ÁREA: Ambiental
TÍTULO: USO DE OSSO BOVINO PULVERIZADO COMO BIOFILTRO PARA RETENÇÃO DE METAIS TÓXICOS
AUTORES: ROBERTO S. BARBIÉRI (FAMINAS/UNIN) ; REIS,SAMUEL J. DE O. (UNINCOR) ; SILVA, VIVIANE, V. (UNINCOR) ; VIEIRA, CARLOS A. (UNINCOR) ; CARLOS DIAS, A. K. (UNINCOR) ; BARBIERI, CAIO P. (FAMINAS)
RESUMO: A hidroxiapatita, Ca5(PO4)3OH é material que pode ser eficiente na remoção de metais pesados em águas e solos poluídos. Rara na natureza constitui 30-70% da massa dos ossos e dentes. Decidiu-se verificar se osso triturado poderia ser utilizado para remover metais pesados e/ou tóxicos em solução aquosa. Amostras de osso bovino foram colocadas em meios contendo Pb2+, Cd2+ e Hg2+ a 1,00 10-3, 1,00 10-2 e 1,00 10-1 mol L-1, tendo sido observado que num período de até 3 h de contato, respectivamente aos íons metálicos e suas concentrações, 65%, 78% e 85% de eficiência.
PALAVRAS CHAVES: filtro biológico; tratamento de efluentes; metais pesados.
INTRODUÇÃO: O osso é uma forma especializada de tecido conjuntivo, de origem mesenquimatosa, que apresenta sua matriz extracelular mineralizada, o que confere notável rigidez e força ao esqueleto, mantendo, ao mesmo tempo, certo grau de elasticidade. Além de funções de suporte e proteção, participa na manutenção da homeostase de cálcio e de outros íons, como Mg+2, no organismo (MARKS; HERMEY, 1996). Sua composição varia com a espécie, a idade, o tipo estrutural e se este foi ou não acometido por alguma doença (SEAL; OTERO; PANITCH, 2001). Os sais depositados na matriz orgânica do osso, principalmente cálcio e fosfato, formam os cristais de hidroxiapatita, significativos constituintes da matriz inorgânica. O componente inorgânico é responsável pela homeostase de íons fundamentais para uma variedade de funções fisiológicas como condução do impulso nervoso, contração da musculatura, além de outras reações bioquímicas importantes. Estruturalmente, suas propriedades mecânicas resultam da impregnação da matriz orgânica, principalmente colágeno tipo I, com os cristais de hidroxiapatita (LAWRENCE; RODAN, 1999). O tecido ósseo, em função de sua composição e organização, alia características de resistência mecânica à compressão, à tensão, como também resiliência. Os componentes orgânicos e inorgânicos, bem como as organizações das fibras colágenas, dos canais de Havers e do trabeculado ósseo, são responsáveis pela manutenção dessas características (GRIGGS; KISHE; LE, 1996; DOROZHKIN, 2007). Em vista de suas características intrínsecas, o tecido ósseo pode incorporar e/ou fazer trocas iônicas com o meio ambiente, propriedade explorada neste trabalho, que visa sua utilização como biofiltro para metais tóxicos e pesados em solução aquosa.
MATERIAL E MÉTODOS: As amostras de osso bovino foram recolhidas no Abatedouro Municipal de Lima Duarte-MG, tendo sido escolhidos ossos longos, partes de costela e fêmures, que foram previamente raspados para a remoção de eventuais fragmentos de tecidos moles ainda aderidos aos mesmos. Em face das dificuldades em pulverizar ossos verdes, foram expostos ao tempo, pendurados em varal, por um período de sessenta dias, como critério para a desidratação dos mesmos. Os ossos foram serrados em pedaços adequados e triturados. Após homogeneização, foram separados cerca de cinco quilos de osso pulverizado in natura, reservados para a realização do experimento. Alíquotas de 50,0 mL de soluções de Cd(NO3)2, de Cd(NO3)2 e de Hg(NO3)2 foram transferidas para béqueres de 100 mL, aos quais foram adicionados 10,0 g do osso pulverizado in natura. Para cada concentração foram montados três sistemas, todos em triplicata, para avaliação da absorção dos íons metálicos depois de 1, 2 e 3 horas de exposição do osso pulverizado às soluções. Durante o tempo de exposição, as soluções foram mantidas a pH 6, controlado pela adição de solução 0,01 mol L-1 de NaOH durante o processo, monitorado com o uso de um pHmetro. Ao final dos tempos de exposição de 1, 2 e 3 horas, os sobrenadantes dos sistemas foram titulados volumetricamente com as soluções 1,0 10-1, 1,0 10-2 e 1,0 10-3 mol L-1 de Na2EDTA, respectivamente, para determinação das quantidades dos íons metálicos remanescentes nas mesmas. Como referência, foram preparados em triplicata, sistemas contendo 10,0 g de osso bovino em 50,0 mL de água destilada. Para a avaliação estatística dos dados obtidos foram realizados testes de Tukey, usando-se o programa SANEST - Sistema de Análise Estatística, desenvolvido no Instituto Agronômico de Campinas (ZONTA; MACHADO, 2007).