Estimarea compoziției chimice a unei probe de deșeu solid

INTRODUCERE

Noțiunea de deșeu este definită ca parte dintr-o materie primă sau dintr-un material ce rămâne în urma unui proces tehnologic de realizare a unui anumit produs sau semifabricat, neputând fi utilizat în cadrul aceluiași proces tehnologic (deșeuri industriale) sau care rezultă din activități umane, casnice, menajere (deșeuri menajere) [2].

Deșeurile reprezintă o problemă presantă de mediu, socială și economică. Creșterea consumului și economia în dezvoltare continuă să genereze cantități mari de deșeuri - ceea ce necesită eforturi mai mari pentru a reduce cantitatea acestora și pentru a le preveni. Dacă în trecut se considera că deșeurile nu erau refolosibile, în prezent acestea sunt recunoscute din ce în ce mai mult ca fiind resurse; acest lucru se reflectă în gestionarea deșeurilor, unde s-a trecut de la eliminare la reciclarea și recuperarea acestora.

În funcție de modul în care sunt gestionate, deșeurile pot avea un impact atât asupra sănătății oamenilor, cât și asupra mediului prin emisiile în aer, sol, suprafața apelor și apele subterane. Însă, acestea pot duce și la pierderea de resurse materiale (respectiv metale si alte materiale reciclabile), având în același timp și un potențial de sursă energetică.

Problema deșeurilor poate fi mai bine abordată cu ajutorul metodelor ce cuprind toate etapele ciclului de viață ale deșeurilor, adică o abordare integrată, respectiv studiul deșeurilor de la generarea produselor pană la depozitarea lor ca deșeuri („from cradle to grave”) [3].

Fig. 1. Fluxul de deșeuri (prelucrat după State of the environment report No 3/2003,

Cap.7., Waste generation and management, EEA) [4]

COMPOZIȚIA CHIMICĂ A DEȘEURILOR

Din punct de vedere chimic, deșeurile se pot împărți în:

- deșeuri organice;

- deșeuri anorganice.

Principalele substanțe care intră în componența deșeurilor solide urbane sunt: substanțe celulozice, substanțe albuminoide și proteice, substanțe grase, substanțe minerale, materiale plastice, ș.a.

În cadrul analizelor chimice se fac următoarele determinări:

- determinări de substanțe organice;

- determinarea azotului și fosforului total;

- determinarea spectro-fotometrică a sodiului, potasiului și calciului;

- determinarea complexonometrică a calciul, magneziul și sodiului;

- determinarea carbonaților;

- determinarea pH-ului;

- determinarea clorului și a clorurilor: clor total, cloruri anorganice;

- determinarea sulfului total [1].

Determinări de substanțe organice:

a) Determinarea substanței organice în procente de greutate (Determinarea pierderii la roșu-PR):

Partea componentă volatilă a unei probe de material arsă la 600°C timp de trei ore până la greutatea constantă este denumită pierdere la roșu. Aceasta este o măsură pentru substanța organică totală a unei probe. Pierderea prin ardere a substanței uscate este dată de diferența între greutatea inițială a probei etalon de 4gr. și greutatea netă după arderea aceleași probe brute. Din cenușa rezultată prin titrare cu acid clorhidric se pot determina: Na, K, Ca, Mg, etc.

b) Determinarea substanței organice degradabile (SOD):

Prin substanțe organice degradabile se înțeleg acele substanțe organice din deșeuri care sunt degradate relativ ușor de microorganisme și sunt importante pentru fertilizarea terenurilor agricole cu humus, polizaharide, albumine, etc. Substanța organică degradabilă este determinată prin oxidare cu bicromat de potasiu.

c) Determinarea substanței organice rezistente (SOR):

Acest tip este reprezentat de substanțele care sunt foarte greu de descompus de microorganisme, ca: policlorură de vinil (PVC), polietilenă (PE), cauciuc, etc.

d) Determinarea celulozei și a substanțelor similare:

Mărimea descompunerii substanțelor organice prin fermentare este caracteristică pentru gradul de fermentare (coacere) a compusului. Desfășurarea procesului de fermentare se poate urmării cu ajutorul metodei SOD.

Determinarea azotului și a fosforului total:

a) Determinarea azotului total (organic și anorganic): Metoda standard este metoda Kjeldahl - utilizează concentrat de acid sulfuric, sulfat de sodiu (pentru a ridica punctele de fierbere) și catalizatori de cupru și seleniu. Procedurile macro, micro și semi presupun următoarele: timp de 12 ore proba este predizolvată la rece cu acid sulfuric concentrat urmată de adăugarea tiosulfatului de sodiu (0,5gr la 3ml de amestec de acid) înainte de dizolvarea totală. Dizolvarea acidă transformă tot azotul sub formă de amoniu, care ulterior este determinat prin metodeclasice.

b) Determinarea fosforului total: Pentru determinarea fosforului total se va lua o probă de deșeu menajer uscat de cca 1,5gr și cernut în 8ml acid azotic concentrat unde se lasă la dizolvat cca 12 ore. Pentru determinarea fosforului este necesară apoi, adăugarea de 2ml de acid percloric (60%). Deșeurile organice vor necesita un pretratament cu peroxid de hidrogen pentru a mărunți materialul organic înainte de dizolvare.