[en] ASSESSMENT OF THE MOBILITY OF ELEMENTAL CONTAMINANTS AND ENVIRONMENTAL IMPACTS DUE TO THE INAPPROPRIATE DISPOSAL OF FLUORESCENT LAMPS

[pt] AVALIAÇÃO DA MOBILIDADE DE CONTAMINANTES ELEMENTARES E IMPACTOS AMBIENTAIS DEVIDO AO DESCARTE INAPROPRIADO DE LÂMPADAS FLUORESCENTES

[pt] LAIS NASCIMENTO VIANA

[pt] RECICLAGEM

[pt] LAMPADAS FLUORESCENTES

[pt] ELEMENTOS TOXICOS

[pt] LIXIVIACAO

[pt] IMPACTO AMBIENTAL

[en] RECYCLING

[en] FLUORESCENT LAMPS

[en] TOXIC ELEMENTS

[en] LEACHING

[en] ENVIRONMENTAL IMPACT ANALYSIS

[pt] Embora as lâmpadas fluorescentes (LF) estejam sendo substituídas por LED (diodo emissor de luz), a maioria das LF é descartada de forma inadequada e as taxas de reciclagem ainda são, em geral, baixas (4 por cento na China, 5 por cento no Brasil, 7 por cento no Canadá, menor que 10 por cento no Japão). Por causa da sua composição, as LF podem causar um impacto ambiental significativo. Assim, no presente estudo empregamos diferentes técnicas analíticas com o objetivo de caracterizar o material fosfórico bruto de LF, quantificar os elementos mobilizados por soluções de chorume e chuva ácida sintéticas, e avaliar os impactos ambientais relacionados ao descarte das lâmpadas através de análise de ciclo de vida (LCA) para o cenário da cidade do Rio de Janeiro. A análise do material bruto por fluorescência e difração de raios X (FRX e DRX) aponta uma composição de fases sólidas complexa, com predominância de Ca, P e Al, presença de elementos terras raras, As e outros. Através da extração ácida auxiliada por micro-ondas, concentrações em massa de 0,1 até 16,5 por cento foram encontradas para Al, Ba, Ce, Eu, La, Mn, P, Sr e Y no material bruto, e mais de 700 mg kg-1 de Hg. As lixiviações com as soluções sintéticas foram realizadas com e sem agitação, partindo de 0,6 g de amostra, 1 mL das soluções, e 3 h de exposição. O ensaio produziu a mobilização de diversos elementos com concentrações atingindo 23,5 mais ou menos 0,4 mg kg-1 (Hg) na chuva ácida, e 34,0 mais ou menos 1,0 mg kg-1 (Sr) no chorume. Devido à periculosidade de alguns elementos, as quantidades extraídas, apesar de baixas, são preocupantes, e lixiviações consecutivas, comuns num cenário real de descarte, podem agravar a situação. A análise de ciclo de vida apontou que as lâmpadas geram maiores impactos ambientais nas categorias de ecotoxicidade terrestre, toxicidade humana não-carcinogênica, potencial de aquecimento global e esgotamento de recursos fósseis. A análise indicou que o aumento das taxas de reciclagem pode reduzir em 70 a 90 por cento a maioria dos impactos ao meio ambiente.

[en] Although fluorescent lamps (FL) are being replaced by LED (light emitting diode), most FL are disposed of improperly and recycling rates are still generally low (4 percent in China, 5 percent in Brazil, 7 percent in Canada, less than 10 percent in Japan). Because of their composition, FL can have a significant environmental impact. Thus, in the present study, we used different analytical techniques with the objective of characterizing the raw phosphor material of FL, quantifying the elements mobilized by synthetic landfill leachate and acid rain solutions, and evaluating the environmental impacts related to the disposal of lamps through life cycle analysis (LCA) for the city of Rio de Janeiro scenario. The analysis of the raw material by fluorescence and X-ray diffraction (FRX and DRX) points to a complex composition of solid phases, with a predominance of Ca, P and Al, presence of rare earth elements, As and others. Through microwave-assisted near-total acid extraction, concentrations varying from 1 to 165 g kg-1 were found for Al, Ba, Ce, Eu, La, Mn, P, Sr, and Y in the raw material, and more than 700 mg kg-1 of Hg. Leaching with synthetic solutions was performed with and without agitation, with 0.6 g of sample, 1 mL of solutions, and 3 h of exposure. The test produced the mobilization of several elements with concentrations reaching 23.5 more or less 0.4 mg kg-1 (Hg) in acid rain, and 34.0 more or less 1.0 mg kg-1 (Sr) in landfill leachate. Due to the danger of some elements, the amounts extracted, although low, are worrying, and consecutive leaching, common in a real disposal scenario, can aggravate the situation. The life cycle analysis indicated that the lamps generate greater environmental impacts in the categories of terrestrial ecotoxicity, non-carcinogenic human toxicity, global warming potential and depletion of fossil resources. The analysis indicated that increasing recycling rates can reduce most impacts to the environment by 70 to 90 percent.

TATIANA DILLENBURG SAINT PIERRE

JOSE MARCUS DE OLIVEIRA GODOY

MARCIA MESSIAS DA SILVA

TATIANA DILLENBURG SAINT PIERRE

ADRIANA GIODA

MARIANA ANTUNES VIEIRA

RICARDO ERTHAL SANTELLI

CHRISTIANE BEATRICE DUYCK PINTO

2023-08-07

2023-04-19

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https://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.63554