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PLAN DE MANEJO DE RESIDUOS PELIGROSOS PARA EL LABORATORIO DEL
CENTRO DE INVESTIGACIONES DE INGENIERÍA AMBIENTAL – CIIA
DE LA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
CARLOS ANDRÉS GÓMEZ GUARNIZO
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
BOGOTA D.C.
2003
ICIV 2003-1 08
1
PLAN DE MANEJO DE RESIDUOS PELIGROSOS PARA EL LABORATORIO DEL
CENTRO DE INVESTIGACIONES DE INGENIERÍA AMBIENTAL – CIIA -
DE LA UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
CARLOS ANDRÉS GÓMEZ GUARNIZO
PROYECTO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TITULO DE
INGENIERO CIVIL
DIRECTOR
ING. JUAN PABLO RAMOS BONILLA
DIRECTOR CIIA
UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
BOGOTA D.C.
2003
ICIV 2003-1 08
2
TABLA DE CONTENIDO
Pag.
I. INTRODUCCIÓN 5 1. ASPECTOS TEÓRICOS 7 1.1 RESIDUOS PELIGROSOS 7
1.2 CARACTERÍSTICAS DE PELIGROSIDAD 8 1.2.1 Inflamabilidad 9 1.2.2 Corrosividad 9
1.2.3 Reactividad 9 1.2.4 Toxicidad 10 1.3 GESTIÓN DE LOS RESIDUOS PELIGROSOS 12
1.4 CLASIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS PELIGROSOS EN EL LABORATORIO
13
1.4.1 Grupo I: Solventes halogenados 13 1.4.2 Grupo II: Solventes no halogenados 14
1.4.3 Grupo III: Soluciones acuosas 14 1.4.4 Grupo IV: Ácidos 15 1.4.5 Grupo V: Aceites 15
1.4.6 Grupo VI: Sólidos 15 1.4.7 Grupo VII: Productos especiales 15 1.4.8 Otros grupos 16 1.4.8.1 Vidrio contaminado 16 1.4.8.2 Biopeligrosos 16 1.4.8.3 Citostáticos 16
1.4.9 Otras clasificaciones 17 1.4.9.1 Compuestos que reaccionan fuertemente con el agua. 17
1.4.9.2 Compuestos que reaccionan violentamente con el aire o el oxígeno (inflamación espontánea)
17
1.5 MÉTODOS DE TRATAMIENTO 17 1.5.1 Tratamie ntos físico químicos 17 1.5.1.1 Destilación 18 1.5.1.2 Neutralización 18 1.5.1.3 Oxidación Reducción 19 1.5.1.4 Precipitación 20 1.5.1.5 Electrolisis 21 1.4.1.6 Electrodiálisis 21 1.5.2 Tratamientos Biológicos 22
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3
1.5.3 Tratamientos Térmicos 22
2. METODOLOGÍA 24 3. PROCEDIMIENTOS A SEGUIR 25 3.1 GRUPO I: RESIDUOS DE DQO 25
3.1.1 Dicromáto de potasio 25 3.1.2 Procedimientos de manejo de residuos de DQO 25 3.2 GRUPO II: RESIDUOS PRODUCTO DEL ANÁLISIS DE MERCURIO Y ARSÉNICO POR LA TÉCNICA DE ABSORCIÓN ATÓMICA GENERADORA DE HIDRUROS.
27
3.3 GRUPO III: RESIDUOS ÁCIDOS Y BÁSICOS 28 3.3.1Ácidos 28
3.3.2 Procedimiento de destrucción 28 3.3.3 Bases inorgánicas, sales básicas y sus disoluciones 29 3.3.4 Procedimiento de destrucción 29
3.4 GRUPO IV: METALES PESADOS 30 3.4.1 Precipitación de metales 30 3.4.1.1 Como hidróxidos y carbonatos 31 3.4.1.2 Como sulfatos 31 3.4.1.3 Como metales 32 3.4.2 Mercurio 32 3.4.2.1 Principios de descontaminación con sustancias químicas 32 3.4.2.2 Otras formas de recuperación y manejo 33 3.4.3 Cromo 33 3.4.3.1 Otros mecanismos de destrucción de cromo (VI) 33 3.4.4 Sodio 35 3.4.5 Litio 35
3.4.6 Potasio 35 3.4.7 Calcio 36 3.4.8 Magnesio 36
3.4.9 Arsénico, Bismuto, Antimonio 36 3.4.10 Selenio, Telurio 36 3.4.11Plomo, Cadmio 36
3.4.12 Berilio 36 3.4.13Estroncio, Bario 37 3.4.14 Vanadio 37
3.5 GRUPO V: SOLVENTES 37 3.5.1 Tratamiento inicial 37
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4
3.5.2 Destilación 37
3.5.3 Purificación 40 3.6 GRUPO VI: OTROS RESIDUOS 40 3.6.1 Hidrocarburos 40
3.6.2 Hidrocarburos aromáticos policíclicos 41 3.6.2.1 Principio de la destrucción 42 3.6.2.2 Procedimientos de destrucción 42
3.6.3 Alcoholes y fenoles 45 3.6.3.1 Procedimientos de destrucción 45 3.6.4 Éteres 46 3.6.4.1 Procedimiento de destrucción 46 3.6.5 Haloéteres 46 3.6.5.1 Principio de la destrucción 47
3.6.6 Aminas aromáticas primarias (procedimiento genérico) 47 3.6.6.1 Principio de la destrucción 47 3.6.6.2 Procedimiento de destrucción 47
3.6.7 Aminas aromáticas 48 3.6.7.1 Principio de la destrucción 48 3.6.7.2 Procedimientos de destrucción 48
3.6.8 Otras formas de fácil practicidad de destrucción de residuos 50 4. RECOMENDACIONES 52 5. CONCLUSIONES 55
6. REFERENCIAS 57
ANEXO 1. RESIDUOS PRODUCIDOS EN LAS INVESTIGACIONES DESARROLLADAS POR EL CIIA-UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
59
ANEXO 2. RESUMEN DE LOS TRATAMIENTOS A SEGUIR EN LOS DISTINTOS GRUPOS
61
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5
I. INTRODUCCIÓN
Durante las ultimas décadas ha surgido una gran preocupación ambiental y de salud por los
problemas que originan los residuos industriales, principalmente los denominados peligrosos. Esta
preocupación nació en los países industrializados, que tuvieron, y aun tienen que enfrentar
problemas de contaminación del medio ambiente y sus consecuentes efectos adversos en la salud
pública, debido a la disposición inadecuada de estos residuos.
Colombia ha estado por mucho tiempo a la deriva institucional en materia ambiental, las políticas
aplicadas en el sector han sido ambiguas y nada coherentes con las necesidades de generar una
respuesta clara a los problemas dados por la disposición de tan sólidos, líquidos y el control de las
emisiones gaseosas.
El Ministerio del Medio Ambiente, promulgó una serie de decretos encaminados a normalizar la
generación de residuos provenientes de actividades industriales, comerciales y residenciales. A
menudo de estas normas se basan en normas existentes en otros países, o se acomodan según la
voluntad política que se tenga sobre ellas. Aún así, se dio un paso importante para la concepción de
respuestas claras sobre la problemática generada.
El objetivo de la Universidad de los Andes, como institución, es la de generar y transmitir
conocimiento. Es por ello que la implantación de un plan de manejo de residuos cobra importancia
para poder dar apoyo al cumplimiento de la responsabilidad social que ella adquiere ante el entorno.
En el presente trabajo se pretende dar mecanismos, para que los residuos generados en el
laboratorio de Ingeniería Ambiental de la Universidad de los Andes, se les de una disposición
adecuada y evitar así la contaminación del medio. Hasta el momento los residuos generados se han
almacenado, cuestión esta que es insostenible alargo plazo.
En el presente trabajo se hace un estudio del qué es considerado como residuo peligroso, se hará
hincapié en la clasificación según el tipo de residuo generado, respaldado esto por los planes de
manejo estipulados en otros organismos similares. También se describe el proceso de gestión de los
residuos, los distintos medios de tratamiento encontrados en la literatura, dando preponderancia a
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6
los tratamientos físico-químicos, ya que los tratamientos biológicos en muchos casos no son
aplicables, y los tratamientos térmicos pueden generar problemas grandes de emisión. Se describe la
metodología empleada para hacer un seguimiento de las posibles soluciones adecuadas a responder
a la problemática especial del laboratorio y se da respuesta con la descripción de distintos métodos
para la inhibición, destrucción, y disposición adecuada de estos residuos. Por ultimo se hace una
serie de recomendaciones y se concluye haciendo referencia a las posibles pautas a seguir de aquí
en adelante.
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7
1. ASPECTOS TEÓRICOS
Los laboratorios universitarios de investigación y docencia se constituyen en fuente permanente de
generación de residuos, debido a las labores que en ellos se desarrollan. Parte de estos residuos son
peligrosos.
La generación de residuos en el laboratorio presenta una serie de características particulares. Se
generan residuos en pequeñas cantidades y heterogéneos en su naturaleza. Por lo tanto es
importante realizar un proceso de disgregación capaz de inhibir las consecuencias tóxicas de estos.
1.1 RESIDUOS PELIGROSOS
Él término residuo peligroso ganó aceptación a inicios de la década de los 70´s. existiendon varias
definiciones para referirse a él. Manahan1 describe a las sustancias peligrosas como materiales que
pueden explotar, causar fuego, ser corrosivos, presentar toxicidad, o tener otras características
peligrosas que pongan en peligro el ambiente físico, la vida de los organismos, dispositivos o
materiales.
LaGrega2 retoma la definición dada por el programa ambiental de las naciones Unidas donde los
residuos peligrosos se definen como sustancias (sólidos, lodos, líquidos y gases) además de
sustancias radioactivas e infecciosos, las cuales por razón de su actividad química, toxicidad,
explosividad, corrosividad u otras características pueden probablemente causar daños a la salud o el
ambiente, actuando solas o en compañía de otras sustancias.
Este trabajo estará guiado por la definición dada en la resolución 184 del 15 de Julio de 1994
expedido por el Ministerio del Medio Ambiente nacional.
“Se denomina residuo peligroso aquél que por sus características infecciosas,
combustibles, inflamables, explosivas, radioactivas, volátiles, corrosivas, reactivas o
tóxicas pueda causar daño a la salud humana o al medio ambiente. Así mismo, se
consideran residuos peligrosos los envases, empaques y embalajes que hayan estado
en contacto con ellos.”3
1 Manahan, 1999 (1) 2 La Grega et al, 2001 (2) 3 Ministerio del Medio Ambiente, 1994 (3)
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8
Independientemente de la definición que cada autor de al termino residuo peligroso, las
consecuencias que produce en la población expuesta pueden ser considerables. La problemática
generada por los residuos peligrosos se evidenció cuando los efectos generados por estos se hicieron
presentes. Es así como la presencia de mutaciones, los efectos cancerígenos, los efectos
mutagénicos, los desordenes nerviosos, daños al hígado, daños al riñón y daños a los pulmones
fueron la primera voz de alerta acerca del problema al presentarse de manera especial en personas
que su labor se relacionaba con el contacto continuo con este tipo de sustancias.
En la figura 1 se describe el ciclo que determina un adecuado tratamiento de residuos, observándose
que de estos también se pueden obtener utilidades importantes en la disposición final
Figura 1. Ciclo de vida de los residuos peligrosos 4
1.2 CARACTERÍSTICAS DE PELIGROSIDAD
La EPA (United States Environmental Protection Agency) define las sustancias peligrosas de
acuerdo a su comportamiento.5 Es importante resaltar estos comportamientos para determinar los
efectos que pueden causar sobre otros materiales, el ambiente y la salud.
4 Desechos peligrosos en Colombia, ultima visita mayo 2 de 2003 (4)
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9
1.2.1 Inflamabilidad.
Las sustancias ignicibles son responsables de causar o acelerar un fuego durante su manipulación.
Entre sus propiedades se puede nombrar:
Ø Es un líquido y tiene un punto de llama menor a 60 °C
Ø No es un líquido y es capaz, a temperatura y presión estándar, de originar fuego por fricción,
absorción de humedad o cambios químicos espontáneos, y cuando se enciende arde tan
vigorosamente que crea un peligro
Ø Es un gas comprimido inflamable
Ø Es un oxidante
1.2.2 Corrosividad.
Esta característica está basada sobre dos clases de comportamiento.
Ø residuos que presenten tendencia a penetrar al recipiente que lo contiene,
Ø Residuos que exhiben pH extremos y pueden causar daños en los tejidos por contacto.
1.2.3 Reactividad.
Una sustancia presenta reactividad sí:
Ø Es normalmente inestable y experimenta cambios y reacciona violentamente en contacto con el
agua
Ø Forma compuestos potencialmente explosivos al mezclarse con agua
Ø Al mezclarse con el agua genera gases tóxicos o humos en una cantidad suficiente para
presentar un severo riesgo para la salud de las personas o el medio ambiente
Ø Es una basura que contiene cianuro o sulfuro, y cuando es expuesta a condiciones de pH entre
2 y 12.5 puede generar gases tóxicos o humos en una cantidad suficiente para presentar un
severo riesgo para la salud de las personas o el medio ambiente
Ø Es capaz de generar una reacción explosiva cuando está sujeta a condiciones energéticas o se
calienta en un espacio cerrado
5 Industrial Ecology, 1999 (1)
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10
Ø Es un explosivo definido como tal legalmente Puede descomponerse con explosión a
temperatura y presión estándar.
1.2.4 Toxicidad.
“Se entiende por residuo tóxico aquél que en virtud de su capacidad de provocar efectos biológicos
indeseables o adversos puede causar daño a la salud humana, animal o vegetal y al medio
ambiente.”6
La EPA mediante el Procedimiento de Lixiviación para la Característica de Toxicidad (Toxicity
Characteristic Leaching Procedure, TCLP), puede identificar varios elementos tóxicos
contaminantes, utilizando para ello los siguientes parámetros
Ø “Identifica basuras que pueden lixiviar concentraciones peligrosas de constituyentes tóxicos en
aguas subterráneas
Ø Simula el proceso de lixiviación que ocurre en terrenos usados para acumular desechos.”7
Con ellos la EPA define límites a los elementos potencialmente tóxicos, los cuales se presentan en
la siguiente tabla.
