ÁREA: Ambiental
TÍTULO: UTILIZAÇÃO DE BIOMASSA (RICINUS COMMUNIS) NA REMOÇÃO DE ÍONS Cu(II), Pb(II) e Cd(II) DE AMOSTRAS AQUOSAS
AUTORES: MARTINS A. E. (IBB - UNESP) ; PEREIRA M. S. (IBB - UNESP) ; JORGETTO A. O. (IBB - UNESP) ; MARTINES M. A. U. (UFMS) ; PADILHA P. M. (IBB - UNESP) ; CASTRO G. R. (IBB - UNESP)
RESUMO: No presente trabalho folhas de mamona (Ricinus communis) trituradas foram utilizadas na extração de Cu(II), Cd(II) e Pb(II) em amostras aquosas. O material natural (biomassa) foi previamente caracterizada por FTIR e apresentou bandas nas regiões de 1404 e 1234 cm-1, as quais foram atribuídas a estiramento vibracional de amidas. O material caracterizado foi aplicado em experimentos em batelada onde verificou-se o melhor pH de adsorção, pH 5, o tempo de equilíbrio dinâmico, 10 minutos e a capacidade máxima de extração / adsorção de Cu(II), Cd(II) e Pb(II) em soluções aquosas. Os resultados das isotermas de adsorção foram aplicados na equação modificada de Langmuir e os valores de Ns determinados, 0,33, 0,34 e 0,31 mmol/g, respectivamente para Pb(II), Cd(II) e Cu(II).
PALAVRAS CHAVES: ricinus communis, metais, água
INTRODUÇÃO: Desde a última década, a preocupação com os problemas ambientais, relacionados a contaminação do solo, água e do ar através da exposição à substâncias tóxicas, aumentou substancialmente. Na verdade, a contaminação ambiental pode ser considerada uma consequência do crescimento da população e seu contínuo aumento por produtos naturais e industrializados para suprir sua necessidade diária.
Como conseqüência deste crescimento, houve um considerado avanço na tecnologia relacionada ao controle da poluição e remediação de áreas contaminadas. Os materiais desenvolvidos para extrair íons metálicos em amostras de água natural são bons exemplos destas tecnologias. Estes materiais são geralmente feitos de um substrato poroso ou modificados, como a sílica (PEREIRA et al 2010; ALCÂNTARA et al 2004), celulose (MELO et al 2009.), carvão ativado (GHAEDI et al 2008.), resina (GHAEDI et al. 2009), ou produzidos naturalmente, como pó de coco (GONZALES et al. 2008) e casca de banana (CASTRO et al. 2011). De todos eles o mais aplicado na extração de íons metálicos são aqueles baseados em matriz de sílica, pelo fato da matriz possuir características desejáveis, como grande área de superfície, estabilidade térmica, a possibilidade de reutilização e modificação da superfície por moléculas contendo base de Lewis (FERREIRA et al. 2011; MORAES et al 2003).
Apesar de todas essas características interessantes a sua preparação por meio de reações de modificação química com reagentes de alta pureza possui um elevado custo e, consequentemente, a respectiva utilização e produção em larga escala não é uma tarefa factível. Para superar esta desvantagem, várias pesquisas têm sido realizadas utilizando materiais naturais na extração de espécies metálicas de amostras aquosas.
MATERIAL E MÉTODOS: As soluções dos metais foram preparadas pela dissolução dos sais de nitrato em água ultrapura obtida com um Purelab ELGA Ultra. Soluções padrão dos metais utilizados na espectrometria de absorção atômica foram preparadas por diluição da solução estoque, 1000 mg/L.
Folhas de árvore de mamona foram coletadas na cidade de Botucatu, estado de São Paulo, Brasil. As folhas foram armazenadas e secas em sacos de papel em uma estufa de circulação de ar por cinco dias a 60 ° C. Após a secagem, o material foi triturado em moinho de bolas planetário por 50 min a 500 rpm. O pó foi fracionado com peneiras e as partículas com diâmetro entre 75 e 45 µm foram selecionadas para realizar os experimentos de adsorção.
Todos os experimentos de adsorção foram realizados com 0,02 g de adsorvente. Primeiramente foi investigado o tempo de contato (experimento cinético) usando alíquotas de 10 mL de Cd (II), Cu(II), Pb(II) com concentração de 20 mg/L em um intervalo de 10-50 min. A influência do pH sobre a capacidade de adsorção foi investigada em um intervalo de 1,0-5,0, a fim de determinar o valor onde a adsorção é mais eficiente. A capacidade máxima de extração de íons metálicos foi determinada utilizando soluções de concentrações diferentes, a fim de saturar os sítios de adsorção na superfície do material. Os dados obtidos nos experimentos de adsorção foram aplicados na equação modificada de Langmuir e os valores da capacidade máxima de adsorção (Ns) determinados.
O espectro de infravermelho foi obtido a partir de pastilhas de KBr e do material em questão em um espectrometro de infravermelho Nicole modelo Asap 2010.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Para identificar os possíveis sítios de ligação existentes na biomassa, foi obtido o espectro de infravermelho do material. De acordo com a Figura 1, foram observadas algumas bandas de absorção que podem ser atribuídas a amida existente na estrutura da proteína. A banda de absorção intensa, que aparece em 1063 cm-1 é característica de polissacarídeos ou substâncias similares e a banda de absorção entre os 1540 cm-1 corresponde à existência de uma proteína que indica que o material pode ser polissacarídeo ligado às proteínas(ZHANG et al. 2008).
A medida de área superfícial indicou que a biomassa de mamona apresenta 1,3728 ± 0,0160 m2 g-1, que está de acordo com outro material similar (CASTRO et al. 2011).
Os resultados referentes ao tempo de contato dinâmico (estudo cinético) mostraram que o material possui uma cinética rápida, pois o equilíbrio foi alcançado em aproximadamente 10 minutos de agitação. O estudo para verificar a influência do pH foi realizado em um intervalo de 1 a 5 e o melhor resultado foi obtido em pH 5, pois em valores menores os sítios de adsorção encontram-se protonados.
A capacidade de adsorção foi determinada utilizando o método de batelada e os resultados foram aplicados a equação modificada de Langmuir, conforme pode ser observado na Figura 2. Os resultados permitiram a obtenção da capacidade máxima de adsorção (Ns),0,33, 0,34 e 0,31 mmol/g para os íons Pb(II), Cd(II) e Cu(II), respectivamente.
CONCLUSÕES: Com base nos resultados obtidos foi possível concluir que a capacidade de adsorção de folhas de mamona é superior a outros materiais naturais e sintéticos. Esta característica associada ao método de preparação, que se enquadra dentro dos conceitos de química verde (sem geraçao de resíduos, o que é comum na síntese de materiais para esta finalidade)e ao baixo custo torna este material muito atrativo para aplicações industriais e ambientais.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao CNPq pelas bolsas concedidas às alunas Milene e Amanda.
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