Preliminary characterization and ecotoxicity assessment of paperboard industry waste

Authors

  • Nádia da Silva Universidade Federal de Santa Catarina, Campus de Curitibanos
  • Júlia Carina Niemeyer Universidade Federal de Santa Catarina, Campus de Curitibanos
  • Joni Stolberg Universidade Federal de Santa Catarina, Campus de Curitibanos

DOI:

https://doi.org/10.5965/223811711912020122

Keywords:

ecotoxicological testes, cardboard industry, ETE sludge.

Abstract

Paper and paperboard industry generate solid waste that demands correct treatment or disposal. The objective of this work was to characterize the solid waste of two paperboard industries located in Santa Catarina and to assess its ecotoxicity. The characterization involved the determination of moisture, ashes, and cellulose content. Ecotoxicity tests included avoidance behavior tests with earthworms (Eisenia andrei), reproduction tests with collembolans (Folsomia candida), and a test of germination and growth of roots of lettuce (Lactuca sativa). Results of the ecotoxicity tests were assessed using ANOVA followed by tests of Tukey and Dunnett and Fisher exact test (p<0.05). Wastes 1 and 2 presented moisture of 87.23 and 60.80%, ashes 11.18 and 55.12%, and cellulose 59.34 and 66.78%, respectively. Avoidance and reproduction tests did not indicate ecotoxicity for earthworms and collembolans when compared to the soil from pinus plantation. Concerning lettuce root growth, Waste 1 showed toxicity for the concentrations of 100, 75, and 50% of its elutriate. The results indicated that the wastes have chemical, physical, and ecotoxicological characteristics that may be restrictive for their application on agricultural soils.

Author Biographies

Nádia da Silva, Universidade Federal de Santa Catarina, Campus de Curitibanos

Programa de Pós-Graduação em Ecossistemas Agricolas e Naturais (PPGEAN)

Júlia Carina Niemeyer, Universidade Federal de Santa Catarina, Campus de Curitibanos

Programa de Pós Graduação em Ecossistemas Agrícolas e Naturais (PPGEAN)

Joni Stolberg, Universidade Federal de Santa Catarina, Campus de Curitibanos

Departamento de Ciências Naturais e Sociais

References

ABNT. 2003. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 13999. Papel, cartão, pastas celulósicas e madeira: determinação do resíduo (cinza) após a incineração a 525 °C. 4p.

ABNT. 2004a. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10004. Resíduos sólidos - Classificação. 71p.

ABNT. 2004b. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 10007. Amostragem de resíduos sólidos. 21p.

ABNT. 2004c. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 15469. Ecotoxicologia - Coleta, preservação e preparo de amostras. 16p.

ABNT. 2011a. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR ISO 17512-1. Qualidade do solo - Ensaio de fuga para avaliar a qualidade de solos e efeitos de substâncias químicas no comportamento. Parte 1: Ensaio com minhocas (Eisenia fetida e Eisenia andrei). 26p.

ABNT. 2011b. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR ISO 11267. Qualidade do solo - Inibição da reprodução de Collembola (Folsomia candida) por poluentes do solo. 18p.

ABREU HS et al. 2006. Métodos de análise em química da madeira. Floresta e Ambiente 5: 1-20.

ALVES I et al. 2012. Gerenciamento dos resíduos sólidos: estudo de caso de uma indústria de papel tissue em Campina Grande - PB. Engenharia Ambiental 9: 51-61.

ANDRADE LF et al. 2010. The effect of cyanide compounds, fluorides aluminum, and inorganic oxides present in spent pot liner on germination and root tip cells of Lactuca sativa. Ecotoxicology and Environmental Safety 73: 626-631.

BAGLIANO RV. 2012. Principais organismos utilizados como bioindicadores relatados com uso de avaliadores de danos ambientais. Revista Meio Ambiente e Sustentabilidade 2: 24-40.

BRACELPA. 2011. Associação Brasileira de Celulose e Papel. Dados do setor. Brasília: BRACELPA. 60p.

BROWN GG et al. 2015. Biodiversidade da fauna do solo e sua contribuição para os serviços ambientais. In: PARRON ML et al. (Ed.). Serviços ambientais em sistemas agrícolas e florestais do Bioma Mata Atlântica. Brasília: Embrapa. p.122-154.

CANDELLO FP. 2014. Comportamento de fuga de minhocas na presença do antimicrobiano sulfadiazina em solo. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Campinas: Unicamp. 96p.

CARDOSO EJBN & ALVES PRL. 2012. Soil Ecotoxicology. Ecotoxicology 33: 27-50.