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Em relação à solução de Pb(NO3)2, constatou-se que, com a diluição da solução, ocorreu redução na absorção do chumbo a 5% de probabilidade. Em relação à interação tempo x concentração, no tempo 1,0 h, a absorção de chumbo diminuiu significativamente com a diluição da solução. O mesmo aconteceu no tempo 2,0 h. No tempo 3,0 h, diferentemente dos demais tempos, a absorção foi menor na solução mais diluída. Entretanto, entre as concentrações 1,0 10-1 e 1,0 10-2 mol L-1 não houve diferença significativa entre a absorção neste tempo. Verificou-se que o tempo de exposição interferiu na absorção do chumbo independentemente da concentração da solução, ou seja, nas três concentrações estudadas, à medida que se aumentou o tempo de exposição, aumentou-se significativamente a absorção do chumbo. Para a solução de Cd(NO3)2, com a diluição da solução, ocorreu redução na absorção do cádmio a 5% de probabilidade. Em relação à interação tempo x concentração, percebeu-se que, em todos os tempos avaliados, a absorção de cádmio diminuiu significativamente com a diluição da solução. Verificou-se, também, que o tempo de exposição interferiu na absorção do cádmio independentemente da concentração da solução, ou seja, nas três concentrações estudadas, à medida que se aumentou o tempo de exposição, aumentou-se significativamente a absorção do cádmio. Em relação à solução de Hg(NO3)2, constatou-se que, com a diluição da solução, ocorreu redução na absorção do mercúrio a 5% de probabilidade. Em relação à interação tempo x concentração, nos tempos 1,0 e de 3,0 h, a absorção de mercúrio diminuiu significativamente com a diluição da solução. No tempo 2,0 h, a absorção foi curiosamente maior na concentração 1,00 10-2 mol L-1, seguidas das concentração 1,00 10-1 mol L-1 e 1,00 10-3 mol L-1.
CONCLUSÕES: Há um potencial significativo para utilização de osso bovino pulverizado como filtro biológico para tratamento de efluentes industriais contaminados com metais tóxicos. Na continuidade do trabalho pretende-se estudar as formas de absorção/adorção dos íons metálicos pelo osso e os possíveis sítios destes metais nas amostras de osso. Também se destaca como alvo para estudos posteriores, a questão da especiação dos metais pesados entre os diversos tecidos humanos, principalmente pela maior capacidade de retenção de íons metálicos por matrizes ósseas em relação aos demais tecidos.
AGRADECIMENTOS: À Universidade Vale do Rio Verde (UninCor), de Três Corações-MG, e à Faculdade de Minas (FAMINAS), de Muriaé-MG, pelo apoio concedido.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: DOROZHKIN, Sergey V. Calcium orthophosphates. Norwell, Journal of Materials Science, v. 42, p. 1061-1095, 2007.
GRIGGS, J. A.; KISHEN, A.; LE, K. N. Mechanism of strength increase for a hydrothermal porcelain. Kidlinton, Dental Materials, v. 19, n. 7, p. 625-31, nov. 1996.
LAWRENCE, G. R.; RODAN, G. A. Embriology and cellular biology of bone. In: Metabolic bone disease and clinically related disorders. 3th ed. California : Academic Press, 1999.
MARKS, S. C.; HERMEY, D. C. The structure and development of bone. In: BILEZIKIAN, J. P.; RAISZ, L. G.; RODA, G. A. Principles of bone biology. California : Academic Press, 1996. p. 3-14.
SEAL, B. L.; OTERO, T. C.; PANITCH, A. Polymeric biomaterials for tissue and organ regeneration. Amsterdam, Materials Science & Engineering R, Reports, v. 34, n. 4/5, p. 147-230, 2001.
ZONTA, Elio Paulo; MACHADO, Amauri Almeida. SANEST: sistema de análise estatística. Campinas : Instituto Agronômico de Campinas - IAC, 2007.