Tabla 1 Contaminantes y sus niveles máximos definidos por la EPA para el TCLP
(vigente en 1998) Contaminante Concentración máxima, (mg L?¹)
Concentración máxima, Contaminante (mg L?¹)
Arsénico 5 Bario 100
Cadmio 1 Plomo 5
Mercurio 0.2 Plata 5
Selenio 1 Cromo 5
o-Cresol 200
m-Cresol 200
6 Ministerio del Medio Ambiente, 1994 (3) 7 Cornejo, ultima visita mayo 2 de 2003 (5)
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11
p-Cresol 200
Cresol 200
Benceno 0.5 1,2- Dicloroetano 0.5
1,4-Diclorobenceno 7.5
1,1-Dicloroetileno 0.7 2,4-Dinitrotolueno 0.13
Tetracloruro de carbono 0.5
Clorobenceno 100 Cloroformo 6
Cloruro de vinilo 0.2
Tricloroetileno 0.5 Hexaclorobenceno 0.3
Hexacloro 1,3- butadieno 0.5
Tetracloroetileno 0.7 Hexacloroetano 3
Metiletilcetona 200
Nitrobenceno 2 2,4,6-Triclorofenol 2
2,4,5-Triclorofenol 400
Piridina 5 Pentaclorofenol 100
Clordano 0.03
Endrin 0.02 2,4-D 10
Heptaclor 0.008
Lindano 0.4 Silvex (2,4,5-TP) 1
Toxafeno 0.5
Metoxiclor 10 Fuente: Cornejo Jaime- Universidad de Chile 8
8 Ídem (5)
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12
1.3 GESTIÓN DE LOS RESIDUOS PELIGROS
La gestión de residuos peligrosos en un laboratorio docente y de investigación presenta una
problemática diferente a la de los residuos industriales ya que se generan en pequeñas cantidades,
presentan una gran variedad y una elevada peligrosidad tanto desde el punto de vista físico-químico
como toxicológico para el medio ambiente. Si se acumulan y no se tratan en el laboratorio generan
productos químicos peligrosos innecesarios. Por lo tanto la gestión de este tipo de residuos
constituye un aspecto fundamental en la aplicación de criterios de calidad y gestión ambiental en el
laboratorio.
Los principios de gestión deben estar basados en la minimización, reutilización, tratamiento y
eliminación segura. Se debe establecer un programa de gestión de residuos en el laboratorio que
recoja todos los residuos generados, sean inofensivos o no, incluyendo los reactivos que han
expirado, los reactivos no caducados pero innecesarios, los materiales de un sólo uso contaminados
o no, los patrones y todos aquellos materiales o productos que se hayan utilizado o generado en el
laboratorio.
Los aspectos que pueden influir en la elección de un procedimiento de eliminación de residuos son,
entre otros, los siguientes:
Ø Volumen de residuos generados;
Ø Periodicidad de generación;
Ø Facilidad de neutralización;
Ø Posibilidad de recuperación, reciclaje o reutilización;
Ø Costo del tratamiento y de otras alternativas;
Así, haciendo un paralelo con el plan de manejo de residuos presentado por la Universidad de
Barcelona9, un programa de gestión de residuos que incluya todos los residuos generados en el
laboratorio debe incluir las siguientes etapas:
Inventario. Se debe relacionar todos los residuos generados periodicidad de generación para así
racionalizar el volumen de residuos acumulados y evitar costos adicionales.
Recogida selectiva. Esto se establecerá en función de los grupos establecidos, dando provisión de
contenedores adecuados a las características de los residuos y su identificación y etiquetado
9 Manual de gestión de residuos especiales, 2000 (10)
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13
Caracterización, selección y clasificación. La recogida y la selección de los residuos son básicas en
un programa de gestión y facilita el tratamiento que ha de efectuarse para su eliminación. Todos los
productos considerados como residuos deben estar clasificados, identificados en función de su
peligrosidad, y deben ser etiquetados con suficiente información para garantizar una manipulación
segura hasta en su disposición final
Minimización, reducción, recuperación. Se deben valorar las opciones más adecuadas de
recuperación, de reciclaje o de reutilización de los productos químicos del laboratorio; tratamiento
adecuado en el mismo laboratorio o bien racionalización de las compras, con el fin de reducir al
máximo la generación de residuos. También pueden diseñarse experimentos de docencia o
investigación a escala más reducida, o bien seleccionar reactivos de menos toxicidad.
Almacenaje. Los residuos nunca deben almacenarse en el mismo laboratorio, ya que esto
aumentaría su riesgo. Por lo tanto, se debe disponer de un espacio separado del laboratorio
destinado a almacenar los residuos y equipado con los elementos de seguridad y extinción de
incendios necesarios. Este almacenamiento debe realizarse de acuerdo con los grupos establecidos,
evitando incompatibilidades y otras situaciones peligrosas que puedan incrementar el riesgo.
Normas y medidas de seguridad. El programa de gestión debe incluir todas las informaciones
relativas a la peligrosidad de los productos, las condiciones de manipulación, los tipos de envases,
las incompatibilidades y las actuaciones en caso de derrames, vertidos o incendios y las
emergencias, así como las medidas de protección tanto colectivas como individuales adecuadas a
los productos a tratar.
1.4 CLASIFICACIÓN DE LOS RESIDUOS PELIGROSOS EN EL LABORATORIO
Debido a que no todos los residuos tóxicos y peligrosos presentan el mismo tratamiento y con el fin
de que el costo de tratamiento, sea el menor posible, se pueden dividir según los parámetros
descritos por el plan de gestión descrito en la Universidad de Barcelona10.
1.4.1 Grupo I: Solventes halogenados.
Pertenecen a este grupo los productos líquidos orgánicos con un contenido superior al 2% de algún
halógeno. Se caracterizan por ser muy tóxicos, irritantes y en muchos casos cancerígenos. También
se incluyen las mezclas de disolventes halogenados y no halogenados, siempre que el contenido en
10 Ídem (10)
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14
halógenos de la mezcla sea superior al 2 %. Algunos ejemplos representativos son los siguientes:
diclorometano (cloruro de metilo), triclorometano (cloroformo), tetracloruro de carbono,
tetracloroetilo, bromoformo11.
1.4.2 Grupo II: Solventes no halogenados.
A este grupo pertenecen los líquidos orgánicos inflamables con un contenido inferior al 2% de
algún halógeno. Se caracterizan por ser inflamables y tóxicos. Algunos ejemplos representativos
son los siguientes:
- Alcoholes: metanol, etanol, isopropanol.
- Aldehidos: formaldehido, acetaldehido.
- Amidas: dimetilformamida.
- Aminas: dimetilamina, anilina, piridina.
- Cetonas: acetona, ciclohexanona.
- Esteres: acetato de etilo, formiato de etilo.
- Glicoles: etilenglicol, monoetilenglicol.
- Hidrocarburos alifáticos: pentano, hexano, ciclohexano.
- Hidrocarburos aromáticos: benceno, xileno y tolueno.
- Nitrilos: acetonitrilo.
1.4.3 Grupo III: Soluciones acuosas.
A este grupo pertenecen las disoluciones acuosas de productos orgánicos e inorgánicos. Para
facilitar su descripción es necesario realizar una serie de divisiones y subdivisiones, y así evitar
reacciones de incompatibilidad, o por requerimiento de su tratamiento posterior:
Disoluciones acuosas inorgánicas.
- Disoluciones acuosas básicas: hidróxido sódico, hidróxido potásico.
- Disoluciones acuosas de metales pesados: níquel, plata, cadmio, selenio, fijadores.
- Disoluciones acuosas de cromo (VI).
- Otras disoluciones acuosas inorgánicas: sulfatos, fosfatos, cloruros, reveladores.
Disoluciones acuosas orgánicas o de alta DQO.
- Disoluciones acuosas de colorantes: naranja de metilo, fenolftaleína.
11 Ídem (10)
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15
- Disoluciones de fijadores orgánicos: formaldehído, glutaraldehído.
- Mezclas de agua y solvente, efluentes de cromatografía, metanol y agua.
1.4.4 Grupo IV: Ácidos.
Corresponden a este grupo los ácidos inorgánicos y sus soluciones acuosas concentradas (más del
10 % en volumen). La mezcla de algunos de estos ácidos, en función de su concentración, puede
producir alguna reacción química peligrosa con desprendimiento de gases tóxicos e incremento de
temperatura.12
1.4.5 Grupo V: Aceites.
A este grupo pertenecen los aceites minerales producto de las operaciones de mantenimiento.
1.4.6 Grupo VI: Sólidos.
Productos químicos en estado sólido de naturaleza orgánica e inorgánica. No pertenece a este grupo
los reactivos puros obsoletos en estado sólido, descritos más adelante.13 En este grupo pueden
establecerse los siguientes subgrupos:
- Sólidos orgánicos: A este grupo pertenecen los productos químicos de naturaleza orgánica o
contaminados con productos químicos de dicha naturaleza como el carbón activo o el gel de
sílice.
- Sólidos inorgánicos: Son los productos químicos de naturaleza inorgánica como las sales de los
metales pesados.
- Material desechable contaminado: A este grupo pertenece el material contaminado con diversos
productos químicos. Se pueden establecer subgrupos de clasificación, atendiendo tanto a la
naturaleza del material como la del contaminante.
1.4.7 Grupo VII: Productos especiales.
Productos químicos, sólidos o líquidos, que por su elevada toxicidad o peligrosidad no pueden ser
incluidos en ninguno de los otros grupos, así como los reactivos puros obsoletos y caducos. No
12 Ídem (10) 13 Ídem (10)
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16
pueden mezclarse entre sí, ni con otros grupos.14 Como ejemplos representativos se pueden
mencionar:
- Comburentes (peróxidos).
- Compuestos pirofóricos (magnesio metálico en polvo).
- Compuestos muy reactivos: ácidos fumantes, cloruros de ácido (cloruro de acetilo), metales
alcalinos (sodio, potasio), hidruros (borohidruro sódico, hidruro de litio), compuestos con
halógenos activos (bromuro de benzilo), compuestos polimerizables (isocianatos, epóxidos),
compuestos peroxidables (éteres), restos de reacción, productos no etiquetados.
- Compuestos muy tóxicos (tetraóxido de osmio, fenol, mezcla crómica, cianuros, sulfuros, etc).
- No identificados.
1.4.8 Otros grupos
1.4.8.1 Vidrio contaminado. Material de vidrio contaminado con restos de productos químicos. Se
incluyen las botellas de vidrio vacías cerradas y con restos de productos químicos. No corresponden
a este grupo las pipetas de vidrio ni otro material punzante, los cuales son incluidos en el grupo de
biopeligrosos. El material de vidrio limpio o no contaminado con productos químicos no es un
producto peligroso.15
1.4.8.2 Biopeligrosos. Productos asimilables a residuos de origen sanitario que incluyen: Cultivos
microbiológicos e instrumental contaminado, residuos de animales infecciosos, sangre y
hemoderivados en forma líquida, residuos anatómicos, agujas, hojas de bisturí y material punzante
y/o cortante, pequeño material de vidrio contaminado o roto (pipetas, portaobjetos, cubreobjetos,
etc).16
1.4.8.3 Citostáticos. Productos líquidos y sólidos cancerígenos, mutagénicos o
teratogénicos. También el material de un solo uso contaminado con estos u otros productos
muy tóxicos. Estos productos siguen la vía de eliminación de los residuos sanitarios
14 Ídem (10) 15 Plan de gestión de residuos peligrosos, ultima visita abril 28 de 2003 (13) 16 Ídem (13)
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17
citostáticos, que es el método de eliminación más correcto actualmente existente, dadas las
características de toxicidad de los productos.17 Ejemplos de estos son: Bromuro de etidio,
diaminobencidina, material de un solo uso contaminado con fenol, material de un solo uso
contaminado con resinas, mutagénicos.
1.4.9 Otras clasificaciones
También se puede nombrar su clasificación de acuerdo a su reacción con los elementos vitales aire
y agua, es así como se pude tener los siguientes ejemplos.
1.4.9.1 Compuestos que reaccionan fuertemente con el agua. Ácidos fuertes anhidros,
alquimetales y metaloides, amiduros, anhídridos, carburos, flúor, halogenuros de ácido,
halogenuros de acilo, halogenuros inorgánicos anhídridos (excepto alcalinos), hidróxidos alcalinos,
hidruros, imiduros, metales alcalinos, óxidos alcalinos, peróxidos inorgánicos, fosfuros, siliciuros,
calcio.
1.4.9.2 Compuestos que reaccionan violentamente con el aire o el oxígeno (inflamación
espontánea). Alquilmetales y metaloides, arsinas, boranos, hidruros, metales carbonilados, metales
finamente divididos, nitruros alcalinos, fosfinas, fósforo blanco, fosfuros.
1.5 MÉTODOS DE TRATAMIENTO
Los procesos de tratamiento de residuos peligrosos se pueden dividir en tres áreas principales:
Tratamiento físico-químico, tratamiento biológico y tratamiento térmico, los cuales tienen por
objetivo reducir el volumen y la toxicidad de los residuos. Algunos métodos promueven la
destrucción de productos indeseables, otros alteran sus características de peligrosidad de modo que
su disposición final al medio ambiente sea más favorable. o simplemente segregan la masa de
residuos de los constituyentes indeseables para favorecer el reciclaje y reducir el volumen final.18
1.5.1 Tratamientos físico químicos
Se entiende como tratamiento físico-químico de residuos tóxicos y peligrosos a la combinación de
tratamientos físicos y tratamientos químicos, con el objetivo de eliminar o disminuir su peligrosidad
incluyendo cuando sea factible, técnica y económicamente, la recuperación de alguno de sus
constituyentes para su reutilización.
17 Ídem (13) 18 CEPIS, 1991(6)
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18
Tanto los métodos físicos como químicos pueden utilizarse bien como técnicas de tratamiento
independiente o bien de forma combinada, complementándose entre sí, con objeto de conseguir un
mejor resultado en el tratamiento de los residuos peligrosos. Así pues, los comúnmente
denominados tratamientos físico-químicos, en la mayoría de los casos, no son sino tratamientos
mixtos integrados por combinaciones de procesos químicos y físicos.
Los procesos físicos se utilizan fundamentalmente para llevar a cabo la separación del residuo en
sus fases o en su componentes. Mientras que los procesos químicos tienen la capacidad de alterar la
naturaleza de los residuos reduciendo la movilidad de los componentes tóxicos, modificando los
materiales peligrosos y convirtiéndolos en no tóxicos o destruyéndolos.19
1.5.1.1 Destilación. Proceso que se aplica a una mezcla para la separación de sus componentes,
convirtiendo un líquido en vapor y, posteriormente, éste se condensa para obtener de nuevo el
líquido.20
Existen varios tipos de destilación: Destilación Simple, destilación al vacío, destilación fraccionada.
Las aplicaciones:
Ø Recuperación solventes utilizados.
Ø Separación de sólidos o materias grasas disueltas en una mezcla.
Ø Eliminación de sales disueltas en una mezcla acuosa.
Ø Recuperación de aguas de limpieza
1.5.1.2 Neutralización. Este proceso se emplea en casi todas las plantas de tratamiento de residuos
industriales tóxicos y peligrosos. Dependiendo del tipo de tratamiento empleado en cada planta, la
neutralización se llevará a cabo en diferentes momentos del proceso. Así, en ocasiones se puede
requerir una neutralización previa al tratamiento, con objeto de proteger el equipo y al mismo
tiempo mejorar el desarrollo del proceso.
Esta tecnología implica la combinación de un flujo de residuo peligroso con un ácido o una base,
con el objetivo de ajustar su pH a niveles aceptables que permitan la ejecución del tratamiento
previsto. El pH final deseado, generalmente, se encuentra en el rango de 6.0-9.0, y los productos de
19 Sans Fonfria et al, Ingenieria Ambiental , 1989 (12) 20 Ídem (12)
ICIV 2003-1 08
19
la reacción comprenden agua, sal y sólidos precipitados por las reacciones de solubilidad
dependientes del pH.21
Las bases comúnmente utilizadas en estos procesos suelen ser cal viva, hidróxido de calcio, soda
cáustica, cenizas de soda e hidróxido de amonio, y los ácidos son, generalmente, sulfúrico,
clorhídrico y nítrico.
