NTS005

Norma Tcnica Interna SABESPNTS 005

LEOS E GRAXAS

Mtodo de Ensaio

So PauloJunho - 1997

NTS 005 : 1997 Norma Tcnica Interna SABESP

10/05/1997

S U M R I O

INTRODUO ......................................................................................................................1

1 ESCOPO ............................................................................................................................1

2 CAMPO DE APLICAO..................................................................................................1

3 INTERFERENTES .............................................................................................................2

4 REFERNCIAS ..................................................................................................................2

5 DEFINIO........................................................................................................................2

6 PRINCPIOS.......................................................................................................................2

7 REAES..........................................................................................................................3

8 REAGENTES.....................................................................................................................3

8.1 LISTA DE REAGENTES ................................................................................................3

9 VIDRARIAS, MATERIAIS E EQUI-PAMENTOS..............................................................3

9.1 VIDRARIAS.....................................................................................................................3

9.2 MATERIAIS .....................................................................................................................3

9.3 EQUIPAMENTOS...........................................................................................................3

9.4 LIMPEZA E PREPARAO DE VIDRARIAS...............................................................3

10 COLETA DE AMOSTRAS ...............................................................................................3

11 PROCEDIMENTO............................................................................................................4

11.1 MTODO A: PARA AMOSTRAS LQUIDAS..............................................................4

11.2 MTODO B PARA AMOSTRAS DE LODO ................................................................5

12 EXPRESSO DE RESULTADOS...................................................................................5

12.1 MTODO A...................................................................................................................5

12.2 MTODO B...................................................................................................................5

13 REPRESENTAO ESQUEMTICA DO PROCEDIMENTO.......................................6

14 BIBLIOGRAFIA................................................................................................................7

Norma Tcnica Interna SABESP NTS 005 : 1997

10/06/1997 1

LEOS E GRAXAS

INTRODUO

Os leos e graxas caracterizam-seprincipalmente por sua baixasolubilidade na gua e sua conseqenteseparao da fase aquosa. Embora estacaracterstica seja vantajosa noprocesso de tratamento de separaopor flotao, os problemas que decorremda presena de leos e graxas sorelacionados com o transporte dosdespejos atravs das tubulaes, a suadegradao nas unidades de tratamentobiolgico e a sua disposio em corposdgua, ocasionando problemasestticos e ecolgicos, devido a suaacumulao em praias, margens e rios.Esgotos contendo uma grandequantidade de leos e graxas, como osgerados pela indstria de embalagem dealimentos, devem sofrer um pr-tratamento de modo a no ocorrer aobstruo da rede coletora e adiminuio da capacidade de transporte.Nas estaes de tratamento de esgotosocorrem vrios problemas relacionadoscom a presena de leos e graxas. Emprimeiro lugar, poucas estaespossuem unidades especficas para aremoo destes materiais. Isto provoca asua separao atravs da formao deescumas no decantador primrio e suaposterior transferncia, junto com o lodoprimrio, para a fase slida. Nos tanquesde digesto de lodo, os leos e graxastendem novamente a separar e flutuarna superfcie, formando camadasdensas de escuma, devido a sua baixasolubilidade na gua e baixo pesoespecfico. Por no serem totalmenteremovidos nas unidades do decantadorprimrio, os leos e graxas permanecemno despejo na forma emulsionada,finamente dividida. Nas unidades detratamento biolgico secundrio e noscursos dgua, os agentesemulsificadores so normalmentedestrudos durante a degradaobiolgica e as partculas de leo egraxas, finamente divididas, ficam livrespara aglutinar-se em partculas maioresque se separam na gua. Nas estaes

de tratamento de lodos ativados, osleos e graxas acumulam-se emgrumos, que do um aspectodesagradvel na superfcie dosdecantadores secundrios. Osprocessos de tratamento de tipo filtrosbiolgicos e lodos ativados soseriamente afetados quandoquantidades significativas de leos egraxas passam por estes sistemas, poisestes materiais parecem encobrir apopulao biolgica de modo suficientepara interferir na transferncia deoxignio do lqido para o interior dasclulas.

1 ESCOPO

O mtodo de anlise de leos e graxastratado nesta norma o mtodo deextrao Soxhlet, sendo aplicado paraanlises de esgotos e lodos.

