ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: ESTUDO DO USO DO PÓ DE SERRAGEM DE CAMBARÁ (Vochysia guianensis), EUCALIPTO (Eucalyptus dunnii) E PINUS (Pinus taeda) NA ADSORÇÃO DE CROMO (VI) EM SOLUÇÃO AQUOSA
AUTORES: ALVES, N. C. B. (IFSP) ; MIRANDA JUNIOR, P. (IFSP)
RESUMO: Foi realizado um estudo comparativo das variáveis no processo de adsorção de cromo(VI) em solução aquosa, utilizando-se pó de serragem constituído de uma mistura de fibras de madeira dos tipos cambará, eucalipto e pinus como material adsorvedor. Foram analisadas as variáveis de concentração de cromo e de pH da solução aquosa, para avaliar a capacidade de adsorção da fibra estudada. Verificou-se que quanto menor a concentração do cromo e menor o pH da solução aquosa, maior a capacidade de adsorção do pó de serragem utilizado. Foi observado o aumento do pH da solução aquosa após o contato com o pó de serragem.
PALAVRAS CHAVES: adsorção, cromo(vi), pó de serragem
INTRODUÇÃO: O presente trabalho tem como objetivos estudar a remoção de cromo em soluções aquosas através do mecanismo de adsorção com fibras naturais, possibilitando uma forma econômica de tratamento de resíduos de cromo provenientes de processos industriais, evitando assim a contaminação de solo e água por descarte indevido.
Segundo o MINISTÉRIO DA SAÚDE (2004), a quantidade máxima permitida de cromo dentro do padrão para a potabilidade da água é de 0,05 mg/L.
Estudos sobre os efeitos toxicológicos do cromo(III) e do cromo(VI), detectaram que o cromo trivalente encontra-se presente no corpo humano, participando em processos como o de absorção de glicose e lipídios. O cromo(VI) tem efeitos corrosivos na pele e mucosas, e carcinogênicos nos pulmões, rins, fígado e intestinos (LANGARD & COSTA, 2007).
O processo de adsorção pode ser explicado como a interação entre uma superfície sólida (o material adsorvedor), com tendência a acumular uma camada superficial de moléculas de soluto (adsorbato), devido a um desequilíbrio existente nas forças superficiais da fibra (ADAMSON, 1997). Pode ser influenciada por vários fatores, como dose e tamanho de material adsorvente, tempo de contato, velocidade de agitação, temperatura, pH e concentração da solução aquosa (SHUKLA et al., 2001.).
Com base na estrutura da fibra, que consiste em celulose e lignina e muitos grupos hidroxila, tem sido estudado o comportamento da serragem na adsorção de metais pesados. Grupos como O-, S-, N- e P- presentes na madeira apresentam como característica serem doadores de elétrons, assim como os metais pesados são bons receptores. É considerado o mecanismo de troca iônica (Ibdem, p. 151).
MATERIAL E MÉTODOS: Foram feitos estudos de adsorção com as variáveis pH e concentração de cromo na solução aquosa. Na realização dos ensaios de utilizou-se 50 mL de soluções aquosas preparadas a partir de diluições de solução de dicromato de potássio. Cada ensaio consistiu na contactação das soluções aquosas com 0,5 g de pó de serragem sem tratamento durante 1 hora em béqueres, com o uso de agitadores magnéticos (modelo: TMA10CF marca: Thelga). O pH e a concentração de cromo das soluções foram medidos antes e após o contato. Após o contato as soluções foram filtradas para remoção da serragem.
Para o estudo da variável da concentração foram preparadas soluções aquosas com concentrações de cromo variando de 50 a 1ppm com pH = 3,0. No estudo da variável de pH foram preparadas soluções com a concentração de 5ppm de cromo com valores de pH variando de 1 a 5. O ajuste do pH das soluções foi feito com adição de pequenas quantidades de solução diluída de ácido nítrico.
A construção da curva-padrão foi feita a partir dos resultados de absorbância de soluções aquosas com concentrações conhecidas de cromo.
A medida de pH foi feita em pHmetro (modelo: pHS-3B marca: pH Tek). A determinação de cromo foi feita em um espectrofotômetro UV-Vis (modelo: Q-798U2M marca: Quimis), utilizando o método colorimétrico da S-difenilcarbazida com radiação de comprimento de onda ajustada para 540nm.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A partir da curva-padrão foi obtido o coeficiente de função linear utilizado nos cálculos de concentração de cromo nas soluções aquosas estudadas.
A porcentagem de adsorção (%Ads) foi calculada a partir da variação das concentrações de cromo das soluções aquosas, antes do contato [Cr]i e após o contato [Cr]f, utilizando a expressão: % Ads = ([Cr]i – [Cr]f ) x 100 / [Cr]i
Nos ensaios de adsorção verifica-se que o pó de serragem apresenta boa capacidade de adsorção de cromo(VI). Foi possível observar que quanto menor a concentração de cromo da solução inicial, maior é a porcentagem de adsorção (Figura 1), o que pode significar que o pó de serragem apresenta maior eficiência para baixas concentrações de cromo. Foi observado um aumento de pH das soluções aquosas após o contato.
Na Figura 2, verifica-se que a porcentagem de adsorção é maior quanto menor o pH inicial da solução aquosa, a adsorção ocorre com maior eficiência com pH 1,0. Isso poderia ser explicado pela presença de maior número de íons na superfície da fibra nessa faixa de pH, o que aumentaria a tendência de interação com os íons de cromo.
De todos os resultados o melhor obtido foi com a concentração de cerca de 1 ppm, no qual a porcentagem de adsorção foi de 73,25%. Com relação ao pH, o melhor resultado obtido foi com pH = 1,0, com 99,8% de adsorção.
A eficiência do pó de serragem na adsorção de cromo se deve também ao tamanho reduzido das suas partículas, já que uma maior área de contato favorece a interação entre a solução e a fibra durante a adsorção.
CONCLUSÕES: O equilíbrio do processo de adsorção na adsorção de cromo (VI) com pó de serragem depende do pH da solução aquosa. Verifica-se que o processo ocorre bem em soluções com pH na faixa ácida, podendo-se perceber que o pH da solução aumenta após o contato. Esse aumento também varia de acordo com a concentração inicial da solução, quanto maior a concentração inicial, maior a variação do pH.
O pó de serragem talvez seja um material promissor na limpeza de efluentes, por sua fácil obtenção e baixo custo.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao Instituto Federal de Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP-SP) pela bolsa de IC concedida.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ADAMSON, W. A.; GAST, A. P.; Fisical Chemistry of Surfaces, 6.ed. NEW YORK: WILEY-INTERSCIENCE, 1997.
LANGARD, S. ; COSTA, M. In: NORDBERG, G. F. ; FOWLER, B. A. ; NORDBERG, M. ; FRIBERG, L. Handbook on the Toxicology of Metals, 3.ed. San Diego, CA: Academic Press. 2007. Capítulo 24, "Chromium", p. 487 - 510.
MINISTÉRIO DA SAÚDE. Portaria nº 518 de 25 de março de 2004: Procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Disponível em: <http://dtr2001.saude.gov.br/sas/PORTARIAS/Port2004/GM/GM-518.htm>. Acesso em: 03/07/2010.
SHUKLA, A; ZHANG, Y. H.; DUBEY, P; MARGRAVE, J. L., SHUKLA, S. S. The role of sawdust in the removal of unwanted materials from water. Journal of Hazardous Materials, B95 (2002), p. 137-152.