Aplicaciones:
Ø Precipitación de metales pesados en disolución.
Ø Prevención de corrosión metálica y de otros materiales de construcción.
Ø Tratamiento previo a la aplicación de un tratamiento biológico.
Ø Ruptura de emulsiones de aceite.
1.5.1.3 Oxidación Reducción. La oxidación y la reducción son reacciones (REDOX) que ocurren a
la par, en las cuales el estado de oxidación de los átomos componentes cambian como resultado de
la transferencia de electrones de una especie química a otra. Una especie química es oxidada si su
número de oxidación se incrementa perdiendo electrones. Si el número de oxidación decrece,
ganando así electrones, esta se reduce.22
El objetivo de la oxidación química es la detoxificación de los residuos con la adición de agentes
oxidantes para una transformación de los componentes del residuo. Por ejemplo, una molécula
orgánica puede ser convertida a dióxido de carbono y agua o un producto intermedio que puede ser
menos tóxico que el original.
Este método es utilizado para inhibir la peligrosidad de una amplia gama de sustancias orgánicas,
incluyendo COVs, mercaptanos, fenoles, y entre las sustancias inorgánicas el cianuro.
Aunque muchos agentes pueden ser usados para producir un efecto oxidante, son pocos los agentes
que se emplean para el tratamiento de desechos peligrosos. Los agentes químicos comúnmente
usados en la oxidación incluyen cloro, dióxido de cloro, peroxido de hidrógeno, permanganato de
potasio, oxigeno, ozono.
La oxidación a sido empleada junto con la precipitación para remover metales pesados como el
cromo y el cobre de los residuos. Los agentes reductores más comunes son el dióxido de azufre
21 Ídem (12) 22 Freeman, 1998 (7)
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20
(SO2), sales como el bisulfito de sodio (NaHSO3), hiposulfito de sodio (Na2S2O4) y meta bisulfito
de sodio (Na2S2O5), también el peroxido de hidrógeno y la hidracina.23
Aunque estos métodos químicos pueden resultar costosos, es un tratamiento efectivo que
generalmente no causa otro tipo de residuos.
1.5.1.4 Precipitación. Es un proceso por el cual una sustancia soluble es convertida a en una
insoluble por medio de una reacción química o por cambios en la composición del solvente para
disminuir así la solubilidad de la sustancia en este.24 Al presentarse la precipitación sólida, los
residuos que de esta resultan pueden ser removidos por medio de filtración. La precipitación es
comúnmente usada para reducir la dureza del agua por remoción del calcio y el magnesio. En el
tratamiento de residuos peligrosos, el proceso es ampliamente usado para la remoción de metales
tóxicos como arsénico, bario, cadmio, cromo, plomo, mercurio, selenio y plata.
Los agentes precipitantes sm clasifican de acuerdo a la forma en que se presentara el precipitado25:
Ø En forma de hidróxidos: Hidróxido de calcio (Cal) o hidróxido de sodio (soda cáustica), estos
para remover metales insolubles, la cantidad de hidróxido precipitado depende de la presencia
de estos metales.
Tabla 2 Ventajas y desventajas de la precipitación entre la Cal y la Soda Cáustica
Precipitante Cal Soda Cáustica
Ventajas Bajo costo Más reactivo Fácilmente filtrable Fácil manipulación
Desventajas Menos manipulable Alto costo del químico Alto costo del equipo de alimentación Menos filtrable el precipitado Alto costo de mantenimiento Alto costo de clarificación Más lodos si hay presentes sulfatos Gran cantidad de sólidos en el efluente
Ø En forma de sulfatos: Sulfato de sodio (Na2S), hidrosulfíto de sodio (NaHS), Sulfato ferroso
(FeS)
Ø Como carbonatos: Para ciertos metales como el cadmio y el plomo se necesita que el pH de la
sustancia sea mayor de 10 para realizar una efectiva precipitación en forma de hidróxido, pero
estos pueden ser precipitados en valores de pH entre 7.5 y 8.5 en forma de carbonatos. El
23 Ídem (7) 24 Sans Fonfria et al, Ingenieria Ambiental , 1989 (12) 25 Ídem (12)
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21
agente empleado es el Carbonato de sodio. Este tratamiento no es efectivo para todos los
metales.
Ø Como Borohidrúro de sodio: con este agente reductor se pueden precipitar los metales. El
proceso es llevado a cabo con valores de pH entre 8 y 11 para asegurar la eficiencia. Mediante
este se puede remover y recuperar plomo, mercurio, níquel, cobre, cadmio y metales, preciosos
como, oro, plata y platino, de soluciones acuosas.
1.5.1.5 Electrolisis . La electrolisis consiste en la reducción electroquímica y oxidación de especies
químicas en solución por medio de la aplicación de la electricidad a través de electrodos desde una
fuente externa. Una especie en solución (usualmente ión metálico) es reducida por electrones en el
cátodo y otras emigran al ánodo y se oxidan ahí.26
La aplicación a residuos peligrosos es ampliamente usada en la recuperación de especies metálicas.
Es aplicada en aguas residuales y aguas de enjuague en industrias electrónicas y otras. Los metales
que son más comúnmente recobrados por la electrolisis son el cadmio, Cobre, Plomo, Plata y Cinc.
La recuperación se hace difícil con la presencia del Ion cianuro el cual estabiliza los metales en
solución como complejos. Los metales recuperados son usualmente reciclados.
Figura 2. Proceso de electrolisis de una solución de cobre27
1.4.1.6 Electrodiálisis. Consiste en la separación de especies iónicas de soluciones acuosas por la
aplicación de un campo eléctrico. La membrana usada en la electro diálisis (membrana de
intercambio iónico) permite el paso de cationes a través de la membrana de intercambio cationico y
26 La Grega, 2001 (2) 27 Ídem (2)
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22
viceversa. Por este medio se altera las concentraciones entre la membrana. Esta técnica remueve
entre el 30 y 60% de las especies metálicas.28
1.5.2 Tratamientos Biológicos
Durante muchos años el manejo de residuos peligrosos mediante agentes químicos ha causado la
contaminación por acumulación en aguas subterráneas de compuestos xenobióticos (sintéticos). Un
gran número de estos compuestos se ha clasificado dentro de las especies químicas peligrosas. Un
grupo de ellas puede tratarse biológicamente porque prácticamente todas las sustancias orgánicas
pueden degradarse si una población microbiológica es establecida, mantenida y controlada.
Estos sistemas son empleados usualmente para tratar aguas contaminadas de manera orgánica. El
éxito de su aplicación varia de acuerdo al entendimiento de los procesos microbiológicos que la
envuelven, así como de factores ingenieriles para su diseño, implementación y operación.
Los tratamientos biológicos cuentan típicamente con la interacción de diferentes tipos de
organismos vivos, incluyendo bacterias, hongos, algas y protozoos. Ellos se desarrollan de manera
aerobia o anaerobia para la generación de su energía.
La literatura muestra casos de compuestos específicos que son resistentes a la biodegradación, o
esta ocurre muy lentamente haciendo inefectiva la operación. Los compuestos en los cuales no hace
mella la biodegradación se les denomina recalcitrantes y los compuestos que presentan resistencia a
la biodegradación se les denomina persistentes.29
Los residuos peligrosos dóciles para el tratamiento biológico incluyen los generados en los
lixiviados en aguas subterráneas contaminadas y esta inhibición se hace usualmente mediante
biodigestores y los residuos sólidos se disponen en rellenos apropiados para estos.
1.5.3 Tratamientos Térmicos
El tratamiento de residuos peligrosos mediante procesos de incineración persigue un objetivo
especial, que es la reducción de volumen. Los sistemas de incineración están diseñados para destruir
únicamente los compuestos orgánicos de los residuos. El problema radica en que muchos residuos
peligrosos contienen tanto elementos orgánicos como elementos inorgánicos tóxicos. La
28 Ídem (2) 29 Ídem (2)
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23
destrucción de la fracción orgánica para la producción de bióxido de carbono y vapor se constituye
en una amenaza al liberar al ambiente este tipo de sustancias nocivas.
La incineración se define como el proceso de exposición de las materiales de residuo, oxidando a
altas temperaturas, que usualmente exceden los 900°C.30
Normalmente el calor requerido para la incineración proviene de la oxidación del carbón e
hidrógeno contenido en los residuos o de combustible suplementario. Esta reacción destruye la
materia orgánica y genera el calor necesario para producir una reacción endotérmica, destruyendo
así los enlaces.
El residuo ideal para la incineración es la materia que tenga valores encima de 8000Btu/lb. En estos
se incluyen el metanol, el acetonitrilo, el tolueno, el etano acetato, la acetona, el etíl acetato entre
otros.
Existen diferentes tipos de incineradores que cumplen cabalmente el objetivo de reducción de
volumen, aunque su costo es elevado.
30 Ídem (2)
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24
2. METODOLOGÍA
El método de clasificación empleado en este estudio se ciñe a los requerimientos de eliminación de
residuos de mayor volumen e incidencia ambiental que están siendo generados en el laboratorio
Para ello se contó con la participación de los laboratoristas que, con su idoneidad, identificaron las
sustancias que se presentaban en mayor grado como residuos, resultantes de los ensayos. En el
anexo 1, se hace un resumen de los compuestos generados en cada uno de los ensayos según el tipo
de residuos generados, así como la disposición actual de estos. La elaboración de una tabla como la
presentada es complicada de realizar, pero ella refleja en buena medida lo que se persigue con este
trabajo.
Con el apoyo de los coordinadores y director de proyecto se pudo establecer la estrategia a seguir
para cubrir la gran mayoría de los elementos que se generan en el laboratorio. Con entregas
periódicas se hacia un análisis conjunto para establecer las ventajas de cada método para la
inhibición o destrucción de las sustancias peligrosas.
Se obtuvieron 6 grupos de estudio, para así abarcar la totalidad de residuos. El primer grupo
representa los residuos del ensayo de demanda química de oxígeno (DQO), que por su volumen y
deficiente almacenamiento se constituye en problema de prioritaria solución. El segundo grupo son
los residuos generados en el análisis de concentraciones de mercurio y arsénico siguiendo la
técnica de espectrometría de absorción atómica generadora de hidruros. Estos se vienen
acumulando y no se tiene una idea clara de como disponerlos. El tercer grupo de análisis es el de
residuos ácidos y básicos, el cuarto es el de residuos con metales pesados en medio acuoso, el
quinto el de solventes contaminados, y el sexto lo constituyen otros residuos.
Para el primer grupo se analizaron las distintas posibilidades para encontrar una solución efectiva a
seguir. También se realizó un recorrido por las principales distribuidoras de agentes químicos para
poder establecer el costo en el que se incurriría por la manipulación de estos residuos.
Adicional a lo anterior se contactaron empresas que manipulan este tipo de residuos para poder
establecer la viabilidad de enviar los residuos a estos centros de tratamiento, teniendo en cuenta que
la misión primordial del laboratorio no se enfoca en el manejo de residuos de esta clase.
El anexo 2 resume los métodos de control y destrucción de los principales residuos peligrosos
generados en el laboratorio.
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25
3. PROCEDIMIENTOS A SEGUIR
3.1 GRUPO I: RESIDUOS DE DQO
En el proceso analítico de la DQO se mezclan varios compuestos altamente tóxicos que en este
tratado se analizarán por separado.
El primero y más importante de ellos es el dicromáto de potasio, el cual se estudiará a
continuación. También se encuentran presentes el ácido sulfúrico, sulfato de plata, sulfato de
mercurio, biftalato de potasio y sulfato amino ferroso. Algunos de ellos se analizarán en otros
apartes.
3.1.1 Dicromáto de potasio
El dicromáto de potasio (K2Cr2O7), sustancia cristalina y roja en estado sólido, es un poderoso
agente oxidante que puede producir severas irritaciones del sistema respiratorio y dermatitis como
efecto crónico.31 El contacto prolongado puede producir ulceraciones, conjuntivitis, gastroenteritis,
vértigo, calambres musculares, coma, nefritis tóxica, colapso vascular. Puede llegar a ser fatal.
Comprobadamente cancerígeno a nivel humano, evidencia que causa efectos mutágenos.
Los productos de su combustión son el óxido de potasio y el óxido de cromo. Es normalmente
estable pero incompatible con el calor, materiales combustibles, materiales orgánicos, agentes
reductores fuertes, ácidos fuertes, ácido sulfúrico, acetona, hidracina, hidroxilamina. Debe
almacenarse en bodegas o cabinas diseñadas para contener sustancias tóxicas, con buena ventilación
y resistencia a sustancias corrosivas.
El dicromáto es especialmente peligroso por su contenido de Cromo (VI)
3.1.2 Procedimientos de manejo de residuos de DQO
El modo tradicional de manejar los residuos es hacer una neutralización y/o precipitación con CAL
con una relación 1:1 entre el residuo acuoso y este elemento. El pH inicial es alto por el contenido
de ácido sulfúrico del residuo, Los metales pesados encontrados en forma de sulfatos como
Fe(NH4)2(SO4)2·6H2O Ag2SO4 y HgSO4 se encuentran presentes en muy bajo nivel.32
Otro método señala que por proceso de reducción química se usa el bisulfito de sodio. Con este
procedimiento se pretende cambiar la condición de Cromo (VI) a Cromo (III), así como la
31 Lunn, 1994 (9) 32 Ídem (9)
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26
reducción de algunos metales como la plata presente en este medio acuoso. La relación es de 2:1
entre el meta bisulfito de sodio y el compuesto acuoso crómico.
Con metanol se tiene la ventaja de necesitarse menos masa de reductor por cantidad de cromo (VI)
que se debe reducir. El metanol es oxidado a formaldehído y ácido fórmico. Pero el formaldehído
también es oxidado por el cromo (VI), por lo que si se regulan adecuadamente las cantidades, se
minimiza la presencia de formaldehído en el producto final.33
( ) ( ) HCOOHIIICrVICrOHCH 3443 +→+
Para esto también es necesaria una prueba rápida para determinar la concentración de cromo (VI), al
menos aproximadamente para decidir las cantidades de metanol necesarias y para monitorear la
reducción del cromo(III).
La desventaja de este método es la de no tenerse en cuenta la posible precipitación de metales
pesados así como los costos. La relación metanol con solución acuosa es de 1:4
Mediante la tabla 3 se pretende comparar los costos a los que se incurriría por el uso de alguno de
los procedimientos descritos. Con el supuesto de tratar los residuos anualmente, el residuo
aproximado de DQO en este período es de 80L y de acuerdo con el salario mínimo legal vigente
más la experiencia en el manejo de este tipo de residuos, se obtiene:
Tabla 3. Comparación económica entre distintos métodos de manejo de residuos de DQO
MÉTODO PRODUCTO PRECIO- Und. V.U. 1 CAL 5000-10Kg 500 MANO DE OBRA 20000-día 250 $750 2 META BISULFITO DE SODIO 1700-Kg 3400 MANO DE OBRA 20000-día 250 $3650 3 METANOL 7800 –L 1950 MANO DE OBRA 20000-día 250 $2200 4 SINTIA QUÍMICA LTDA $1275
33 Eliminación de cromo hexavalente, 2003 (15)
ICIV 2003-1 08
27
3.2 GRUPO II: RESIDUOS PRODUCTO DEL ANÁLISIS DE MERCURIO Y ARSÉNICO
POR LA TÉCNICA DE ABSORCIÓN ATÓMICA GENERADORA DE HIDRUROS.