2 CAMPO DE APLICAO

teste de leos e graxas no umadeterminao rotineira dentre asanlises realizadas com fins deabastecimento de gua, sendo suaexecuo limitada para os casosespeciais onde ocorreramcontaminaes acidentais.J para os esgotos, as aplicaes doteste so maiores. As determinaes deleos e graxas esto voltadasprincipalmente para a operao detratamento de esgotos e aplicaes dalegislao referente ao lanamento deesgotos em redes coletoras ou emcorpos dgua.No estado de So Paulo, a legislaoaplicada para estes casos o Decreto no

8468 de 8/set/76.Com relao ao lanamento de despejosdas fontes poluidoras na rede coletorado sistema de esgotos, o Art.19-A destalei determina em seu inciso IV: ausnciade leos e graxas visveis econcentrao mxima de 150 mg/L(cento e cinqenta miligramas por litro)de substncias solveis em hexano.J os padres de emisso delanamento de despejos de fontes


2 10/05/1997

poluidoras est determinado no Art.18,inciso IV: substncias solveis emhexano at 100 mg/L (cem miligramaspor litro);.Tambm no Art.18 desta lei constata-sea necessidade de manuteno dospadres de qualidade dos corposreceptores conforme a classe do rio.Para as guas das classes 2 e 3, deve-se apresentar como virtualmenteausentes as substncias solveis emhexano.

3 INTERFERENTES

3.1 Os leos e graxas saponificadostendem a permanecer na forma deemulso que se quebra acidificando aamostra at pH = 1,0;3.2 Alguns materiais, tais como gordurasinsaturadas ou cidos graxos, oxidam-sefacilmente durante a evaporao. Esteefeito minimizado controlando atemperatura e o deslocamento do vapor;3.3 Os solventes variam muito na suacapacidade de dissolver no s leos egraxas, mas tambm outras substncias,tais como enxofre, compostosaromticos complexos e determinadoscorantes orgnicos. Devido a estaincapacidade de se ter um solventeseletivo somente para leos e graxas,algumas substncias acabaro sendoincorporadas na medida ;3.4 Fraes de substncias ou decompostos de baixo ponto de ebulio,tais como leos lubrificantes, querosenee gasolina, perdem-se, total ouparcialmente por evaporao, natemperatura necessria para remover osltimos traos de solvente.

4 REFERNCIAS

NTS 030/1997: Slidos

5 DEFINIO

leos e graxas so as substncias queconseguem ser extradas de umaamostra em determinado solvente e queno se volatilizam durante a evaporaodo mesmo. O n-hexano o solventenormalmente utilizado para os examesrelacionados na engenharia sanitria.

6 PRINCPIOS

Inicialmente, a amostra acidificadapara promover a quebra da emulso efacilitar a separao do leo.

Em seguida, passa-se a amostra emfiltro constitudo de malha de musseline,papel de filtro e suspenso auxiliar deterra diatomcea. A filtrao da amostra feita com o auxlio de um funil deBuchner acoplado a kitassato e bombade vcuo. O filtro com o material oleosoretido dobrado e introduzido nocartucho de extrao., que vai parasecagem em estufa a 103 C. Aps asecagem, o cartucho introduzido noextrator. O extrator conectado em umbalo de vidro contendo o solvente, cujatara conhecida. O balo mantidosobre chapa de aquecimento queprovoca a evaporao do solvente e ocontato com o material oleoso daamostra, provocando o seu arraste.Conecta-se um condensador na outraextremidade do extrator e a circulaode gua fria provoca a condensao dosolvente e o seu retorno ao balojuntamente com o leo arrastado. Aps80 ciclos de extrao (o que levaaproximadamente 4 horas), retira-se obalo com o solvente contendo o leodissolvido, promovendo-se em seguida adestilao do solvente. Aps estaoperao, o balo permanece com oleo impregnado e pesado novamenteem balana analtica. A diferena demassa entre o balo com o leoimpregnado e o balo vazio, relativa quantidade de amostra filtrada no incioda anlise, corresponde concentraode material solvel em n-hexano daamostra.Os cidos graxos de alto peso molecularso relativamente insolveis na gua eso separados com outros componentesde leos e graxas no procedimento defiltrao do teste.A filtrao considerada uma prticaaceitvel, por separar efetivamente osmateriais normalmente referidos comoleos e graxas e deixar escapar osmateriais solveis e de baixo pesomolecular, que no representam grandesconseqncias. A secagem do materialfiltrado permite que o solvente penetrerapidamente na amostra e realize aseparao dos leos e graxas dentro deperodo normal de 4 horas de extrao.A secagem tambm permite eliminar apossibilidade de que quantidadesexcessivas de gua sejam carregadas


