Assessment of hazardous properties in wastes: HP 14 ecotoxicity

Abstract

A correta gestão dos resíduos é crucial para proteger a saúde humana e o ambiente. Neste âmbito, é essencial avaliar a característica de perigosidade HP 14 (ecotoxicidade) dos resíduos. Na UE, esta avaliação tem sido realizada com base na sua composição química, não sendo tão prática e apropriada como seria desejável. Uma bateria de biotestes seria uma abordagem mais realista. No entanto, ainda não existem orientações para uma avaliação prática da HP 14 a nível da UE. O presente estudo tem como objetivo avaliar a adequação de uma metodologia prática e confiável para classificar os resíduos em relação a HP 14. Foram analisados dois casos de estudos: cinzas volantes de carvão (CFA) e resíduos de licor verde (GLD) da indústria de pasta de papel. Para uma avaliação mais completa, foi realizada uma análise com base na composição química dos resíduos utilizando o software ClassifyMyWasteTM e considerando as amostras deste estudo e dados da literatura. No entanto, o estudo focou-se na análise biológica no qual foram realizados cinco biotestes em ambiente aquático, utilizando: a bactéria Aliivibrio fischeri, a alga Raphidocelis subcapitata, a macrófita Lemna minor, a cladocera Daphnia magna e a planta Lepidium sativum L. Os eluatos dos resíduos foram preparados seguindo a norma europeia EN 12457-2.Na análise química, 57% das simulações para CFA e 75% das simulações para GLD resultaram em "H" ("Possível Perigo") em relação a HP 14, incluindo as amostras deste estudo. Na análise biológica, para CFA foram observadas baixas inibições para a maioria dos parâmetros avaliados. Daphnia magna foi o organismo mais sensível neste caso. No entanto, a correção do pH parece ser uma possível solução para reduzir o seu efeito inibitório. Por outro lado, GLD mostrou elevado potencial ecotóxico, uma vez que foi observada uma elevada inibição em comparação com o controlo em vários parâmetros avaliados. Os valores de EC50 obtidos tiveram por base razões L/S elevadas, isto é, baixa concentração do resíduo. Lepidium sativum L., Lemna minor e Daphnia magna foram os organismos mais sensíveis neste caso. A correção do seu elevado pH não parece ser uma solução para este resíduo devido à sua elevada alcalinidade. Esta metodologia parece ser útil, fornecendo resultados relevantes para a avaliação da HP 14, e a bateria de biotestes escolhida pode ser uma boa opção para representar o ambiente aquático neste contexto.

The correct management of wastes is crucial to protect human health and the environment. Thus, it is essential to assess the hazard property HP 14 (ecotoxicity) of wastes. In the EU, this assessment has been performed based on wastes chemical composition which is not as practical and appropriate as would be desirable. A battery of biotests would be a more realistic approach. However, guidelines for a practical assessment of HP 14 at EU level are still lacking. This study aims at evaluating the suitability of a practical and reliable methodology to classify wastes in relation to HP 14. Two case studies were analysed: coal fly ash (CFA) and green liquor dregs (GLD). For a more complete evaluation, an analysis based on the chemical compositions of the wastes was performed using ClassifyMyWasteTM software and the samples of this study and from the literature data were considered. However, the study focused on the biological analysis in which five biotests in the aquatic environment were performed, using: the bacterium Aliivibrio fischeri, the alga Raphidocelis subcapitata, the macrophyte Lemna minor, the cladocera Daphnia magna and the plant Lepidium sativum L. The wastes eluates were prepared following the European standard EN 12457-2. In the chemical analysis, 57% of the simulations for CFA and 75% of the simulations for GLD resulted in "H" ("Possible Hazard") regarding HP 14, including the samples of this work. In the biological analysis, for CFA low inhibitions were observed for most parameters evaluated. Daphnia magna was the most sensitive organism in this case. However, pH adjustment appears to be a possible solution to reduce its inhibitory effect. On the other hand, GLD showed high ecotoxic potential since high inhibition compared to control was observed in several parameters evaluated. The EC50 values obtained corresponded to high L/S ratios, i.e., low concentration of waste. Lepidium sativum L., Lemna minor and Daphnia magna were the most sensitive organisms in this case. The correction of its high pH does not seem to be a solution to this waste due to its high buffer capacity. This methodology seems to be useful providing relevant results for HP 14 assessment and the chosen battery of biotests may be a good choice to represent the aquatic environment in this context.