Entre los residuos tóxicos presentes en el análisis del mercurio, el más relevante es el Permanganato
de potasio. En menor cuantía se encuentran presentes el ácido clorhídrico y el borohidruro de sodio.
El permanganato de potasio KMnO4, es tóxico y fuertemente irritante, es oxidante e inflamable. En
soluciones acuosas es de color púrpura a rosa dependiendo de la concentración. Es altamente
soluble en agua (65g L?¹), debe ser almacenado en un lugar seco, fresco, y oscuro. Con estas
condiciones puede ser guardado indefinidamente. Las soluciones acuosas deben ser almacenadas en
recipientes de acero mas que en envases plásticos. El permanganato de potasio puede ser usado para
destruir residuos orgánicos en aguas de deshecho. La desventaja es que se puede formar sales de
magnesio peligrosas. Sirve junto con el ácido sulfúrico o clorhídrico en la destrucción efectiva de
Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (HAP)
El método tradicional para la destrucción de esta mezcla acuosa es por medio de la neutralización
usando un agente ácido (ácido muriático o ácido clorhídrico)
Mediante agentes oxidantes como el bisulfito de sodio puede reducirse el permanganato. Se debe
reducir el pH hasta valores cercanos a 3 con ácido sulfúrico, e ir agregando bisulfito de sodio
gradualmente hasta llegar a un pH neutro. El proceso es exotérmico y la coloración del
permanganato nos ayuda como indicador de que el proceso se esta llevando a cabo.34
Tomando 5g de KMnO4 en 200mL de 1M de una solución de hidróxido de sodio se le adiciona 10g
de meta bisulfito de sodio. El color púrpura de la mezcla puede desaparecer. Si esto no ocurre se le
adiciona mas metabisulfito35. Con una relación de 10g de metabisulfito por cada 200mL de
solución, el costo unitario seria igual a $335/L de solución.
El papel que desempeña el borohidruro de sodio es importante para el análisis. Sin embargo, la
cantidad requerida de este para el ensayo es mínima (aprox. 2g) el cual junto con el hidróxido de
sodio se diluye en 500mL de agua.
El borohidruro de sodio NaBH4 es un poderoso elemento cáustico. Es estable en soluciones acuosas.
En condiciones ácidas rápidamente hidroliza. Los boratos formados por la descomposición de
borohidruoro son indeseables36. También se puede destruir mediante la adición de ácido acético
34 National research council, 1983 (8) 35 Lunn, 1994 (9) 36 Freeman, 1998 (7)
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28
(1mL por cada 100mL de solución). El borohidruro sirve para precipitar metales (por ejemplo
cobre). El volumen necesario del borohidruro es mucho menor que el que se usa con cal para
precipitar metales, pero su costo es muy elevado, el uso de este en el laboratorio es mínimo.
3.3 GRUPO III: RESIDUOS ÁCIDOS Y BÁSICOS
3.3.1Ácidos
En el subgrupo de ácidos inorgánicos se pueden mencionar el ácido clorhídrico (HCl), ácido
bromhídrico (HBr), ácido yodhídrico (HI), ácido nítrico (HNO3), el ácido fosfórico (H3PO4) y ácido
sulfúrico (H2SO4). Estos son agentes corrosivos fuertes. Los aerosoles de estos ácidos son irritantes.
La destrucción de estas sustancias se basa en la neutralización con una base inorgánica:
bicarbonato de sodio (NaHCO3), carbonato de sodio (Na2CO3), hidróxido de sodio (NaOH) o de
potasio (KOH), etc.37
3.3.2 Procedimiento de destrucción
En un recipiente que contenga un exceso de disolución acuosa de NaOH del 10% en peso y a
temperatura ambiente, se vierte lentamente y con agitación el ácido a destruir (si se trata de un ácido
concentrado se ha de diluir previamente vertiéndolo con precaución sobre 5 volúmenes de agua
fría). Es conveniente controlar la temperatura porque la reacción es exotérmica. La mezcla
resultante, que ha de tener pH básico, se vierte entonces en pequeñas porciones sobre un gran
exceso de agua. Después de ajustar el pH entre 6 y 8, si es necesario utilizando solución diluida de
ácido sulfúrico, la disolución resultante se puede eliminar por el desagüe.38
Para eliminar derrames de ácidos inorgánicos fuertes, se debe cubrir la superficie contaminada con
un exceso de bicarbonato de sodio sólido y se sigue el anterior procedimiento.
Los ácidos orgánicos, cuyas sales sódicas son solubles en agua, se pueden tratar de la forma
anteriormente descrita.39 Dentro de esta categoría se incluyen:
- ácidos carboxílicos de cadena corta (fórmico, acético, propiónico, butírico, valérico, acrílico,
metacrílico, pirúvico, etc.),
- ácidos halogenocarboxílicos de cadena corta (mono-, di- y tricloroacético, trifluoroacético,etc.),
- ácidos sulfónicos de cadena corta,
- ácidos fosfónicos,
37 Manual de gestión de residuos especiales, 2000 (10) 38 Ídem (10)
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29
- ácidos borónicos.
Los ácidos de elementos peligrosos, como por ejemplo los ácidos de arsénico (RAsO(OH)2) y de
antimonio (RSbO(OH)2), se separan, y se envían a vertederos controlados.40
El ácido cianhídrico o cianuro de hidrógeno (HCN) es un gas inflamable, explosivo y
extremadamente tóxico. Para destruir en el laboratorio soluciones acuosas o etanólicas de ácido
cianhídrico, se puede utilizar la técnica para los cianuros, descrita al final.
El ácido fluorhídrico o fluoruro de hidrógeno (HF) es un gas extremadamente corrosivo. Una
solución acuosa de ácido fluorhídrico se puede destruir mediante precipitación en forma de fluoruro
de calcio(CaF2) por adicción de una solución de hidróxido de calcio (cal apagada o cal muerta), o
decarbonato de calcio.41
El ácido oxálico es un compuesto corrosivo relativamente tóxico, se pueden destruir precipitándolo
en una solución acuosa tratada con un exceso de solución acuosa de cloruro de calcio. El
precipitado de oxalato de calcio se aísla por filtración y se elimina con los residuos sólidos.
3.3.3 Bases inorgánicas, sales básicas y sus disoluciones
En este subgrupo se pueden mencionar el hidróxido de litio (LiOH), hidróxido de sodio (NaOH),
hidróxido de potasio (KOH), amoníaco acuoso (NH3aq., NH4OH), y sales de hidrólisis básica,
como el carbonato de potasio (K2CO3), carbonato de sodio (Na2CO3) y amoníaco. Para inhibirlos se
deben neutralizar con una solución diluida de ácido sulfúrico o de ácido clorhídrico. Para destruir
cal viva (CaO) o cal apagada (Ca(OH)2) es mejor usar ácido clorhídrico, porque el sulfato de calcio
es insoluble.42
3.3.4 Procedimiento de destrucción
a) Diluir con agua, en relación 1:5, y neutralizar hasta pH 6-8, añadiendo lentamente una disolución
al 50% de ácido sulfúrico. Se diluye la solución obtenida a 1:10 y se vierte por el desagüe con un
exceso de agua.
b) En un recipiente que contenga una solución fría de ácido clorhídrico de concentración 6 mol L?¹
(solución al 50%), se vierte, lentamente y con agitación, la base a eliminar. Cuando el pH está
39 Ídem (10) 40 Ídem (10) 41 Lunn, 1994 (9) 42 Ídem (9)
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30
cercano a la neutralidad, se detiene la adición y la solución resultante se vierte por el desagüe con
un exceso de agua.43
3.4 GRUPO IV: METALES PESADOS
Algunos metales, conocidos como metales pesados, son particularmente tóxicos en sus formas
químicamente combinadas y - notablemente en el caso de mercurio - algunos son tóxicos en la
forma elemental. El término metal pesado ha sido usado para referirse a casi cualquier metal con un
número atómico más alto que el del calcio (20). Algunos metaloides, como arsénico y antimonio,
son clasificados como metales pesados para la discusión de sus toxicidades.44
Generalmente se considera que los metales pesados son aquellos cuya densidad excede 5 g cm?³. Un
número grande de elementos se cubren en esta categoría, pero los iónes enumerados a continuación
son aquellos de relevancia en el contexto medioambiental. Otros metales pesados ocurren
esporádicamente en concentraciones suficientemente altas como para causar efectos dañinos. El
arsénico normalmente se considera como un metal pesado peligroso aunque realmente es un semi-
metal.45
Los metales pesados a considerar son: Arsénico (As), Cadmio (Cd), Cromo (Cr), Cobalto (Co),
Cobre (Cu), Plomo (Pb), Mercurio (Hg), Níquel (Ni), Estaño (Sn), Vanadio (V), Cinc (Zn), aunque
también está el caso del Berilio (Be) que no es metal, pero se trata igual
A continuación se describe el procedimiento general de precipitación para la mayoría de los metales
pesados y luego se hace un análisis específico para cada uno de los elementos, haciendo especial
mención al mercurio y cromo por su importancia ambiental.
3.4.1 Precipitación de metales
La precipitación es usada en el tratamiento primario de residuos peligrosos, para remover los iónes
de metales pesados desde su mezcla acuosa. La precipitación del cadmio sería:
( ) ( ) ( ) ( )aqHsCdSaqHSaqCd +−+ +→+2
43 Manual de gestión de residuos especiales, 2000 (10) 43 Ídem (10) 44 Industrial Ecology, 1999 (1) 45 Hazardous waste minimization guide, 1996 (11)
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31
3.4.1.1 Como hidróxidos y carbonatos. El procedimiento más ampliamente divulgado para la
precipitación de iónes metálicos es con la formación de hidróxidos como el hidróxido de cromo
(III)
( )33 3 OHCrOHCr →+ −+
La fuente del ión hidróxido, OH?, es una base (Álcali) como la cal (Ca(OH)2), hidróxido de sodio
(NaOH), o carbonato de sodio (Na2CO3). La base por si misma puede ser un material de desecho,
como el hidróxido de sodio usado para remover sulfuros.
Otros metales tienden a producir precipitados de sales, como el sulfato de cobre. La solubilidad de
muchos hidróxidos de metales pesados alcanza un valor mínimo, aun en un rango de pH entre 9-11.
Entonces incrementan los valores de pH debido a la formación de complejos hidróxidos solubles,
como se muestra a continuación.
( ) ( ) ( ) ( ) ( )aqOHZnaqOHsOHZn −− →+ 32
Junto con la cal, uno de los métodos más usados en la precipitación química de metales pesados es
el uso de carbonato de sodio. El ión carbonato produce hidróxido por virtud de su reacción
hidrolítica con el agua.
OHHCOOHCO +→+ −−32
23
El carbonato por si solo no da un pH alto como lo pueden hacer los hidróxidos metálicos. Esta
relación es importante para la precipitación de metales en soluciones con alto pH ya que estos
metales pesados son precipitados como carbonatos.46 Una típica sal formada es el carbonato de
cadmio CdCO3, y una típica base carbonatada es la que resulta del ión plomo 2PbCO3*Pb(OH)2.
Algunos Carbonatos resultan ser más fácilmente filtrables que los hidróxidos.
3.4.1.2 Como sulfatos. La solubilidad de algunos sulfatos metálicos son extremadamente bajas, así
la precipitación de sulfatos puede ser un medio muy efectivo. El sulfato ferrosos puede ser usado
como una fuente segura del ión sulfato para producir precipitados con otros metales que son menos
solubles que FeS. El Sulfato ferrosos es de baja peligrosidad debido a la presencia del ión sulfato y
su potencial de formar H2S, pero este si puede ser un problema cuando el residuo del sulfato
metálico contiene ácido, al ser altamente tóxico.47
46 Ídem (10) 47 Ídem (10)
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32
3.4.1.3 Como metales. Algunos metales pueden ser precipitados desde una solución en su forma
elemental por la acción de agentes reductores. Un agente reductor usado para este propósito es el
Borohidruro de sodio. Este agente puede ser usado, por ejemplo para precipitar cobre de soluciones
en el cual el metal es estabilizado como Cobre (I) en la forma de un ión complejo.
( ) +++→++ HNaBOCuOHNaBHICu 8828 224
El volumen de lodo de Borohidrúro de sodio formado es usualmente menor que el obtenido con la
precipitación por Cal. Así también los iónes metálicos pueden ser convertidos a su forma elemental
y removidos desde una solución por la reducción a un estado metálico, a través de la relación con
más metales activos. Este proceso es denominado cementación. Un ejemplo de esto se muestra a
continuación con la reducción de Cadmio tóxico con Cinc. ++ +→+ 22 ZnCdZnCd
3.4.2 Mercurio
El mercurio y los compuestos de mercurio son venenosos y teratogénicos. El mercurio no puede ser
destruido, solo se puede remover de soluciones acuosas utilizando resinas para el intercambio
iónico o por amalgamación con hierro.48 En esta forma el volumen de residuos a manejar puede ser
en gran medida reducido.
El mercurio está reconocido como uno de los principales tóxicos que contaminan el medio
ambiente. Su forma elemental puede encontrarse en estado de oxidación Hg(I) o Hg(II), siendo este
último el más estable. Los compuestos órgano metálicos del mercurio son más tóxicos, destacando
principalmente el metilmercurio.49
3.4.2.1 Principios de descontaminación con sustancias químicas. Iónes metálicos con carga
positiva pueden ser removidos de una solución usando Amberlite IR-120 (plus) o Dowex 50X8-
100, resinas tipo gel fuertemente ácidas para descontaminar de H2(CH3CO2)2. Soluciones de HgCl2
que contiene especies con cargas negativas pueden ser descontaminadas con IRA-400(Cl) y Dowex
1X8-50, geles fuertemente ácidas con un grupo funcional de amonio.
El mercurio también puede ser removido del agua del laboratorio usando una columna de polvo de
hierro. El mercurio forma una amalgama y se queda en la columna. Algo del mercurio metálico
queda en solución pero este puede ser removido por aeración. Las concentraciones obtenidas al
final este método son de 5ppb.
48 Lunn, 1994 (9)
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33
3.4.2.2 Otras formas de recuperación y manejo. Entre estas se encuentran:
Como metal. Recoger todas las gotitas y lagunas mediante una bomba de succión y una botella
aspiradora con un tubo capilar largo. Cubrir las gotitas muy finas en grietas inaccesibles con poli
sulfuro cálcico y exceso de azufre. Reunir todo el mercurio en una botella que cierre
herméticamente. Guardarlo para purificación o venta.50
Como parte de compuesto. Disolver todos los compuestos contaminantes hidrosolubles. Convertir
aquellos que no lo sean en nitratos solubles. Ajustar la acidez y precipitarlos como sulfuro
mercúrico. Lavar y separar el precipitado.51
3.4.3 Cromo
El tratamiento de residuos crómicos consiste en la reducción del Cr (VI) a Cr (III) cuya toxicidad es
mucho menor y podrá constar de las siguientes fases:
• Homogenización previa permite reducir las puntas de contaminación.