10/06/1997 3

para o extrator e, portanto, simplificandoo procedimento.O mtodo tambm pode ser adaptadopara lodos. Os lodos apresentamnormalmente caractersticas econsistncias que dificultam a filtrao eexigem longos perodos de secagempara a extrao do solvente. Oprocedimento padro adotado consistena tcnica de desidratao qumica, queelimina a necessidade de filtrao esecagem. O mtodo consiste na tomadade peso de uma quantidade definida deamostra, acidificao para a liberao decidos graxos e a adio de umaquantidade suficiente de MgSO4.H2Opara combinar com a gua livre para aformao de compostos altamentehidratados, sendo principal oMgSO4.7H2O. A amostra com guaquimicamente ligada ento pulverizadapara facilitar a extrao de leos egraxas. O extrator Soxhlet usado paraseparar os leos e graxas doMgSO4.7H2O e da matria orgnica.

7 REAES

Os cidos graxos esto entre asprincipais substncias classificadascomo leos e graxas. Os cidos graxosocorrem principalmente na formaprecipitada de sabes de clcio emagnsio e, portanto, insolveis nossolventes. As amostras so acidificadascom cido clordrico em pH prximo a 1para a liberao de cidos graxos livres.A reao envolvida pode serrepresentada pela equao:

Ca (C H COO) + 2H 2C H COOH + Ca17 35 2+

17 352+

8 REAGENTES

8.1 Lista de reagentes- cido clordrico, HCl, p.a.;- slica diatomcea;- n-hexano, CH3(CH2)4CH3 p.a., pontode ebulio igual a 69C: No usarrecipiente plstico para transportar ouarmazenar este solvente;- sulfato de magnsio mono-hidratado,MgSO4.H2O: secar o reagente em estufaa 150 C durante 12 horas;8.2 Soluo de cido clordrico, HCI 1:1:Adicionar, lentamente e sob agitao,

500 mL de cido clordrico HCl p.a. em500 mL de gua deionizada;8.3 Suspenso de terra diatomcea:Suspender 10 g de slica diatomceap.a. em 1000 mL de gua deionizada;8.4 Sulfato de magnsio mono-hidratado, MgSO4.H2O: secar o reagenteem estufa a 150 C durante uma noite.

9 VIDRARIAS, MATERIAIS E EQUI-PAMENTOS

9.1 Vidrarias- bcheres de 150, 1000 e 2000 mL;- balo de fundo chato, gargalo curto,junta esmerilhada de 250 mL;- conjunto de extrao Soxhlet;- pipeta volumtrica de 1mL;- funil de Buchner de 12 cm dedimetro;- kitassato de 1000 mL;- provetas de 100; 250, 500 e 1000mL;- bagueta;- pipetas graduadas;- vidro de relgio com 10 cm dedimetro;- dessecador;

9.2 Materiais- cartucho de extrao;- papel de filtro Whatman n40 ousimilar;- filtro de musseline, dimetro de 11cm;- almofariz e pistilo;- pinas.

9.3 Equipamentos- aparelho de destilao;- bomba de vcuo;- agitador magntico;- estufa;- balana analtica com preciso de0,1mg;

9.4 Limpeza e preparao de vidrariasToda vidraria deve ser lavada comsoluo extran. Em seguida lavar avidraria com soluo sulfocrmica eenxagu-la com gua.

10 COLETA DE AMOSTRAS

Amostras de gua, esgoto ou guaresidurias so coletadas em frasco de


4 10/05/1997

vidro, boca larga, tampa esmerilhada,capacidade de 1000mL, tendo-se cuida-do de no ench-lo completamente,deixando um espao livre entre o lquidoe a tampa do frasco.As amostras podero ser preservadaspor 28 dias pela adio de cidoclordrico at pH 2,0 e refrigerao a4C.Para as amostras de lodo noanalisadas dentro do perodo de 2 horas,preservar com 1ml de HCl p.a. / 80g deamostra e sob refrigerao a 4 C.

11 PROCEDIMENTO

11.1 Mtodo A: para amostras lquidasPara fins didticos, o procedimento serdividido em itens:a) preparao das vidrarias

- deixar em refluxo todo o sistema,inclusive o cartucho de extrao, oextrator e o balo de fundo chato de 250mL, durante 1 hora utilizando-se 170 mLde n-hexano;- aps a simulao, deixar o balo defundo chato de 250 mL, o cartucho deextrao e o extrator na estufa a 70Cat evaporar todo o solvente;- deixar o balo esfriar em dessecador,pesar e anotar P0;- o balo no deve ser manuseadodiretamente com as mos e sim atravsde pina, pois pode haver absoro dagordura da mo e ocorrer alterao nopeso inicial durante o teste.

