ÁREA: Química Ambiental
TÍTULO: ESTUDO COMPARATIVO NA REMOÇÃO DE ÍONS CHUMBO (II) DE SOLUÇÕES AQUOSAS POR DIFERENTES ALUMINOSSILICATOS
AUTORES: SAQUETO, K.C. – CEMA/UFSCAR E DQ/UFSCAR;
ROSOLINO, R.M.– CEMA/UFSCAR E DQ/UFSCAR;
MACHADO, A.M.R.– UGR/CEMA/UFSCAR;
SALVADOR, N.N.B.– CEMA/UFSCAR E DECVIL/UFSCAR
RESUMO: Os Aluminossilicatos possuem a capacidade de reter diferentes cátions devido a sua estrutura composta por super cavidades. Assim, foi realizado um estudo sobre a retenção de metais pesados por diferentes aluminossilicatos. Foram utilizados como adsorvedores uma argila, a caulinita, e duas zeólitas sendo uma natural, a escolecita e a NaY afim de comparar seus respectivos potenciais de retenção.O processo de troca iônica foi realizado utilizando uma solução aquosa contendo o cátion metálico Pb(II), este estudo foi feito a pH 3 e 5 com agitação constante.Os testes de troca iônica indicaram um elevado poder de adsorção.A caulinita apresentou maior potencial de retenção, em média de 99,2%.Das zeólitas estudadas a mais eficiente foi a escolecita com 96,6% de retenção, contra 92,2% da NaY.
PALAVRAS CHAVES: escolecita, nay, caulinita
INTRODUÇÃO: O chumbo se encontra naturalmente na crosta terrestre em concentrações de aproximadamente 13mg/kg. Apesar de não ser um elemento comum nas águas naturais, o chumbo tem sido responsável por sérios problemas de intoxicação, devido ao fato de que é introduzido facilmente no meio ambiente. Mesmo em concentrações reduzidas, os cátions de metais pesados, uma vez lançados num corpo receptor, como por exemplo, em rios, mares e lagoas, ao atingirem as águas de um estuário sofrem o efeito denominado de Amplificação Biológica (RUPP,1996).
Visando a redução do impacto ambiental causado com o descarte de efluentes contaminados com metais pesados, métodos alternativos de baixo custo e mais eficientes no tratamento de águas e despejos têm sido desenvolvidos, por exemplo, a adsorção em aluminossilicatos, que promovam a retenção seletiva e reversível de cátions metálicos.Os principais componentes deste grupo são as argilas e as zeólitas (COTTON,1999).Neste trabalho foi desenvolvido um método viável para o tratamento de resíduos contendo metais pesados em baixas concentrações, gerados nos laboratórios de ensino e pesquisa da UFSCar, utilizando diferentes aluminossilicatos.
MATERIAL E MÉTODOS: As operações de troca iônica foram conduzidas de forma descontínua. Neste processo o adsorvedor foi agitado constantemente com a solução contendo o cátion Pb(II). Testou-se individualmente a capacidade de adsorção dos aluminossilicatos, a argila caulinita, a zeólita natural escolecita e com a zeólita sintética NaY. Os processos de troca iônica foram idênticos para os três adsorvedores.
Influência do tempo X pH
O efeito do pH na adsorção dos metais foi testado a temperatura ambiente ajustando-se o pH para 3,0, e 5,0 pela adição de soluções 0,1 molL-1 de NaOH, HNO3, na solução aquosa contendo o íon metálico.
Utilizou-se 2,0 g do aluminossilicato em pó (com aproximadamente 0,100 mm de diâmetro) em 60 mL de solução com concentração 50 mgL-1 de chumbo II (Pb(NO3)2). As medidas de pH das soluções foram realizadas com um pHmetro digital.
Após intervalos de 3 e 24 horas, foram retiradas alíquotas de 15 mL do meio reacional com o auxilio de uma seringa. Separou-se a fase liquida da sólida centrifugando a solução logo após a coleta.
Quantificação dos metais
A quantificação dos metais em solução foi feita através de um Espectrofotômetro de Absorção Atômica.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: De acordo com a literatura, como o alumínio apresenta valência (3+) menor do que a do silício (4+), a estrutura do aluminossilicato apresenta uma carga negativa para cada átomo de alumínio. Esta carga é balanceada por cátions alcalinos ou alcalino-terrosos, chamados de cátions de compensação, intersticiais ou trocáveis, normalmente o Na+, K+ ou Ca2+, que são livres para se moverem nos canais da rede e podem ser trocados por outros cátions em solução(AGUIAR,2002).
No processo de adsorção do íon Pb(II) podemos observar através da Tabela 1 que a retenção do íon metálico foi de 85,9% à 99,8%, esta faixa confirma uma ótima adsorção do Pb(II) pelos aluminossilicatos estudados.
TAB. 1: pH X tempo de contato indicando o percentual de retenção (%) do íon Pb(II) para os três adsorvedores.
pH Caulinita Escolecita NaY
3 h 24 h 3 h 24 h 3 h 24 h
3 99,8 99,6 99,5 96,7 96,4 87,1
5 97,6 99,8 97,7 92,5 99,6 85,9
A caulinita apresentou maior potencial de retenção, em média 99,2%. Das zeólitas estudadas a mais eficiente foi a escolecita com 96,6% de retenção em média, contra 92,2% da NaY, que apesar de ser sintética apresentou o menor potencial de retenção entre os aluminossilicatos estudados
CONCLUSÕES: Os aluminossilicatos estudados apresentaram uma elevada eficiência de adsorção dos cátions Pb(II). O pH tem um impacto significante na remoção dos metais, já que pode influenciar no caráter dos íons trocáveis e no da própria zeólita. Conclui-se que o melhor adsorvedor dentre os estudados foi a caulinita que apresentou 99,2% de retenção em média.
A elevada eficiência de remoção dos metais pesados pela caulinita e escolecita, aliado ao fato destes aluminossilicatos ocorrerem em abundância e de não serem impactantes ao meio ambiente, comprova a potencialidade destes materiais.
AGRADECIMENTOS:Os autores agradecem à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), (bolsa iniciação cientifica - processo n. 05/56802-1).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:AGUIAR, M.R.; NOVAES, A.C.; GUARINO, A.W. 2002. Remoção de metais pesados de efluentes industriais por aluminossilicatos, Química Nova, vol. 25, nº 6B, 1145-54.
COTTON, F.A.; WILKINSON, G.; Advanced Inorganic Chemistry, 6th ed., Wiley: New York, 1999.
RUPP, M. T. C. 1996.Tese de Doutorado, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Brasil.