• Ajustar el pH hasta un valor de 2. Este ajuste se puede llevar a cabo con ácido sulfúrico.
• Reducción de cromo hexavalente tiene lugar a un pH ácido y en presencia de un agente
reductor. El reductor más utilizado es el bisulfito sódico.
Otra forma de poder realizar la reducción es por medio de sulfato ferroso que actúa como
acidificador y reductor. El sulfato ferroso suele presentarse como residuo líquido.52
• Precipitación se separa el Cr (III) de la fase líquida por medio de la adición de un álcali.
• Filtración para separar los lodos del líquido obteniéndose un efluente y una torta de filtrado.
En la figura 3 se describe el proceso antes mencionado.
3.4.3.1 Otros mecanismos de destrucción de cromo (VI). Los compuestos para los cuales este
procedimiento es valido son trióxido de cromo, dicromato de sodio, dicromato de potasio,
49 Sans Fondria, 1989 (12) 50 Plan de gestión de residuos peligrosos (13) 51 Ídem (13) 52 Ídem (13)
ICIV 2003-1 08
34
dicromato de amonio, ácido crómico, y soluciones desarrolladas comercialmente que contienen
cromo.53
El cromo (VI) es reducido a cromo (III) usando metabisulfito de sodio y el cromo (III) es
precipitado por basificación con hidróxido de magnesio. La agencia internacional de investigación
sobre el cáncer ha reportado que no existe evidencia clara de la implicación del cromo (III) en esta
enfermedad, pero, aún así, es preferible no evacuarlos al ambiente, porque se puede reóxidar en el
suelo a cromo (VI) o en plantas de tratamiento. El hidroxilo de sodio o potasio da un precipitado
gelatinoso, el cual es difícil de precipitar. Para obtener precipitados fácilmente filtrables se debe
controlar el pH.
Figura 3 Anagrama del proceso del tratamiento de residuos crómicos54
El procedimiento a seguir es mezclar 5g del compuesto crómico en 100mL de 0.5M H2SO4,
Cuando esté disuelto agregar 10 g de metabisulfito de sodio, agitarlo por 1 hora y enfriar, verificar
por la presencia de cromo (VI). Mezclar unas pocas gotas de la mezcla con unas pocas de KI
100mg mL?¹. Un color oscuro indicará que el cromo (VI) está aún presente. Si aún lo esta hay que
adicionar más metabisulfito de sodio hasta obtener una prueba positiva.55
53 Lunn, 1994 (9) 54 Tratamiento de residuos en España. 2003 (16) 55 Lunn, 1994 (9)
ICIV 2003-1 08
35
Adicionar Hidróxido de magnesio (6g) a la mezcla y agitar 1 hora, después permitir el reposo toda
la noche. Decantar la mezcla en aparato filtrante, pasando primero la parte clara y dejando seca el
precipitado verde. Si el filtro se pone amarillo es seña de que el cromo (VI) está presente.56 Si está
presente en la filtración se debe acidificar con ácido sulfúrico y repetir todo el proceso. El lodo
restante no contiene cromo (VI) pero contiene grandes cantidades de cromo (III). El lodo no dura
mucho tiempo en oxidarse, hay que disponer de él apropiadamente.
Si la reacción debe desarrollarse en gran escala, el calor es considerable, particularmente cuando el
metabisulfito de sodio es adicionado, y es posible dejar que mucho tiempo pase entre los estados
para permitir su enfriamiento.
3.4.4 Sodio
Este elemento puede ser convertido a etóxido de sodio con sólo poner una pequeña pieza en alcohol
puro. Este cubrirá con oxido todo el sodio que encuentre, aunque esta reacción es más lenta que con
el agua, pero también emana hidrógeno. Se usa generalmente etanol, pero es muy riesgoso su uso.57
3.4.5 Litio
Puede ser destruido de la misma manera que el sodio, pero requiere una mayor cantidad de etanol
(30mL g?¹). Pero esta reacción con agua fría es mucho menos violenta que con sodio. El litio en
suspensión o en polvo es mejor manejarlo con etanol 95%, directamente.58
3.4.6 Potasio
Es el metal con la disposición final más difícil por dos razones principales. Primero, las reacciones
con agua y alcohol son mucho más fuertes. Segundo, se forma una capa oxidada por el aire en un
prolongado almacenaje, que es violentamente explosiva. El potasio puede ser descompuesto
dejándolo caer en un gran hoyo al aire libre con agua fría en el fondo. Pequeñísimas piezas de este
pueden formar un incendio si se dejan caer en alcohol.59
La dispersión de potasio es rara pero, aún así, puede ser destruida con una mezcla del 50% de
acetato de etilo con tolueno o xileno. La mezcla se deja toda la noche para que el potasio
desaparezca, y entonces se le extrae con agua y se neutraliza.
La aleación sodio potasio debe ser considerada como potasio y ser dispuesta como este.
56 Ídem (9) 57 Martin et al. 1985 (17) 58 Ídem (17) 59 Ídem (17)
ICIV 2003-1 08
36
3.4.7 Calcio
El metal calcio es menos vigoroso en su reacción con el agua, y puede ser normalmente
descompuesta al revolver dentro de una gran cantidad de agua fría en una campana de ventilación.
Sin embargo, el hidrógeno es liberado y el calor es generado. La reacción es algunas veces lenta al
inicio lo cual conlleva a cometer el error de adicionar calcio de mas al recipiente. El polvo fino de
cal es particularmente peligroso, y puede prenderse en el aire. Pequeñas partículas de calcio pueden
ser manejadas con seguridad con carbonato de calcio (Cal). Suspensiones en solventes deben ser
diluidas con un solvente compatible en su punto de ebullición, y entonces se agita por periodos
prolongados con agua. La capa de agua puede ser removida y reemplazada varia s veces.
3.4.8 Magnesio
La acción peligrosa de este elemento puede inhibirse mezclándolo en un beaker de 5% de ácido
hidroclórico, con agitación y enfriamiento necesario, en una cápsula de ventilación. Como con los
anteriores metales, se desprende hidrógeno. El polvo de magnesio es propenso a prenderse si está
húmedo.60
3.4.9 Arsénico, Bismuto, Antimonio
Disolver en HCl y diluir hasta aparición de un precipitado blanco (SbOCl y BiOCl). Añadir HCl
6M hasta redisolución. Saturar con sulfhídrico. Filtrar, lavar y secar.61
3.4.10 Selenio, Telurio
Disolver en HCl. Adicionar sulfito sódico para producir SO2 (reductor). Calentar. (Se forma selenio
gris y telurio negro). Dejar en reposo 12 horas. Filtrar y secar.62
3.4.11Plomo, Cadmio
Añadir HNO3 (se producen nitratos). Evaporar, añadir agua y saturar con H2S. Filtrar y secar.63
3.4.12 Berilio
Disolver en HCl 6M, filtrar. Neutralizar (NH4OH 6M). Filtrar y secar. 64
60 Ídem (17) 61 Plan de gestión de residuos peligrosos en España. 2003(13) 62 Ídem (13) 63 Ídem (13)
ICIV 2003-1 08
37
3.4.13Estroncio, Bario
Disolver en HCl 6M, filtrar. Neutralizar (NH4OH 6M). Precipitar (Na2CO3). Filtrar, lavar y secar.65
3.4.14 Vanadio
Añadir a Na2CO3 (capa) en una placa de evaporación. Añadir NH4OH 6M (pulverizar). Añadir hielo
(agitar). Reposar 12 horas. Filtrar (vanadito amónico) y secar.66
3.5 GRUPO V: SOLVENTES
Los solventes sucios pueden ser recic lados mediante varios procesos con el propósito de reutilizar el
producto como solvente o como mezclas de combustibles alternativos.
Los productos que son reciclados para ser usados como solventes son refinados en unidades de
destilación especialmente construidas, donde el solvente se separa en la forma de condensado de
los compuestos no volátiles, tales como resinas y pigmentos, que permanecen en el fondo del
destilador. Los solventes sucios y residuos de destilación que son reciclados para ser usados como
combustible, son generalmente recolectados y mezclados para satisfacer especificaciones
predeterminadas para dicho combustible.
El proceso de recuperación de solventes incluye en general las operaciones unitarias mostradas en la
figura 4
3.5.1 Tratamiento inicial
Los solventes sucios son inicialmente tratados mediante separación mecánica para remover sólidos
suspendidos y agua. Los métodos de separación mecánica incluyen filtración y decantación. Esta
última es también utilizada para separar el agua del solvente inmiscible.67
3.5.2 Destilación
Después del tratamiento inicial, los solventes que serán reutilizados son destilados para separar las
mezclas de solventes y para remover impurezas disueltas.
Es la destilación simple por lotes, una cantidad del solvente usado es alimentada al evaporador.
Después de ser cargado, los vapores son removidos y condensados continuamente. Los residuos
remanentes en el fondo del destilador son removidos del equipo después de la evaporación del
64 Ídem (13) 65 Ídem (13) 66 Ídem (13) 67 Recuperación de solventes, 1999(14)
ICIV 2003-1 08
38
solvente. La evaporación continua simple es igual a la destilación por lotes exceptuando que el
solvente es alimentado continuamente al evaporador durante la destilación, y los residuos del fondo
del evaporador son descargados continuamente.68
La separación de mezclas de solventes requiere generalmente destilaciones simples múltiples o
rectificaciones. En la rectificación por lotes, los vapores del solvente pasan a través de la columna
de fraccionamiento donde están en contacto con solvente condensado (reflujo) ingresando por la
parte superior de la columna. El solvente que no es retornado como reflujo es retirado como
producto por el tope. Durante la rectificación continua, el solvente sucio es alimentado
continuamente en un punto medio de la columna. Los solventes más volátiles son retirados por la
parte superior de la columna mientras que los solventes con puntos de ebullición más elevados son
recolectados en el fondo.
Figura 4. Esquema general de recuperación de solventes69
68 Ídem (14) 69 Ídem (14)
ICIV 2003-1 08
39
Los equipos de rectificación y destilación comunes no son apropiados para la recuperación de
algunos solventes sucios. Por ejemplo, contaminantes resinosos o viscosos pueden recubrir la
superficie de transferencia de calor resultando en pérdida de eficiencia del evaporador. Los
evaporadores con serpentines expuestos a los solventes son solo adecuados a solventes con un
contenido sólido inferior al 5%. Dos evaporadores que evitan que los contaminantes deterioren las
superficies de calentamiento son los raspadores rotatorios o de película delgada. En los primeros,
raspadores rotatorios evitan que los contaminantes se adhieran a las superficies calientes del
evaporador.
Para materiales viscosos o sensibles al calor, evaporadores de película delgada son más adecuados.
Mediante este diseño el solvente es forzado a formar una película delgada sobre las paredes
calientes del evaporador por unas cuchillas rotatorias. Estas cuchillas agitan el solvente mientras
mantienen una pequeña distancia desde las paredes del evaporador para evitar la acumulación de
contaminantes sobre las superficies para calentamiento.
Figura 5. Esquema del proceso de destilación por lotes simples70
ICIV 2003-1 08
40
Mezclas de solventes azeotrópicos, que normalmente son difíciles de separar, pueden ser separados
durante la destilación mediante la adición de un tercer solvente. Por ejemplo, la adición de fenol a
mezclas de ciclohexano y benceno durante la destilación, hace que los coeficientes de actividad del
ciclohexano sea casi el doble de la del benceno, permitiendo una fácil separación por destilación.
La condensación de vapores del solvente se logra durante la destilación mediante condensadores
barométricos o de carcaza y tubos. Este último diseño consiste de tubos paralelos al interior de una
carcaza cilíndrica. La condensación del solvente se logra por el flujo de agua de enfriamiento a
través de los tubos que están en contacto con los vapores de solvente en la carcaza. Este arreglo
evita el mezclado del solvente recuperado con el agua de enfriamiento. En los condensadores
barométricos, el vapor es condensado por contacto directo con un rocío de agua de enfriamiento. La
condensación de vapor resulta en una mezcla de solvente y agua de enfriamiento.71
Los solventes con puntos de ebullición elevados (155°C) son destilados más eficientemente en
vacío. La destilación en vacío reduce en manera importante la cantidad de calor requerida por el
medio de destilación a presión atmosférica.
3.5.3 Purificación
Después de la destilación, agua adicional es removida del solvente de decantación o salting.
Enfriamiento adicional de la mezcla solvente-agua antes de la decantación aumenta la separación de
los dos componentes al disminuir su solubilidad. Mediante salting, el solvente es circulado a través
de un lecho de cloruro de calcio donde el agua es removida por absorción.72
Durante la purificación, algunos solventes recuperados pueden perder su capacidad de solubilidad y
deben ser estabilizados. La estabilización requiere de adición de aditivos para asegurar que el pH se
mantenga constante durante su uso. La composición de los aditivos utilizados para solucionar este
inconveniente es considerada como propiedad privada para la mayoría de las empresas.
3.6 GRUPO VI: OTROS RESIDUOS
3.6.1 Hidrocarburos
Dentro del amplio grupo de los hidrocarburos se incluyen alcanos, alquenos, alquinos. Son
compuestos que queman con facilidad y se pueden eliminar por incineración o con una fuente de
energía suplementaria. Todos estos compuestos suelen considerarse peligrosos a causa de su
70 Ídem (14) 71 Ídem (14)
ICIV 2003-1 08
41
inflamabilidad; sólo se pueden depositar en un vertedero controlado en pequeñas cantidades, que
pueden almacenarse en el mismo laboratorio. Como son insolubles en agua, no deben verterse
nunca por el desagüe.
Algunos alquenos (los cíclicos, como el ciclohexeno) pueden formar peróxidos explosivos al ser
almacenados durante un largo tiempo en contacto con el aire. Las muestras antiguas tienen que ser
examinadas mediante la prueba de detección de peróxidos, y deben ser tratadas adecuadamente si
estos están presentes.73
3.6.2 Hidrocarburos aromáticos policíclicos
Son un grupo numeroso de compuestos orgánicos que tienen una estructura que incluye dos o más
anillos bencénicos, aunque a veces pueden tener algún anillo no aromático. Los procesos que los
hacen más peligroso son los de ingestión, de inhalación y de absorción cutánea.74 Se ha descrito la
destrucción de los hidrocarburos aromáticos policíclicos siguientes:
- Benz(a)antraceno BA
- Benzo(a)pireno BP
- 7-Bromometilbenz(a)antraceno BrMBA
- Dibenz(a,h)antraceno DBA
- 7,12-Dimetilbenz(a)antraceno DMBA
- 3-Metilcolantreno 3-MC
Como hidrocarburos que son, pueden ser enviados a un vertedero controlado. A pesar de todo, los
HAP o mezclas que los contienen se deben almacenar separadamente y deben ser etiquetados para
que los operarios puedan trabajar sin estar expuestos a peligros adicionales.