b) filtrao e secagem da amostra

- para o procedimento descrito aseguir, executar um controle de umaprova me branco, utilizando um volumede 1000 mL de gua deionizada;- transferir a amostra, do frasco decoleta, para um bcher de 2000 mL;- caso a amostra no tenha sidopreservada anteriormente, adicionarcido clordrico HCI p.a. at obter pH 2,0;- deixar a amostra em agitaomagntica por aproximadamente 30minutos e transferir para uma provetade 250, 500 ou 1000 mL, dependendodas caractersticas da amostra;

- montar o conjunto de filtraoacoplando-se o funil de Buchner a umkitassato e este a bomba de vcuo;- colocar o filtro de musseline no funilde Buchner e fix-lo com guadeionizada;- colocar o papel de filtro sobre o filtrode musseline e fix-lo com guadeionizada;- adicionar no funil de Buchner, comuma proveta, 100 mL de suspenso deterra diatomcea, uniformemente eaplicando-se vcuo no sistema;- filtrar 1000 mL de gua deionizada nofunil de Buchner;- para a amostra acidulada da proveta,anotar o volume a ser filtrado - V(mL) eexecutar a filtrao no funil de Buchner;- secar bem a amostra atravs daaplicao do vcuo;- retirar do funil de Buchner, com oauxlio de pinas, o papel de filtro com oresduo e transferi-lo a um vidro derelgio;- adicionar no vidro de relgio omaterial que aderiu ao filtro demusseline;- limpar o funil de Buchner compedaos do papel de filtro umedecidosno solvente e transferi-los tambm parao vidro de relgio;- inserir todo o material do vidro derelgio no cartucho de extrao;- retirar todo material impregnado dovidro de relgio com um pedao depapel de filtro umedecido com o solventee transferi-lo ao cartucho de extrao;- levar o cartucho estufa (103C) por30 minutos ou at a secagem;

c) Extrao dos leos e graxas- adicionar 150 mL de n-hexano,atravs de uma proveta, no balo de 250mL;- introduzir o cartucho no extrator econect-lo ao balo;- conectar o conjunto extrator-balo nocondensador do aparelho de Soxhlet;- regular a temperatura tal que a taxade extrao seja de 1 ciclo a cada 3minutos;


10/06/1997 5

- deixar o sistema em refluxo por 4horas;d) Destilao do solvente

- retirar o balo-extrator do conjunto deextrao;- desconectar o extrator do balo eretirar o cartucho de extrao;- transferir o n-hexano que sobrou noextrator ao balo;- conectar o balo num sistema dedestilao;

- destilar o solvente a uma temperaturade 70C, deixando aproximadamente10mL do n-hexano no balo,podendo-se utilizar o sistemailustrado na figura 11.1;- aps a destilao ter finalizado,transportar o balo para a estufa edeix-lo por pelo menos 30 minutos a70C. Este tempo de secagem dosolvente pode variar dependendo do tipode esgoto industrial. Deve-se garantir asecagem total do solvente na amostra,podendo-se optar por deixar em estufa a70C por um perodo de 12 horas;- Deixar o balo esfriar em dessecador;- Pesar e anotar o P1.

Recipientecom gua fria

Recipiente com gua a 70 C

Balo de fundochato de 125 mL

Adaptador de destilao

Adaptadorde vcuo

Figura 11.1 Aparelho de destilao pararecuperao do solventeFonte: American Public HealthAssociation (1995)

11.2 Mtodo B para amostras de lodo- Determinar o teor de slidos secos dolodo, conforme NTS 030:1997/Slidos;- caso a amostra no tenha sidoacidificada na coleta, adicionar 1 ml HClconc. p.a. para cada 80g de amostra;

- Pesar 20 0,5g de lodo em umbcher de 150 ml ;- Acidificar a amostra com HCl conc.at pH 2,0.- Adicionar 25g de MgSO4.H2O naamostra;- Misturar;- Aguardar 30 minutos;- transferir os slidos para o almofariz etritur-los com o pistilo;- Inserir o material triturado no cartuchode extrao;- Limpar o bcher e o almofariz compedaos de papel de filtro Whatman no

40 ou equivalente umedecido com osolvente e introduzi-los no cartucho;- continuar o ensaio conforme o itensb), c) e d) do item 11.1;

12 EXPRESSO DE RESULTADOS

12.1 Mtodo A

mg de MSH / L = (P - P ) x 10

V1 0

6

onde,MSH = material solvel em n-hexano;P0 = massa inicial em gramas;P1 = massa final em gramas;V = volume da amostra em mL.

