r. 0,005 0,001-0,05 Cd 0,004-0,014 n. r. n. r. 0,0014-0,040 0,0003-0,0705 n. r. 0,0002 0,00001-0,0007 F n. r. n. r. n. r. n. r. 0,2-1,1 n. r. 0,63 0,01-4,0 Hg 0,0001-0,0003 n. r. n. r. <0,00001-0,003 0,00002-0,0078 n. r. 0,0001 0,00001-0,0003 Constituintes vestigiais Ni n. r. n. r. n. r. 0,060-0,19 0,007-4,3 n. r. 0,1 0,005-0,5
A resposta a esta questão não é simples, uma vez que envolve um conjunto de factores muito diversificados. Em primeiro lugar, é importante referir que a composição elementar das escórias, assim como de qualquer outro material, não traduz a disponibilidade dos elementos químicos que se encontram na sua composição. Com efeito, a estrutura química em que se encontram integrados pode condicionar a sua libertação para o ambiente em que os materiais de construção serão utilizados.
Para além disso, a utilização das escórias em materiais de construção civil pode envolver um conjunto de pré-tratamentos que contribuem para a redução do seu nível de contaminação e para o aumento do nível de estabilização química. Em muitos casos, a utilização das escórias em materiais de construção civil envolve a sua incorporação em matrizes de cimento, as quais contribuem para a redução da emissão dos elementos químicos poluentes. Esta redução resulta de dois processos essenciais: retenção química, por incorporação dos elementos na matriz de cimento através de reacções químicas, e retenção física, por encapsulação.
As condições ambientais, a que os materiais de construção estarão submetidos, poderão também ser determinantes nos processos de emissão de poluentes. Neste âmbito, as condições de pH e temperatura do meio, as razões líquido/sólido (L/S) a que os materiais são submetidos, as condições de oxidação-redução do meio, a duração e a extensão dos ciclos de congelação/descongelação e humidificação/secagem, a actividade biológica e os teores de carbono e salinidade no meio envolvente, são alguns dos inúmeros factores que podem condicionar a emissão de poluentes a partir dos materiais (Gobbey e Perrodin, 1999; Imyim et al., 2000; Quenee, et al., 2000; Perrodin et al., 2000; Barna et al., 2000; Lapa et al., 2001a).
Um outro aspecto que deve ser realçado relaciona-se com o transporte a que os eventuais poluentes emitidos vão estar sujeitos, desde a fonte (material de construção contendo escórias) até ao local de impacte (local alvo). Neste caso, há que considerar o facto do transporte físico ser diferente, consoante o tipo de meio em que este se processa (sistema hídrico superficial continental ou costeiro, aquífero, sistema de transporte hídrico sub-superficial intermitente ou sistema marinho). Para além disso, as interacções químicas e biológicas com o meio podem afectar significativamente a concentração do poluente considerado, desde a fonte até ao local alvo (Mayeux e Perrodin, 1996; Barna et al., 1997; Barna e Moszkowicz, 1998; Perrodin et al., 2000; Barna et al., 2000).
Após o estudo dos aspectos anteriormente referidos, será possível determinar as concentrações dos poluentes em causa, nos locais alvo previamente definidos. Finalmente, por
recurso a ensaios de toxicidade e/ou ecotoxicidade, será possível estimar o efeito dos poluentes considerados, quer nos ecossistemas naturais, quer no próprio Homem (Mayeux e Perrodin, 1996; Barna et al., 1997; Gobbey e Perrodin, 1999; Lapa et al., 1999, 2001b, 2002b).
O estudo conjunto de todos estes aspectos, desde a caracterização da fonte de eventuais poluentes, até ao efeito em sistemas alvo, designa-se por avaliação da ecocompatibilidade dos materiais que contêm as escórias. Esta avaliação permitirá dar uma resposta à questão anteriormente colocada, pelo menos no que diz respeito à fase de utilização desses materiais.
A metodologia de avaliação da ecocompatibilidade de materiais contendo resíduos foi desenvolvida, em França, por diversas equipas coordenadas pelo Insavalor-Polden, do INSA de Lyon, através de um programa lançado pela Agência Francesa para o Ambiente e Energia (ADEME). Este programa tinha por base o desenvolvimento de novas metodologias técnico- científicas para a avaliação dos impactes, no ambiente e na saúde humana, resultantes da deposição e valorização de resíduos (Perrodin et al., 2000).
Esta metodologia, que será detalhada um pouco mais adiante neste capítulo, foi descrita, pela primeira vez, em 1996, por Mayeux e Perrodin, tendo sido aplicada em diversos projectos desenvolvidos em França. A sua utilização ao nível europeu foi concretizada, pela primeira vez, através do projecto designado por VALOMAT, o qual será também descrito mais adiante.