Estos compuestos son generalmente sólidos de alto punto de fusión (> 120ºC), solubles en la
mayoría de los disolventes orgánicos (benceno, tolueno, ciclohexano, acetona), ligeramente solubles
en alcoholes, pero sólo solubles en agua a escala de miligramo por litro. Los compuestos indicados
anteriormente pueden producir cáncer en animales. Aunque no existe evidencia directa que puedan
causar cáncer en humanos, se sabe que el alquitrán del carbón y otros materiales relacionados son
cancerígenos en humanos y pueden contener estos hidrocarburos, por lo que deben ser tratados
como tales. Los compuestos BP, DMBA y 3-MC son teratógenos. Los HAP son ampliamente
72 Ídem (14) 73 Manual de gestión de residuos especiales, 2000 (10) 74 Ídem (10)
ICIV 2003-1 08
42
utilizados en los laboratorios de investigación, y se encuentran también en el medio ambiente como
productos de combustión.
3.6.2.1 Principio de la destrucción. Los HAP de la tabla se pueden destruir por oxidación con
permanganato potásico (KMnO4) en medio de H2SO4 o por disolución en H2SO4 concentrado. Los
productos de estas reacciones no han sido determinados, pero la eficacia de la destrucción es > 99%
en cada caso.
También se pueden destruir por tratamiento con una disolución recientemente preparada de
dicromato de sodio (Na2Cr2O7) en ácido sulfúrico concentrado. Este procedimiento se ha de realizar
a pequeña escala, debido que tiene potenciales peligros de derrames y salpicaduras al trabajar con
grandes cantidades de disolución de Na2Cr2O7 en H2SO4.
3.6.2.2 Procedimientos de destrucción
Ø Destrucción de sólidos
A. Por cada 5 mg de HAP añadir 2 mL de acetona y asegurarse que el hidrocarburo está disuelto
completamente. Por cada 5 mg de HAP añadir 10 mL de disolución de KMnO4 de concentración
0,3 mol L?¹ en una disolución de H2SO4 de concentración 3 mol L?¹ (preparada recientemente),
agitar la mezcla y permitir que reaccione durante una hora. El color púrpura se mantendrá durante
todo el tiempo de la reacción. Si no es así, añadir más KMnO4 hasta que la mezcla de reacción se
mantenga púrpura durante como mínimo una hora. Al final de la reacción decolorar la disolución
con ácido ascórbico, neutralizar, comprobar que la destrucción ha sido completa y verterla por el
desagüe con exceso de agua.75
B. Por cada 5 mg de HAP añadir 2 mL de dimetilsulfóxido (DMSO) y asegurarse que el
hidrocarburo está completamente disuelto. Por cada 5 mg de HAP añadir 10 mL de H2SO4
concentrado (proceso exotérmico), agitar la mezcla y permitir que reaccione durante al
menos 2 horas. 76
Al final de la reacción añadir con precaución la disolución sobre, por lo menos, tres veces el
volumen de agua fría, neutralizar, comprobar que la destrucción ha sido completa y verterla al
desagüe con exceso de agua.
75 Ídem (10) 76 Ídem (10)
ICIV 2003-1 08
43
Ø Destrucción de HAP en solventes orgánicos (a excepción de DMSO y DMF)
A. Eliminar el disolvente por evaporación bajo una presión reducida. Por cada 5 mg de HAP añadir
2 mL de acetona y comprobar que el hidrocarburo esté completamente disuelto. Por cada 5 mg de
HAP añadir 10 mL de disolución de KMnO4 de concentración 0,3 mol L?¹ en una disolución de
H2SO4 de concentración 3 mol L?¹ (preparada recientemente), agitar la mezcla y permitir que
reaccione durante una hora. El color púrpura se mantendrá durante todo el tiempo de la reacción. Si
no es así, añadir más KMnO4 hasta que la mezcla de reacción se mantenga púrpura durante una
hora. Al final de la reacción decolorar la disolución con ácido ascórbico, neutralizar, comprobar que
la destrucción ha sido completa y verterla al desagüe con exceso de agua.77
B. Eliminar el solvente por evaporación bajo presión reducida. Por cada 5 mg de HAP añadir 2 mL
de dimetilsulfóxido (DMSO) y asegurarse que el hidrocarburo esté completamente disuelto. Por
cada 5 mg de HAP añadir 10 mL de H2SO4 concentrado (proceso exotérmico), agitar la mezcla y
permitir que reaccione durante al menos 2 horas. Al final de la reacción añadir con precaución la
disolución sobre, al menos, tres veces el volumen de agua fría, neutralizar, comprobar que la
destrucción ha sido completa y verterla al desagüe con exceso de agua.78
Ø Destrucción de HAP en dimetilformamida (DMF)
Por cada 10 mL de disolución en DMF añadir 10 mL de agua y 20 mL de ciclohexano, agitar y
separar las fases formadas. Extraer la fase acuosa dos veces más con ciclohexano (2 x 20 mL).
Juntar las fases de ciclohexano y eliminar el disolvente por evaporación bajo presión reducida. Por
cada 5 mg de HAP añadir 2 mL de acetona y asegurarse que el hidrocarburo esté completamente
disuelto. Por cada 5 mg de HAP añadir 10 mL de disolución de KMnO4 de concentración
0,3 mol L?¹ en una disolución de H2SO4 de concentración 3 mol L?¹ (preparada recientemente),
agitar la mezcla y permitir que reaccione durante una hora. El color púrpura se mantendrá durante
todo el tiempo de la reacción. Si no es así, añadir más KMnO4 hasta que la mezcla de reacción se
mantenga púrpura durante una hora. Al final de la reacción decolorar la disolución con ácido
ascórbico, neutralizar, comprobar que la destrucción ha sido completa y verterla al desagüe con
exceso de agua.79
77 Ídem (10) 78 Ídem (10)
ICIV 2003-1 08
44
Ø Destrucción de HAP en dimetilsulfóxido (DMSO)
Por cada 10 mL de disolución en DMSO añadir 10 mL de agua y 20 mL de ciclohexano, agitar y
separar las fases formadas. A partir de aquí se procede como en el apartado anterior.
Ø Destrucción de HAP en agua
Debido a que estos compuestos son bastante insolubles en este medio, sólo cantidades de trazas
suelen estar presentes. Añadir KMnO4 hasta llegar a una disolución de concentración 0,3 mol L?¹ y
el H2SO4 que sea necesario para hacer una disolución de concentración 3 mol L?¹, agitar la mezcla y
permitir que reaccione durante una hora. El color púrpura se mantendrá durante todo el tiempo de la
reacción. Si no es así, añadir más KMnO4 hasta que la mezcla de reacción se mantenga púrpura
durante una hora. Al final de la reacción decolorar la disolución con ácido ascórbico, neutralizar,
comprobar que la destrucción ha sido completa y verterla al desagüe con exceso de agua.80
Ø Destrucción de HAP en un aceite
Por cada 5 mL de disolución de aceite añadir 20 mL de 2-metilbutano y 20 mL de acetonitrilo,
agitar durante al menos 1 min en un embudo de decantación (controlando la presión) y permitir que
las fases formadas se separen. Extraer la fase superior (fase de hidrocarburo) con cuatro porciones
de 20 mL de acetonitrilo. Si fuese necesario, añadir una porción de 10 mL más de 2-metilbutano
después de la segunda extracción, para evitar la inversión de las fases provocada por la evaporación
del 2-metilbutano. Juntar las fases de acetonitrilo y lavarlas con 20 mL de 2-etilbutano (separando
los lavados), y entonces eliminar el disolvente por evaporación bajo presión reducida. Por cada
5 mg de HAP añadir 2 mL de acetona y asegurarse que el hidrocarburo esté completamente
disuelto. Por cada 5 mg de HAP añadir 10 mL de disolución de KMnO4 de concentración
0,3 mol L?¹ en una disolución de H2SO4 de concentración 3 mol L?¹ (preparada recientemente),
agitar la mezcla y permitir que reaccione durante una hora. El color púrpura se mantendrá durante
todo el tiempo de la reacción. Si no es así, añadir más KMnO4 hasta que la mezcla de reacción se
mantenga púrpura durante una hora. Al final de la reacción decolorar la disolución con ácido
ascórbico, neutralizar, comprobar que la destrucción ha sido completa y verterla al desagüe con
exceso de agua.81
79 Ídem (10) 80 Ídem (10)
ICIV 2003-1 08
45
Ø Compuestos relacionados
Aunque estos procedimientos han sido validados para los compuestos nombrados anteriormente, se
pueden aplicar a otros HAP.
Nota: utilizar como mínimo 1 mL de acetona y 10 mL de KMnO4 en los procedimientos en el que
se requiera su uso.82
3.6.3 Alcoholes y fenoles
Los alcoholes son utilizados extensamente como disolventes y reactivos de laboratorio. Pueden ser
incinerados, quemados como una fuente de energía suplementaria o dispuestos en un vertedero
controlado. La mayoría de los alcoholes habituales son solubles en agua, tienen baja toxicidad, son
rápidamente biodegradados y pueden verterse al desagüe con un exceso de agua.83
Los fenoles tienden a ser más tóxicos que los alcoholes. Son irritantes de la piel y algunos son
alergógenos. Pueden ser incinerados o dispuestos en un vertedero controlado. Muchos fenoles,
especialmente el fenol y sus derivados monosubstituidos, son degradados de una forma eficiente por
sistemas de tratamiento biológico. Debido a que los fenoles que están en el agua que va a parar a
una planta de tratamiento son clorados a clorofenoles (y dan un mal gusto al agua) es necesario que
no se permita la presencia de fenoles en las fuentes de agua potable.
Las disoluciones acuosas que contienen bajas concentraciones de fenoles se pueden filtrar a través
de carbón activado, que absorbe los fenoles. Pequeñas cantidades de fenoles pueden ser destruidas
en el laboratorio con peróxido de hidrógeno en presencia de Fe catalítico; el anillo fenólico es
degradado para dar fragmentos inofensivos.
3.6.3.1 Procedimie ntos de destrucción. Se prepara una disolución de 47 g (0,5 moles) de fenol en
750 mL de agua en un balón de tres bocas de 2 L equipado con agitador, embudo de adicción y
termómetro. Se añaden 23,5g (0,085 moles) de FeSO4*7H2O que se disuelven en la mezcla , y el pH
se ajusta entre 5-6 con H2SO4 diluido. Se añade gota a gota 410 mL (4,0 moles) de peróxido de
hidrógeno (H2O2) al 30% con agitación durante una hora. Se genera calor y la temperatura de la
reacción se mantiene a 50-56ºC ajustando el tiempo de adición y utilizando un baño de agua fría si
es necesario. Se continúa agitando durante 2 horas mientras la temperatura baja gradualmente hasta
llegar a la ambiental. Se deja toda la noche y se vierte al desagüe con un gran exceso de agua.
81 Ídem (10) 82 Ídem (10) 83 Lunn, 1994 (9)
ICIV 2003-1 08
46
Este procedimiento puede aplicarse a muchos fenoles, incluyendo los cresoles, monoclorofenoles y
naftoles. Puede ser necesaria más agua para disolverlos. Por ejemplo, 0,5 moles de cresol requieren
2,5 L de agua.84
3.6.4 Éteres
Los éteres son, en general, compuestos volátiles y fácilmente inflamables, y no son bioacumulables
en la mayor parte de los casos. Los monoéteres de cadena abierta, tanto alifáticos como aromáticos,
son relativamente no tóxicos y sólo tienen la característica peligrosa de su ignibilidad. Por esto no
son candidatos a la destrucción en el laboratorio. Excepto el dietiléter (Et2O), no son
suficientemente solubles en agua para eliminarlos por el alcantarillado. De todas formas el Et2O no
se puede verter al alcantarillado a causa de su bajo punto de ebullición (35ºC).85
Muchos éteres pueden formar peróxidos al ser expuestos al aire, y su destrucción se maneja con
diversas técnicas. Algunos poliéteres macrocíclicos (éteres corona) son bastante tóxicos y se pueden
destruir en pequeñas cantidades con Na2Cr2O7 en H2SO4. Los epóxidos son agentes alquilantes
potentes y muchos son altamente tóxicos. Los grupos epóxido pueden ser destruidos por hidrólisis
alcalina.
3.6.4.1 Procedimiento de destrucción. Pequeñas cantidades de Et2O pueden evaporarse si el éter
está libre de peróxidos o contiene un inhibidor, evitando la formación de mezclas combustibles de
vapor-aire, y manteniéndolo lejos de llamas abiertas u otras fuentes de inflamación. El Et2O puede
ser también mezclado con al menos 10 volúmenes de disolvente con un punto de ebullición más
elevado para incinerarlo.86
3.6.5 Haloéteres
El clorometilmetiléter (CMME, ClCH2OCH3) y el bisclorometiléter (BCME, ClCH2OCH2Cl) son
dos líquidos volátiles incoloros que tienen puntos de ebullición de 59ºC y 104ºC respectivamente.
Pueden provocar cáncer en animales. El CMME puede ser un cancerígeno humano, mientras que el
BCME lo es. El CMME en general contiene alguna cantidad de BCME, y por esto es necesario que
las condiciones empleadas para degradar el CMME también degradan completamente el BMCE.
Estos compuestos se utilizan industrialmente en síntesis orgánica y también pueden formarse
cuando se mezclan HCHO y HCl.
84 Ídem (9) 85 Manual de gestión de residuos especiales, 2000 (10)
ICIV 2003-1 08
47
3.6.5.1 Principio de la destrucción. Tanto el CMME como el BCME pueden ser degradados por
reacción con una disolución de un amoníaco acuoso (NH3), fenóxido de sodio y metóxido de sodio.
La eficacia de la degradación es > 99% en todos los casos. La reacción con el fenóxido de sodio y el
metóxido de sodio produce éteres y cloruro de sodio.87
3.6.6 Aminas aromáticas primarias (procedimiento genérico)
Las aminas alifáticas y aromáticas se utilizan principalmente como intermedios de síntesis. Algunas
aminas terciarias, como por ejemplo la piridina y la trietilamina, se utilizan como disolventes o
catalizadores. No se pueden mezclar con residuos ácidos. Las aminas aromáticas son compuestos
relativamente tóxicos y muchas tienen un efecto adverso en la sangre.88
3.6.6.1 Principio de la destrucción. Las aminas aromáticas primarias pueden ser desaminadas a los
correspondientes subgrupos, que son menos tóxicos, por disociación seguida por reducción con
ácido hipofosforoso (H3PO2).
OHClArNHClHNOArNH 2222 2+→++
2332232 NHClPOHArHOHPOHClArN +++→++
El procedimiento siguiente utiliza mucho más exceso de ácido nitroso y ácido hipofosforoso que la
mayoría de las preparaciones de las disociaciones descritas en la bibliografía, ya que el objetivo es
la desaminación completa, más que la síntesis de un producto puro con alto rendimiento.
