ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: Avaliação da Capacidade de Adsorção de Fe(III) e Cu(II) pela Cinza da Casca do Arroz (CCA) em Soluções Aquosas
AUTORES: CHAVES, T.F. (UECE/FAFIDAM) ; SOUSA, D.N.R. (UECE/FAFIDAM) ; RODRIGUES, E.A. (FATEC/LIMOEI) ; GIRÃO, J.H.S. (UECE/FAFIDAM) ; QUEIROZ, Z.F. (UECE/FAFIDAM)
RESUMO: Alguns metais pesados são substâncias altamente tóxicas e não são compatíveis com a maioria dos tratamentos biológicos de efluentes existentes. A casca de arroz é um material fibroso composto principalmente de celulose, lignina e resíduo orgânico. O resíduo negro (CCA) produzido através de aquecimento é de difícil degradação, tornando-se um resíduo indesejável em grande quantidade. A cinza da casca do arroz, foi colocada em contato com diferentes soluções de Fe(III) e Cu(II) em diferentes concentrações. Após diferentes tempo a concentração foi medida e calculada a taxa de retenção do íon metálico. Foram obtidos valores de retenção superiores a 91% para as concentrações de 50 e 100 mg/L de Fe(III) e adsorções superiores a 98% para as concentrações de 50 e 100 mg/L de Cu(II).
PALAVRAS CHAVES: remoção, fe(iii) e cu(ii), cca
INTRODUÇÃO: Define-se como poluição qualquer alteração física, química ou biológica que produza modificação no ciclo biológico normal, interferindo na composição da fauna e da flora do meio. A poluição aquática, uma das mais sérias, provoca mudanças nas características físicas, químicas e biológicas das águas, as quais interferem na sua qualidade, impossibilitando o seu uso para o consumo humano (AGUIAR et al, 2002).
Os metais pesados reduzem a capacidade autodepurativa das águas, devido à ação tóxica exercida por estes elementos sobre os microrganismos responsáveis pela depuração natural em sistemas aquáticos. Uma elevada concentração de oxigênio na água nem sempre significa um indício de condições aeróbias saudáveis, podendo ser promovido pelo envenenamento com metais pesados, devido à formação de óxidos metálicos de uma determinada massa da água (BARROS et al, 2006).
A utilização da casca do arroz na geração de energia térmica é uma alternativa aplicável dos pontos de vista ambiental e tecnológica. Entretando essa queima gera um resíduo indesejável em grande quantidade. Diante disso, o presente estudo tem como objetivo principal avaliar a capacidade de adsorção de metais tóxicos pela cinza da casca do arroz produzida da queima em caldeiras.
MATERIAL E MÉTODOS: A cinza da casca do arroz que foi utilizada neste trabalho foi gentilmente cedida pela CIVAB – Cooperativa Central Agropecuária dos Irrigantes do Vale do Banabuiú LTDA (Alto Tiradentes, Morada Nova – Ce).
O resíduo retirado da caldeira, onde a casca é carbonizada para obtenção de energia, foi colocado em estufa e seco a em atmosfera de ar a 65 °C por 24 horas para a retirada da umidade residual presente na cinza.
As capacidades de adsorção foram estudadas em diferentes sistemas em repouso. O efeito da concentração inicial do íon metálico na capacidade de adsorção da cinza da casca do arroz foi determinado usando-se soluções com concentrações de 10, 50 e 100 mg/L de Fe(III) e Cu(II). Foram diluições a partir da Solução Padrão Tritisol Merck contendo 1000 mg/L do íon metálico para as concentrações desejadas. Para cada concentração, 1g de cinza da casca de arroz (seca a 65oC por 24 horas) foi adicionado a 20 mL de solução. Após diferentes tempos de contato (1, 3, 6, 12 e 24 horas), foram determinadas as concentrações de Fe(III) e Cu (II) no filtrado em um Espectrômetro de Absorção Atômica (Modelo Varian SpectrAA55, Austrália) com atomizador com chama ar-acetileno (6mL/min), comprimento de onda (λ) 248,3 nm, corrente da lâmpada de catodo oco 5 mÅ, abertura da fenda (slit) 0,2. A taxa de retenção do metal adsorvido foi calculada através do decréscimo da concentração dos íons metálicos no meio: Taxa de Retenção = [(Co - C)/Co)] x 100, onde Co e C são, respectivamente, as concentrações da fase aquosa antes e depois do período de tratamento.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Foi feita uma varredura na região do infravermelho entre 4000 cm-1 e 400 cm-1 do material. O resultado do espectro mostra as bandas características dos grupos funcionais presentes na cinza. Absorção entre 3400 e 2920 cm-1 indica a presença de grupamentos –OH, a confirmação em 1100 cm-1 mostra que são –OH de Silanóis (Si-OH) e Siloxános (Si -O-Si-OH ). Em 1600cm-1 corresponde a –C=O e C-OH, podendo apresentar aldeídos, cetonas e/ou ácidos carboxílicos. Duas absorções em 792 e 468 cm-1 indicam a presença de Si-H.
Os testes feitos com as soluções contendo Fe(III) mostraram resultados de adsorção superiores a 91% para as concentrações de 10 e 50 mg/L. Para tempos de contato maiores do que 3 horas com a solução de 10 mg/L de Fe(III), o equipamento não conseguiu fazer a determinação do íon metálico, por apresentar concentração bastante pequena no filtrado e estaria fora da área de detecção do aparelho. Diante desse resultado um suposto tratamento de água seria bastante eficaz, visto que a legislação atual considera aceitável concentrações de até 0,3 mg/L de Ferro. Para o Cu(II) os valores de retenção foram superiores a 98% para as concentrações de 50 e 100 mg/L. Nas 3 primeiras de contato tem-se os maiores valores de adsorção. Em tempos superiores a 3 horas não se observa alterações significativas nos valores de retenção para a concentração de 50 mg/L.
Por possuir grupamentos silanóis e siloxános, (Si – OH) e (Si-O-Si-OH), com hidroxilas trocáveis, e gupos Si-H também com hidrogênios trocáveis, bem como a estrutura cristalina que a cinza da casca do arroz apresenta, pode-se indicar como os motivos para tamanha eficiência na remoção de metais pesados.
CONCLUSÕES: Diante dos resultados, foi possível comprovar a elevada eficiência da cinza da casca do arroz como material adsorvente de Fe(III) e Cu(II). Assim, a utilização desse resíduo pode auxiliar nos processos de remediação em ambientes contaminados com esses metais, além de ser um material de baixo custo e bastante abundante.
AGRADECIMENTOS: Aos Laboratoristas e funcionários do Laboratório de Análise de Água e Efluentes e do Laboratório de Tecidos Vegetais da FATEC – Limoeiro do Norte.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: AGUIAR, M. R. M. P.; NOVAIS, A. C.; GUARINO, A. W. S.; Remoção de Metais Pesados de Efluentes Industriais por Aluminossilicatos. Quim. Nova, 2002. 25: p. 1145 – 1154.
BARROS, A. J. M.; Estudo termogravimétrico do processo de sorção de metais pesados por resíduos sólidos orgânicos. Eng. Sanit. Ambient. vol.11, Nº 2, Rio de Janeiro, 2006.
