ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: UTILIZAÇÃO DE CASCA DE MELANCIA NA ADSORÇÃO DO ÍON METÁLICO Cd(II)
AUTORES: RAUBER, R. (UNIOESTE) ; CESTARI, C. (UNIOESTE) ; COSTA, K. C. (UNIOESTE) ; VASCONCELOS, H. L. (UNIOESTE)
RESUMO: A utilização de biossorventes para descontaminação de efluentes possui vantagens em relação a outros métodos já utilizados, principalmente relacionadas ao baixo custo e biodegradabilidade. Este trabalho objetivou avaliar a adsorção do íon Cd(II), em solução aquosa, utilizando casca de melancia como material adsorvente. Foram realizados experimentos de adsorção para estudar os efeitos do pH, do tempo de contato e da concentração na adsorção do íon Cd(II) pelo adsorvente. O processo de adsorção dos íons se mostrou dependente do pH da solução. A quantidade máxima adsorvida de Cd(II) foi de 25,6 mg g-1.
PALAVRAS CHAVES: adsorção, melancia, íon cd(ii)
INTRODUÇÃO: Diante do crescente problema relacionado à contaminação de efluentes por despejo de resíduos industriais, ricos em metais tóxicos, vários métodos de adsorção estão sendo criados e testados. A biossorção surge como um processo alternativo ou suplementar interessante para a química analítica em decorrência de características tais como o preço reduzido do material biossorvente, aplicação em sistemas com capacidade de detoxificar grande volume de efluente com baixo custo operacional, possível seletividade, recuperação da espécie metálica e biodegradabilidade. Na biossorção, a captura dos íons metálicos pela biomassa é um processo passivo que se dá por interações físico-químicas entre os íons e os grupos funcionais presentes na superfície da biomassa (KUYUCAK & VOLESKY, 1988). O processo baseia-se em diferentes mecanismos que não são afetados pelo metabolismo da biomassa. É um processo relativamente rápido, podendo ser reversível, e por isso se mostra adequado para a remoção de íons metálicos (COTORAS, 1995) As biomassas residuais podem ser acumuladores de metais muito eficientes e de baixo custo. Portanto, as tecnologias baseadas na utilização deste tipo de material oferecem uma boa alternativa frente às tecnologias convencionais de recuperação de metais (CAZIÑARES, 2000; FENG et al, 2004). Dentre as frutas que produzem grande quantidade de resíduos, encontra-se a melancia, (Citrullus lanatus), uma das principais cucurbitáceas cultivadas no Brasil, cuja produtividade média é de 30 t/ha (IBGE, 1998). Portanto, este trabalho objetivou testar e avaliar o potencial adsorvedor de cascas de melancia como material adsorvente de íons Cd(II), presentes em solução aquosa.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram utilizadas cascas de melancia que foram preparadas a partir de uma melancia adquirida no comércio de Cascavel-PR. As cascas foram separadas do restante da fruta, lavadas com detergente e enxaguadas em água corrente. Em seguida foram lavadas em água destilada e secas em estufa. Após secas, foram moídas em moinho de facas. O estudo do efeito do pH sobre a adsorção dos íons metálicos foi realizado com 100 mg do adsorvente e 50 mL de solução do metal com concentração 30 mg L-1. O pH foi ajustado entre 4 e 10 e as soluções foram mantidas sob agitação constante por 3h, a 25°C. A concentração do metal foi determinada por espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS). A quantidade adsorvida de do metal (q) foi calculada a partir da diferença entre a concentração inicial e final do metal na solução e da massa do adsorvente. Nos experimentos de cinética de adsorção foram utilizados 200 mg de pó da casca de melancia e 200 mL de solução do metal com concentração 50 mg L-1 e no respectivo pH ótimo de adsorção. Os sistemas foram mantidos sob agitação constante por 24 h, a 25 °C, e após tempos pré-determinados, alíquotas do sobrenadante foram retiradas para determinação da concentração dos metais por FAAS e a quantidade adsorvida calculada conforme descrito anteriormente. Os modelos cinéticos de pseudo primeira-ordem e pseudo segunda-ordem foram avaliados na forma de equações linearizadas. As isotermas de adsorção foram obtidas a partir de 100 mg do adsorvente que foram adicionadas a 50,0 mL de cada uma das soluções de Cd(II), em diferentes concentrações e já ajustadas no pH ótimo de adsorção, e mantidas sob agitação, a 25 °C, até atingir o equilíbrio de adsorção. Então, procedeu-se à determinação da concentração dos metais por FAAS e ao cálculo da quantidade adsorvida conforme descrito anteriormente. Os modelos de isoterma de Langmuir e Freundlich foram usados na análise dos dados experimentais na forma de equações linearizadas.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A quantidade adsorvida de íons Cd(II) aumentou com o aumento do pH da solução até atingir o valor máximo em pH 8,7 e diminuiu com o aumento subsequente do pH. A cinética de adsorção dos íons Cd(II) pelo pó de casca de melancia (Fig. 1) mostrou um decaimento rápido da concentração de Cd(II) com o equilíbrio atingido em 7h. A remoção dos íons da solução pelo adsorvente foi de 33%. O modelo cinético de pseudo segunda-ordem foi o que resultou em melhor correlação dos dados experimentais obtidos para Cd(II), cujo valor de correlação linear (R) foi 0,9997 e a constante de velocidade 4,2.10-3 g mg-1min-1. Foi observado um aumento da quantidade adsorvida de íons Cd(II) na superfície do pó da casca de melancia com o aumento da concentração de equilíbrio desses íons em solução, até atingir a saturação em altas concentrações (Fig.2). A quantidade máxima adsorvida de Cd(II) foi 25,6 mg g-1.
CONCLUSÕES: Os resultados mostraram que o processo de adsorção dos íons Cd(II) pelo sólido adsorvente obtido da casca de melancia é dependente do pH da solução. A máxima adsorção dos íons foi obtida em pH 8,7. A cinética de adsorção do íon metálico estudado seguiu o modelo cinético de pseudo segunda-ordem e revelou que o equilíbrio de adsorção foi atingido 7h. A quantidade máxima adsorvida de Cd(II) foi 25,6 mg g-1, de acordo com o modelo de Langmuir. Isto sugere a possibilidade de utilização deste material como biossorvente.
AGRADECIMENTOS: À Universidade Estadual do Oeste do Paraná.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CAZIÑARES, R.O.; Biosorción de metales pesados mediante el uso de biomasa microbiana, Revista Latinoamericana de Microbiología, v. 42, p. 131 -143, 2000.
COTORAS, D.; Biosorción de metales pesados, Induambiente, v. 13(14), p. 27-29 1995. disponível em on line em www.biohidrica.cl/ biohidrica_NPublicación02.htm, acesso em 09/06/10.
FOGLER, H.; Elements of chemical reaction engineering, 2nd edition, Prentice Hall, cap. 2-5, 1992.
IBGE. http://www.ibge.gov.br/informacoes/estat1.htm. 23 de nov de 1998.
KUYUCAK, N. and VOLESKY, B. Biosorbents for recovery of metals from industrial solutions. Biotechnol Left., v.10, n 2, p.137-142, 1988.