3.6.6.2 Procedimiento de destrucción. En un balón de tres bocas de 1 L de capacidad, equipado
con agitador, termómetro y embudo de adición, se añaden 25 mL de agua, 75 mL de HCl al 36% y
0,2 moles de amina primaria aromática. La temperatura se mantiene entre -25ºC y 0ºC con un baño
de agua fría mientras 25 g (0,211 moles) de nitrito sódico (NaNO2) al 97% se disuelven en 35 mL
de agua y se añaden gota a gota a la disolución del hidrocloruro de amina. Después de que la
adición haya finalizado se mantiene la agitación durante 30 minutos más. Manteniendo la
temperatura entre -5ºC y 0ºC, se añaden 416 mL (4,0 moles) de H3PO2 al 50% (enfriado
previamente a 0ºC) en 10-15 minutos. La agitación se continua durante una hora. La mezcla se
mantiene a temperatura ambiente durante 24 h y entonces se extrae con tolueno (2 x 100 mL). Los
86 Ídem (10) 87 Lunn, 1994 (9) 88 Ídem (9)
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48
extractos orgánicos del producto de desaminación se eliminan como residuos con los disolventes no
halogenados, y la fase acuosa se vierte al desagüe con un exceso de agua.89
3.6.7 Aminas aromáticas
Las aminas aromáticas constituyen un grupo de productos químicos ampliamente utilizados en
síntesis orgánica. Muchas han presentado efectos cancerígenos en animales, y de algunas se piensa
que son cancerígenos humanos. El 4-minobifenil (4-ABP), la bencidina (Bz) y la 2-naftilamina (2-
NAP) son cancerígenos humanos y animales, y la 3,3'-diclorobencidina (DCIB), la 3,3'-
dimetoxibencidina (DMoB), el bis(4-amino-3-clorofenil) metano (MOCA), la 3,3'-dimetilbencidina
(DMB) y el 2,4-diaminotolueno (TOL) provocan cáncer en animales. La diaminobencidina (DAB)
es sospechosa de provocar cáncer en animales. La 3,3'-diclorobencidina puede provocar cáncer en
seres humanos. En definitiva, la bencidina y sus derivados son cancerígenos.90
Todos estos compuestos son sólidos cristalinos y generalmente son escasamente solubles en agua
fría, son más solubles en agua caliente y son muy solubles en ácidos y disolventes orgánicos.
Algunos se utilizan en la industria química. Se utilizan también en laboratorios y en investigación,
por ejemplo como reactivos de teñido y analíticos.
3.6.7.1 Principio de la destrucción. Las aminas aromáticas pueden ser oxidadas con KMnO4 en
H2SO4. Los productos de la reacción no han sido identificados. Las aminas aromáticas también
pueden ser eliminadas de una solución utilizando peroxidasa de rábano picante en presencia de
H2O2. La enzima cataliza la oxidación de la amina aromática en un radical. Estos radicales se
difunden en la solución y polimerizan. Los polímeros son insolubles y precipitan en la solución.
Aunque la solución resultante no es mutagénica, el polímero precipitado sí lo es y por esto el
método sólo se recomienda para el tratamiento de grandes cantidades de soluciones acuosas que
contengan pequeñas cantidades de aminas aromáticas. En todos los casos la destrucción es > 99%.
Hace poco se comprobó que los procedimientos antes comentados se pueden aplicar a la
diaminobencidina.91
3.6.7.2 Procedimientos de destrucción. Entre estos se observan:
Ø Destrucción de aminas aromáticas sólidas y en disolventes orgánicos
Las disoluciones de aminas aromáticas en disolventes orgánicos se evaporan en sequedad bajo
presión reducida. Las aminas aromáticas se disuelven como se indica a continuación:
89 Manual de gestión de residuos especiales, 2000 (10) 90 Ídem (10)
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49
Se disuelven 9 mg de bencidina (Bz), 3,3'-diclorobencidina (DCIB), 3,3'-dimetilbencidina (DMB),
3,3'-dimetoxibencidina (DMoB), diaminobencidina (DAB), 2-naftilamina (2-NAP) o 2,4-
diaminotolueno (TOL) en 10 mL de HCl de concentración 0,1 mol L?¹; se disuelven 2,5 mg de
bis(4-amino-3-clorofenil)metano (MOCA) en 10 mg de H2SO4 de concentración 1 mol L?¹; se
disuelven 2 mg de 4-aminobifenil (4-ABP) en 10 mL de AcOH (ácido acético) glacial; se añaden
2 mg de mezclas de aminas a 10 mL de AcOH glacial. Agitar estas disoluciones hasta que las
aminas aromáticas se hayan disuelto completamente, y entonces por cada 10 mL de disolución se
añaden 5 mL de KMnO4 de concentración 0,2 mol L?¹ y 5 mL de H2SO4 de concentración
2 mol L?¹. Se mantiene la mezcla al menos 10 h, y se analiza si la destrucción ha sido completa.92
Se decolora la mezcla por adicción de ácido ascórbico, se neutraliza y se vierte al desagüe con un
exceso de agua.
Ø Destrucción de aminas aromáticas en disolución acuosa
Diluir con agua, si es necesario, hasta que la concentración de MOCA no exceda de 0,25 mg mL?¹,
la concentración de 4-ABP no exceda de 0,2 mg mL?¹, y la concentración de otras aminas no
exceda de 0,9 mg mL?¹. Por cada 10 mL de disolución se añaden 5 mL de disolución de KMnO4 de
concentración 0,2 mol L?¹ y 5 mL de H2SO4 de concentración 2 mol L?¹. Se mantiene la mezcla en
agitación al menos 10 h, y se analiza si la destrucción ha sido completa. Se decolora la mezcla por
adicción de ácido ascórbico, se neutraliza y se vierte al desagüe con un exceso de agua.93
Ø Destrucción de aminas aromáticas que se encuentran en forma de aceite
Extraer la disolución aceitosa con HCl de concentración 0,1 mol L?¹ hasta que todas las aminas sean
eliminadas (al menos se necesitan 2 mL de HCl por cada mol de amina). Por cada 10 mL de
disolución se añaden 5 mL de disolución de KMnO4 de concentración 0,2 mol L?¹ y 5 ml de H2SO4
de concentración 2 mol L?¹. Se mantiene la mezcla al menos 10 h, y se analiza si la destrucción ha
sido completa. Se decolora la mezcla por adicción de ácido ascórbico, se neutraliza y se vierte al
desagüe con un exceso de agua.94
Ø Descontaminación de disoluciones acuosas que contienen aminas aromáticas
Este método se recomienda para todas las aminas citadas anteriormente, excepto la 4-ABP y la
2-NAP, en el que se ha encontrado que la destrucción es incompleta. Ajustar el pH de las
91 Ídem (10) 92 Ídem (10) 93 Ídem (10) 94 Ídem (10)
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50
disoluciones acuosas a 5-7 utilizando el ácido o la base adecuados y diluir hasta que la
concentración de aminas aromáticas no exceda de 100 mg mL?¹. Diluir las disoluciones en metanol,
etanol, dimetilsulfóxido o dimetilformamida con disolución de acetato de sodio (1 g L?¹), hasta que
la concentración del disolvente orgánico no exceda el 20%, y la concentración de aminas
aromáticas no exceda los 100 mg mL?¹. Por cada litro de disolución añadir 3 mL de disolución al
3% de H2O2 y 300 unidades de peroxidasa de rábano picante.95
Mantener la mezcla durante al menos 3 h, y eliminar el precipitado por filtración o centrifugación.
Por cada litro de filtrado añadir 100 mL de disolución al 5% (peso/volumen) de ácido ascórbico.
Comprobar en la disolución que la destrucción ha sido completa y verterla al desagüe con un exceso
de agua. El residuo es mutagénico y debe ser tratado como peligroso.
Se ha descrito que la posterior oxidación del residuo mediante KMnO4 en H2SO4 produce residuos
no mutagénicos. Filtrar la mezcla de reacción a través de un filtre poroso y sumergir este filtro en
una mezcla 1:1 (v/v) de disolución de KMnO4 de concentración 0,2 mol L?¹ y disolución de H2SO4
de concentración 2 mol L?¹.96
Ø Compuestos relacionados
Los procedimientos descritos anteriormente son aplicables a otras aminas aromáticas, pero la
validación completa es esencial en cada caso.
3.6.8 Otras formas de fácil practicidad de destrucción de residuos
A continuación se exponen algunos ejemplos de destrucción de residuos de laboratorio, más
habituales:
• Haluros de ácidos orgánicos: Añadir NaHCO3 y agua. Verter al desagüe.
• Clorhidrinas y nitroparafinas: Añadir Na2CO3. Neutralizar. Verter al desagüe.
• Aminas alifáticas: Añadir NaHCO3 y pulverizar con agua. Neutralizar. Verter al desagüe.
• Sales inorgánicas: Añadir un exceso de Na2CO3 y agua. Dejar en reposo (24 h).
Neutralizar (HCl 6M). Verter al desagüe.
• Cianuros: Tratar con Ca(ClO)2 (disolución alcalina). Dejar en reposo (24 horas). Verter al
desagüe.
95 Ídem (10) 96 Ídem (10)
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51
• Nitrilos: Tratar con una disolución alcohólica de NaOH (conversión en cianato soluble),
evaporar el alcohol y añadir hipoclorito cálcico. Dejar en reposo (24 horas). Verter al
desagüe.97
• Hidracinas: Diluir hasta un 40% y neutralizar (H2SO4). Verter al desagüe.
• Alcalis cáusticos y amoníaco: Neutralizar. Verter al desagüe.
• Hidruros: Mezclar con arena seca, pulverizar con alcohol butílico y añadir agua (hasta
destrucción del hidruro). Neutralizar (HCl 6M) y decantar. Verter al desagüe. Residuo de
arena: enterrarlo.98
• Amidas inorgánicas: Verter sobre agua y agitar. Neutralizar (HCl 3M ó NH4OH 6M).
Verter al desagüe.
• Compuestos inter-nometálicos (cloruro de sulfurilo, tricloruro de fosforo, etc.): Rociar
sobre una capa gruesa de una mezcla de Na2CO3 y cal apagada. Mezclar y atomizar agua.
Neutralizar. Verter al desagüe.99
• Peróxidos inorgánicos: Diluir. Verter al desagüe.
• Sulfuros inorgánicos: Añadir una disolución de FeCl3 con agitación. Neutralizar
(Na2CO3). Verter al desagüe.
• Carburos: Adicionar sobre agua en un recipiente grande, quemar el hidrocarburo que se
desprende. Dejar en reposo (24 horas). Verter el líquido por el desagüe. Precipitado sólido:
depositarlo en un vertedero.100
97 Plan de gestión de residuos peligrosos en España. 2003(13) 98 Ídem (13) 99 Ídem (13)
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52
4. RECOMENDACIONES
En el transcurso de la investigación se pudo observar que es apremiante la optimización de las
medidas de gestión ya establecidas en el laboratorio para la manipulación de residuos. A
continuación se describirán algunas de las alternativas encaminadas para una óptima disposición de
dichos residuos en el laboratorio.
Primero, la creación de una bolsa de subproductos y la redistribución de reactivos almacenados no
usados y que no esperan utilizarse, puede generar un gran ahorro para la Universidad. De un lado no
se compra un producto que se necesita, de otro se reduce el volumen de residuos. Esto se puede dar
cuando:
- Por abandono de una línea de investigación o por traslado de un investigador se prevée que
varios reactivos no se van a utilizar ya.
- Ciertos reactivos han perdido la pureza requerida para una reacción determinada, pero lo que
para unos no es aceptable puede ser útil para otros.
Por medio de la creación de una bolsa de subproductos, se pueden hacer públicos los excedentes de
reactivos, bien por donativo o bien por intercambio. Los laboratoristas e investigadores pueden
hacerse con reactivos que otros tienen abandonados.
Por medio de la recuperación se evita nuevas compras y la generación de residuos. La reutilización
tiene pleno sentido cuando el procedimiento de recuperación es simple como disolventes y el
vidrio o cuando el precio del reactivo es realmente elevado como los metales preciosos.
Normalmente se requieren de cantidades apreciables y que el producto pueda volver a utilizarse con
garantías de calidad. En las prácticas de laboratorio, y solo muy ocasionalmente en investigación, es
posible idear experimentos en los que los productos (o subproductos) de reacción pueden ser
utilizados como reactivos para otras reacciones. Estas técnicas ya fueron descritas en el trabajo.
100 Ídem (13)
ICIV 2003-1 08
53
La compra de reactivos en pequeñas cantidades puede ser más económico. Aunque parece que a
mayor cantidad de reactivo comprado éste sale más económico, puede muy bien ocurrir que a la
larga salga más caro. Es verdad que 1 Kg de un producto sale más barato comprado en un solo
envase que en cuatro de 250 grs, pero si se compra 1 Kg de una sustancia y sólo se utilizan 400 g, lo
que queda:
- Constituye o puede constituir un peligro mientras está almacenado. El peligro es mayor cuanto
mayor sea el tamaño del envase.
- Es más fácil que se venza.
- Finalmente se convierte en un residuo, que debe ser eliminado.
En la tabla 4 se puede observar cuales que productos se pueden sustituir por sustancias que pueden
ser peligrosas
Tabla 4. Sustitutos de sustancias peligrosas
Producto Sustituto
Benceno Ciclohexano, Tolueno
Cloroformo,Tetracloruro, Percloroetileno, Tricloroetileno
Metilcloroformo, fluorocarbonos
Dioxano Tetrahidrofurano
2-Nitropropano 1-Nitropropano, Nitroetano
n-Hexano n-Heptano
Xilenos Hidrocarburos alifaticos, White Spirit
Acetonitrilo Metanol, acetona
Dimetilformamida N-Metilpirrolidina
Etilenglicol Propilenglicol
Metanol Etanol
El tratamiento in situ de residuos es una de las formas más importantes de gestión de residuos
peligrosos. Las principales ventajas del tratamiento in situ son el importante ahorro
económico y la reducción o eliminación de etapas de la gestión, tales como el
ICIV 2003-1 08
54
almacenamiento, transporte, etc. Además el propio generador de los residuos suele estar bien
preparado técnicamente e informado sobre la peligrosidad de los residuos que genera.
Por otro lado, en el laboratorio todas las personas deben conocer exactamente los riesgos que
presentan las sustancias químicas que se usan en los ensayos y los riesgos asociados a su
manipulación. Por eso es recomendable que se sigan unos pasos básicos para la prevención de
accidentes, como lo son:
- Respetar las medidas de protección personal
- No manipular los residuos cerca de las fuentes de calor
- No realizar mezclas de residuos y si el residuo es en si una mezcla de sustancias, tener extrema
cautela en su manipulación
- No transvasar residuos de un recipiente a otro, y en caso de que sea necesario, asegurarse que
los recipientes estén limpios para no inducir cargas electrostáticas
- Cuando la sustancia sea de alta peligrosidad. Informar al resto del personal que se manipulará
dicha sustancia
- Es importante resaltar que la información es la primera medida preventiva para manejar el
riesgo de un posible accidente a causa de la manipulación de residuos peligrosos.
ICIV 2003-1 08
55
5. CONCLUSIONES
Mediante este trabajo se pudo observar que es muy complicado lograr un manejo adecuado de los
residuos peligrosos, inclusive las investigaciones foráneas hacen mención que los países
industrializados.
En el caso de los países en vías de desarrollo como Colombia, el esfuerzo ha sido reciente. Sin
embargo, se puede decir que la necesidad de una adecuada gestión de residuos peligrosos está
latente en la conciencia de estos países.
Específicamente en el caso de la presente investigación se puede concluir que:
- Pese a que las definiciones son básicamente similares, las listas de residuos son en muchos
casos diferentes y el comparar la generación de residuos entre los diferentes enfoques no se
obtiene información clara.
- En el laboratorio la mayor parte de los residuos generados provienen de mezclas de productos
químicos. Normalmente los residuos generados como mezclas de productos tienen una
peligrosidad potencial mayor que la suma de las peligrosidades de los productos por separado.