CESAR RG et al. 2013. Disposição continental de resíduos de mineração de carvão: drenagem ácida, ecotoxicidade aguda e biodisponibilidade de metais. Ecotoxicology Environmental. Contamination 8: 51-61

CROUAU Y et al. 2002. The use of Folsomia candida (Collembola, Isotomidae) in bioassays of waste. Applied Soil Ecology 19: 65-70.

DE SILVA PMCS & GESTEL CAM. 2009. Comparative sensitivity of Eisenia andrei and Perionyx excavatus in earthworm avoidance tests using two soil types in the tropics. Chemosphere 77: 1609-1613.

DI BERNARDO L & DANTAS Â.DB. 2005. Métodos e técnicas de tratamento de água. 2.ed. São Carolos: Rima. 788p.

ESPERANÇA ESM. 2013. Serviços ecossistêmicos de um campo agrícola: efeitos da fertilização. Dissertação (Mestrado em Toxicologia e Ecotoxicologia). Portugal: Universidade de Aveiro. 92p.

FARIA ÁBC et al. 2015. Disponibilidade de macronutrientes em Eucalyptus saligna cultivados com lodo de papel reciclado. Floresta 45: 261-272.

FERREIRA AMC. 2012. Aplicação de resíduos de lodo de papel na preparação de compósitos com cinza de madeira e cal residual: caracterização e ensaios normatizados. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica). Curitiba: UFPR. 77p.

FRANCO HA et al. 2016. Aplicação de lixiviado de aterro sanitário em substrato para produção de mudas florestais: uma abordagem ecotoxicológica. In: IV CBRA. Congresso Brasileiro de Reflorestamento Ambiental. Anais... Rio de Janeiro: Reflorestamento Ambiental. p.113-117.

GOMES LS et al. 2012. Ecotoxicity of Sludges Generated by Textile Industries: A Review. Journal of the Brazilian Society of Ecotoxicology 7: 89-96.

GUAITOLINI M. 2014. Estudo da queima do lodo secundário da indústria de celulose em caldeira de leito fluidizado. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Celulose e Papel). Viçosa: UFV. 52p.

IBÁ. 2017. Indústria Brasileira de Árvores. Relatório 2017. São Paulo: IBÁ. 80p.

KAWATOKO IES & RIZK MC. 2010. Tratamento do lodo gerado na indústria de reciclagem de papel por compostagem. Estudos Tecnológicos 6: 68-81.

KAWATOKO IES & RIZK MC. 2011. Propostas de tratamento para o lodo de reciclagem de papel em uma indústria de pequeno porte. Engenharia Ambiental 8: 52-68.

LEPSCH IF. 2011. 19 lições de pedologia. 1.ed. São Paulo: Oficina de Textos. 456p.

ODA TYR. 2017. Produção, caracterização e aplicação de carvão ativado a partir de lodo biológico de indústrias têxtil e de papel. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil). Viçosa: UFV. 104p.

PINHEIRO RM. 2008. Reciclagem de resíduo proveniente da produção de papel em cerâmica vermelha. Revista Matéria 13: 220-227.

PIRES AMM & MATTIAZZO ME. 2008. Avaliação da Viabilidade do Uso de Resíduos na Agricultura. Jaguariúna: Embrapa. 9p.

R DEVELOPMENT CORE TEAM. 2013. R: A Language and Environment for Statistical Computing. Vienna: R Foundation for Statistical Computing.

RASBAND WS. 1997. ImageJ. Maryland: National Institutes of Health.

RODRIGUES-CORRÊA KCS et al. 2017. Dual allelopathic effects of subtropical slash pine (Pinus elliottii Engelm.) needles: Leads for using a large biomass reservoir. Elsevier 108: 113-120.

SANTOS FEV et al. 2013. Formação de mudas de Eucalyptus urophylla S.T. Blake com utilização de resíduo sólido orgânico urbano. Enciclopédia Biosfera 9: 1203-1214.

SCHNEIDER A & MÜHLEN CV. 2011. Caracterização cromatográfica de compostos orgânicos presentes nos resíduos provenientes de indústrias de reciclagem de papel e sua aplicação na produção de briquetes e carvão vegetal. Química Nova 34: 1556-1561.

SEGAT JC et al. 2015. Ecotoxicological evaluation of swine manure disposal on tropical soils in Brazil. Ecotoxicology and Environmental Safety 122: 91-97.

SMITH SR. 2009. A critical review of the bioavailability and impacts of heavy metals in municipal solid waste composts compared to sewage sludge. Environment International 35: 142-156.

STIJEPOVIC MZ & LINKE P. 2011. Optimal waste heat recovery and reuse in industrial zones. Energy 36: 4019-4031.

TOLEDO FHSF et al. 2015. Composto de resíduos da fabricação de papel e celulose na produção de mudas de eucalipto. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental 19: 711-716.

Published

2020-04-03

Issue

Section

Research Note - Multisections and Related Areas