12.2 Mtodo B

% de material solvel emn-hexano em relao aos

slido secos

ganho de peso nobalo(g)

peso de slidos daamostra (g) x teor de

slidos secos dolodo(%)

= x 100


6 10/05/1997

13 Representao esquemtica do Procedimento

Simular uma extrao,submetendo todo o sistema,

inclusive o cartucho de extrao, o extrator e o balo, durante 1 hora

utilizando-se 170 mLde n-hexano

acidificar a amostraat pH 2, caso no

tenha sido preservadaanteriormente

Deixar a amostra sobagitao magntica por voltade 30 min e transferir parauma proveta. Em paralelo,separar 1000 ml de gua

deionizada para a realizaode uma prova em branco

Montar o conjunto defiltrao

Colocar o filtro de musseline,o papel de filtro e asuspenso de terra

diatomcea no funil deBuchner

Filtrar 1000 mL degua deionizada

transferir a amostrapara um bcher

Aps a simulao, deixar obalo, o cartucho e o extrator

na estufa a 70C atevaporar todo o solvente.

Anotar o volume de amostraacidulada a ser filtrado e

executar a filtrao

Aps a secagem realizada avcuo, retirar do funil o papel

de filtro com o resduo,limpar o funil com papel de

filtro umedecido em n-hexano e tranferir para um

vidro de relgio

Transferir o material do vidrode relgio para o cartucho de

extrao

Levar o cartucho de extrao estufa a 103C durante 30

minutos

Adicionar 150 mL de n-hexano no balo

Introduzir o cartucho noextrator

Conectar o conjunto extrator-balo no condensador do

aparelho de Soxhlet

Regular a temperatura demodo a se ter uma taxa de

extrao de 1 ciclo a cada 3minutos e durante 4 horas

Desconectar obalo do extrator eretirar o cartucho

de extrao

Transferir o n-hexano que sobroudo extrator para o

balo

Conectar o balono sistema de

destilao

Destilar o solventea 70C

Aps a destilao,transportar o balo

para a estufa edeix-lo 30 min a

70C

Deixar o baloesfriar em

dessecador e emseguida anotar o

peso P1

Calcular e anotar oresultado em planilha

apropriada


10/06/1997 7

14 BIBLIOGRAFIA

American Public Health Association.Standard Methods for the Examination ofWater and Wastewater, 19th edition,1995.CETESB. Legislao estadual, controleda poluio ambiental, Estado de SoPaulo; Srie legislao, So Paulo,1991.Metcalf & Eddy, Inc. WastewaterEngineering - Treatment, Disposal andReuse, third edition. McGraw-Hill bookCo, 1991.

Morita D.M., Piveli, R.P. Apostila doCurso de Caracterizao de guaResidurias/Material solvel em n-hexano; SABESP. 1996.Morita, D.M.; Garcia Jr, A.D. Apostila doCurso Metodologia analtica bsica paraguas. Fundao Centro Tecnolgico deHidrulica, 1993.Sawyer, C.N.; McCarty, P.L. Chemistryfor Environmental Engineering, thirdedition. McGraw-Hill book Co,1978

LEOS E GRAXAS

Consideraes finais:

1) Esta norma tcnica agrega informaes de diversas normas da ABNT;2) Esta norma tcnica seguiu as orientaes dadas na ISO 78/2 International

Standard Layouts for standards Part 2: Standard for chemical analysys,first edition, 1982.

3) Tomaram parte na elaborao desta Norma.

REA UNIDADE DETRABALHO

NOME

A AANG Jos Henrique da Silva O AguiarA AELS Hideki AbeA AEOB Vera Lcia de Andrade AguiarA APQG Edvaldo SorriniI IGTC Orlando A Cintra FilhoL LBTC Marco Antnio Silva de OliveiraM MCEC Maria Teresa BerardisT TDD Marcelo Kenji MikiT TGTT Rosane Ebert


10/06/1997

Sabesp - Companhia de Saneamento Bsico do Estado de So PauloDiretoria Tcnica e Meio Ambiente - TSuperintendncia de Pesquisa e Desenvolvimento Tecnolgico - TDDepartamento de Servios Tecnolgicos e Acervo - TDSDiviso de Normalizao Tcnica - TDSN

Rua Dr. Carlos Alberto do Esprito Santo, 105 - CEP 05429-100So Paulo - SP - BrasilTelefone: (011) 3030-4806 / FAX: (011) 3030-4091E-MAIL : [email protected]

- Palavras Chave:leos e Graxas, esgoto, anlise fsico-qumica, material solvel em n-hexano

- 07 pginas

Documents

NTS005