Aunque la cantidad de elementos manipulados en el laboratorio es pequeña, el potencial de los
residuos generados es alto.
- Existen algunos residuos, como los deshechos del análisis de la DQO, que por su acumulación
han hecho necesaria la presente investigación. Es indispensable la aplicación de las técnicas
aquí mencionadas, para establecer un manejo sostenible en el tiempo de estos residuos.
- La cal, como sustancia precipitante, es tradicionalmente empleada para el control de varios
metales pesados en la mezcla de residuos, pero no se ha podido determinar la eficiencia de
dicho material.
- Sustancias como el metabisulfito de sodio pueden ser manejadas de forma efectiva. Pero los
costos asociados a este manejo hacen que este método sea rentable cuando el volumen de
residuos a tratar es alto, cuestión que no sucede en este laboratorio.
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56
- El reciclaje de los solventes, desarrollado por los laboratoristas, ha permitido un ahorro
económico significativo para la Universidad.
- Este plan de manejo de residuos da varias alternativas de control y destrucción de una alta gama
de residuos.
- El presente trabajo sirve de medio de consulta para futuros proyectos de investigación
tendientes a optimizar los procesos de gestión en residuos peligrosos.
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57
6. REFERENCIAS
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AND HAZARDOUS WASTE. LEWIS PUBLISHERS UNITED STATES OF AMERICA.
1999.
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WASTE MANAGEMENT. 2ND EDITION. McGRAW HILL. NEW YORK. 2001.
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REPUBLICA DE COLOMBIA.
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DOCUMENTOS/DOC_COLOMBIA_CAP01.HTM, ULTIMA VISITA, MAYO 2 DE 2003
5. CORNEJO, JAIME J. GESTIÓN AMBIENTAL PARA DESECHOS PELIGROSOS O
TÓXICOS. UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE. HTTP://LAUCA.USACH.CL/
IMA/HAZARD-W.HTM. ULTIMA VISITA, ABRIL 28 DE 2003.
6. GESTIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS Y EL PROGRAMA REGIONAL DEL CENTRO
PANAMERICANO DE INGENIERÍA SANITARIA - CEPIS. 1991.
HTTP://WWW.CEPIS.OPS-OMS.ORG/ESWWW/PROYECTO/REPIDISC/PUBLICA/HDT/
HDT046.HTML#TRATA. ULTIMA VISITA, MAYO 3 DE 2003
7. FREEMAN, HARRY M. STANDARD HANDBOOK OF HAZARDOUS WASTE, WASTE
TREATMENT AND DISPOSAL. 2ND EDITION. Mc GRAW HILL. MEW YORK. 1998
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NATIONAL RESEARCH COUNCIL, WASHINGTON, 1983
9. LUNN, GEORGE. DESTRUCTION OF HAZARDOUS CHEMICALS IN THE
LABORATORY JOHN WILEY AND SONS INC. NY 1994
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BARCELONA. PUBLICACIONES UNIVERSIDAD DE BARCELONA,
2000.DOCUMENTO EN PDF. ULTIMO DIA VISITADO 28 DE ABRIL DE 2003
11. HAZARDOUS WASTE MINIMIZATION GUIDE. UNIVERSITY OF FLORIDA OFFICE
OF ADMINISTRATIVE AFFAIRS DIVISION OF ENVIRONMENTAL HEALTH &
ICIV 2003-1 08
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SAFETY. HTTP://WWW.EHS.UFL.EDU/HMM/WMIN.HTM. ULTIMA VISITA, ABRIL 28
DE 2003
12. RAMÓN SANS FONFRIA, JOAN DE PABLO RIBAS. INGENIERÍA AMBIENTAL:
CONTAMINACIÓN Y TRATAMIENTOS. BOIXAREUS EDITORES. 1989
13. PLAN DE GESTIÓN DE RESIDUOS PELIGROSOS EN ESPAÑA.
HTTP://WWW.CCBB.ULPGC.ES/EXTERNOS/GESRES/RP1.HTM. ULTIMA VISITA,
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14. GUÍA PARA EL CONTROL Y LA PREVENCIÓN DE LA CONTAMINACIÓN
INDUSTRIAL. RECUPERACIÓN DE SOLVENTES. COMISIÓN NACIONAL DEL MEDIO
AMBIENTE. SANTIAGO DE CHILE, 1999. DOCUMENTO EN PDF, ULTIMA VISITA
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15. ELIMINACIÓN DEL CROMO HEXAVALENTE DE RESIDUOS DE LABORATORIO POR
REDUCCIÓN CON METANOL. HTTP://GEOCITIES.WWW.COM/SPECTROQ/
VOL4NO1/ ELIMINACION.HTM. ULTIMA VISITA, ABRIL 28 DE 2003
16. TRATAMIENTO DE RESIDUOS EN ESPAÑA. HTTP://EMGRISA.ES/TEMATICOS/
RESIDUOS/TECTRATAMIENTO/FISICOQUIMICO/CROMICOS1.ASP. ULTIMA VISITA
ABRIL 28 DE 2003.
17. MARTIN J. PITT AND EVA PITT , HANDBOOK OF LABORATORY WASTE
DISPOSAL., ALLIS HORWOOD LIMITED. ENGLAND 1985
ICIV 2003-1 08
ANALISIS DE METALESElementos y sustancias analizadas Residuo Disposicion Técnica
Aluminio, Antimonio, Bario, Berilio, Boro, Cadmio, Cinc, Cobalto , Cobre, Cromo total, Estaño, Estroncio, Hierro, Litio, Manganeso,
Molibdeno, Niquel, Plata, Plomo,
Acido Nítrico Caneca de almacenamientoAbsorción atómica
sencilla
OTROS METALES
Arsenico, MercurioPermanganato de potasio, ácido
clorhídrico, borohidruro de sodioCaneca de almacenamiento
Absorcion atómica, generador de hidruross
Calcio Acido nitríco, cloruro de lantano Caneca de almacenamientoAbsorción atómica
sencilla
CromoAcido sulfúrico, difenil carbacida,
dicromato de potasioCaneca de almacenamiento
Absorción atómica sencilla
SelenioPermanganato de potasio, ácido nitrico,
borohidruro de sodioCaneca de almacenamiento
Absorción atómica sencilla
SOLVENTES COMO RESIDUOSAceites y grasa, hidrocarburos totales Hexano Reciclable
Granulometría Alcohol isopropilico Reciclable
RESIDUOS CON HIDROXIDOAcidez total NaOH Cañeria
Actividad metanogénica-Volumetrica Lodos con nutrientes y NaOHCañeria - Recicla aveces la
soda
HETEREOGENEIDAD DE RESIDUOS
Acidos grasos volatiles Acido Sulfúrico mas lixiviados CañeriaAlcalinidad total y a la fenolftaleina Acido Sulfúrico o Clorhídrico Cañeria
Biodegradabilidad, DBO 5 días, Oxigeno disuelto
Nutrientes, ácido sulfurico (neutralizado con la base fuerte)
Cañeria
Nitrogeno amoniacal por destilación Acido sulfúrico Cañeria
Azufre - TurbidimetriaPeróxido de hidrogeno, cloruro de
bario, Buffer ( cloruro de magnesio, acetato de Na, cloruro de potasio)
Cañeria
CianurosParadimetil aminobensal rodamina,
nitrato de plataCañeria
Cloro residual, Demanda de cloroBuffer ( fosfato de sodio anhidro,
fosfato de potasio anhidro, EDTA, n-n-dietil parafenil eniamina, FAS)
Cañeria
ClorurosNitrato de mercurio y difenil carbazona
y formaciòn de complejos. altamente peligrosos
Cañeria
DQO
Reactivo de DQO (Acido sulfurico, dicromato de potacio, sulfato de plata,
sulfato de mercurio, biftalato de potasio, FAS Sulfato amonio ferroso)
Recipiente de mezcla de reciduos
Dureza Calcica, Dureza total EDTA CañeriaFenoles Sal tòxica (Ferri cianuro de potasio) Cañeria
Fenoles - extracción con cloroformoSal tòxica (Ferri cianuro de potasio) -
Cloroformo reciclableCañeria
Fosfatos, Fosforo totalAcido clorhidrico+Metavanadato de
amonio+ Molibdato de amonio - mezcla de ácido fuerte
cañeria
Nitritos y NitratosMuestra con sus nitritos y porciones de
acido fosforico , n-naftildiaminaCañeria
Nitrógeno amoniacal por colorimetria Recativo de Nessler Cañeria
ANEXO 1. RESIDUOS PORODUCIDOS EN LAS INVESTIGACIONES DESARROLLADAS POR EL CIIA-UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
ICIV 2003-1 08
NTKAcido sulfurico, sulfato de cobre,
sulgfato de sodio, hidroxido de sodio, tiosulfato, ácido borico
Cañeria
OrtofosfatosAcido clorhidrico+Metavanadato de
amonio+ Molibdato de amonio - mezcla de ácido fuerte
Cañeria
Sulfitos Acido sulfurico, ácido sulfamico, EDTA, KI-KIO3, Almidon
Cañeria
SAAM Cloroformo Reciclable
SiliceAcido oxalico, molibdato de amonio,
ácido clorihrico,Cañeria
OTRAS ACTIVIDADES
Coliformes fecales / UFCMedio de cultivo en gel con sus
coliformes Basura
Número más probableMedio de cultivo liquido con sus
coliformes sui fue +, se esteriliza antes en autoclave
Cañeria
Actividad metanogénicaAcido acetico, hidroxido de sodio,
hidroxido de amonioCañeria
Test de JarrasAlumbre, soda o ácido de acuerdo al
pH del aguaCañeria
Materia OrgánicaMezcla de ácido sulfurico y dicromato
de potasioCañeria
Reactividad potencialSoda, molibdato de amonio, ácido
clorihidrico, ácido oxalico, fenoftaleinaCañeria
CROMATOGRAFIA
Limpieza primaria Mezcla sulfocromica Caneca de almacenamiento
Limpieza segunda etapa Acetona, Metanol, Hexano Caneca de almacenamiento
Presncia de COV por CG-MS Isopentano - Grado industrial Caneca de almacenamiento Microextracción
Pureza de solventes (Pentano e isopentanos) Isopentano - Grado industrial Caneca de almacenamiento Microextracción
Benceno, tolueno, Etilbenceno, Xileno BTEX Muestra con contaminante Cañeria Microextracción
Hidrocarburos petrogènicos TPH`s -MSD Muestra con contaminante Cañeria MicroextracciónTHM`s (cloroformo,
bromoformo,dibromoclorometano, diclorobromometano)
Muestra con contaminante Cañeria Microextracción
Bifenilos Policarbonados PCB`sHexano, metanol grado cromatográfico,
Acido sulfuricoReciclado - Cañeria
Plagicidas-POC`sHexano, metanol grado cromatográfico,
Acido sulfúricoReciclado - Cañeria
Cadaverina putrecina Anhidridos CañeriaDisulfuro de carbono - CS2 Muestra con contaminante Cañeria
Plaguicidas organofosforados POP`s Hexano, Diclorometanos Caneca de almacenamiento
Extractos Solventes + analítos de interes Caneca de almacenamiento
Patrones vencidos de baja concentración Mercaptanos, Plaguicidas, THM´s Caneca de almacenamiento
Patrones puros no vencenAcidos carboxílico, Putrecina y
cadaverina, Disulfuro de carbonoCaneca de almacenamiento
ICIV 2003-1 08
ITEMGRUPO GENERAL O TECNICA
EMPLEADARESIDUO OTROS USOS PROCEDIMIENTO GENERAL
APARTADO1 Dicromáto de potasio 2 Sulafto de mercurio3 Sulafto de plata4 Sulafato amino ferroso5 Permanganato de potasio Destruye residuos orgánicos y HAP Neutralización por acido muriatico o clorhídrico6 Boro hidruro de sodio Precipita metales Neutralización con acido acético7 ácído clorhídrico8 ácido bromhídrico9 ácido yodhírico
10 ácido nítrico11 ácido fosfórico12 ácido sulfúrico13 Hidróxido de litio14 Hidróxido de Sodio15 Hidróxido de potasio16 Amoniaco acuoso17 Carbonato de potasio 18 Carbonato de sodio19 Cal20 Soda Caustica21 Mercurio Precipitación con resinas ácidas 3.4.2.122 Cromo Precipitar con cal o bisulfito sódico 3.4.323 Sodio 3.4.424 Litio 3.4.525 Potasio Acetato de etilo - Neutralizar 3.4.626 Calcio Agua 3.4.727 Magnesio 3.4.828 Arsénico, Bismuto, Antimonio 3.4.929 Selenio, Telurio Neutralizar con Acido clorhídrico, Sulfito sódico 3.4.1030 Plomo, Cadmio Neutralizar con H2S 3.4.1131 Berilio Neutralizar con Acido clorhídrico 3.4.1232 Estroncio, Bario 3.4.1333 Vanadio 3.4.1434 Solventes Solventes conatminados reutilizables Destilación 3.5.235 Hidrocarburos Alcanos, alquenos alquinos Vertedero o insineración 3.6.1
36Hidrocarburos aromáticos policiclicos
HAPHAP Permanganato de potasio en medio ácido 3.6.2.1
37 Alcoholes Fenoles Alcoholes Fenoles Vertedero o insineración, Peróxido de hidrógeno 3.6.3.138 Eteres Eteres Evaporación o insirenación 3.6.439 Haloeteres Haloeteres Amoniaco acuoso 3.6.540 Aminas aromáticas primaris Aminas aromáticas primarias Reducción con acido hipofosforoso 3.6.641 Aminas aromáticas Aminas aromáticas Permanganato de potasio en medio acido 3.6.742 Haluros de ácidos orgánicos43 Clorhidrínas y nitroparafidínas44 Aminas alifáticas45 Sales inorgánicas46 Cianuros Neutralizar con clorato de calcio47 Nitrilos Neutralizar con hidróxido de sodio48 Hidracinas Neutralizar con ácido sulfúrico49 Alcalis caústicos y amoiaco50 Hidruros51 Amidas inorgánicas52 Compuestos internometalicos Neutralizar con carbonato de sodio y cal muerta53 Peróxidos inorgánocos Dilución54 Sulfuros inorgánicos Neutralizar con carbonato de sodio55 Carburos Vertedero o insineración
Análisis mercurio y arsénico por A.A. Genradora de hidruros
Residuo de DQO - Metales pesados Neutralizacion y precipitación con Cal. Metanol 3.1.1-3.1.2
3,2
Neutralizar con Bicarbonato de sodio, Carbonato de sodio, Hidróxido de sodio o de potasio
Neutralizan basesÄcidos 3.3.2
Metales pesados
Neutralizan ácidos
Neutralizan ácidos, precipitan metales
Neutralizar con solución diluida de ácido sulfúrico o ácido clorhídrico
Neutralizar con ácido clorhídrico
Otros compuestos
ANEXO 2. RESUMEN DE LOS TRATAMIENTOS A SEGUIR EN LOS DISTINTOS GRUPOS
Neutralizar con Acido clorhídrico
3.6.8
Neutralizar con Acido clorhídrico
3.3.4Bases inorgánicas, sales básicas y sus
diluciones
Precipitar con carbonato de sodio
Neutralizar con Acido clorhídrico
Alcohol - Etanol
