ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: Avaliação da adsorção de Pb(II) utilizando cascas de Pequi (Caryocar brasiliense) como material adsorvente
AUTORES: Araújo, C.S.T. (UEG) ; Rezende, H.C. (UFU) ; Alcântara, M.M. (UEG) ; de Oliveira, V. (UEG) ; Neta, R.A.M. (UEG) ; de Matos, T.N. (UEG) ; Coelho, N.M.M. (UFU)
RESUMO: A utilização de biossorventes na descontaminação de efluentes possui vantagens em
relação a outros métodos, principalmente relacionadas ao baixo custo e
biodegradabilidade. Este trabalho objetivou avaliar a adsorção do íon Pb(II), em
solução aquosa, utilizando cascas de pequi como material adsorvente. Para
otimização do processo de adsorção foram avaliadas as variáveis tempo, massa e pH
do meio através da utilização de planejamento fatorial. Nas condições avaliadas
até o momento foi possível realizar a remoção de aproximadamente 93% do metal em
estudo, indicando que o material constitui uma alternativa promissora para
tratamento de resíduos.
PALAVRAS CHAVES: ADSORÇÃO; PEQUI; CHUMBO
INTRODUÇÃO: Os resíduos gerados nos processos industriais em sua maioria possuem altos
níveis de íons metálicos (Cd, Pb, Ni, Cr, As, Hg) isso tem gerado uma grande
preocupação uma vez que alguns destes íons metálicos apresentam alta toxicidade
mesmo em baixas concentrações. O chumbo é incluído entre os principais
poluentes, a sua acumulação no organismo humano provoca graves danos para os
rins, fígado, cérebro e sistema nervoso. A Organização Mundial da Saúde (OMS)
estabelece como 10 μg L os limites máximos admissíveis para o chumbo
na água
potável (SANTOS et al., 2011). Desta forma, é necessário desenvolver métodos
eficientes para a remoção destes metais a fim de realizar uma disposição final
adequada aos efluentes industriais. As técnicas convencionais utilizadas para
remover os íons metálicos incluem filtração, precipitação, floculação, resinas
de troca iônica e de osmose inversa. No entanto, estas tecnologias têm
limitações, tais como os custos de operação elevados e remoção incompleta de
íons metálicos (WITEK-KROWIAK et al., 2011). A utilização de biomassa
proveniente de resíduos agrícolas e madeiras tem apresentado alta capacidade de
reter íons metálicos através do processo de adsorção, e oferece várias vantagens
como baixo custo, alta eficiência e minimização de resíduos. Desta forma, esse
trabalho propõe o uso da casca do fruto do pequi () como
material alternativo, eficaz, simples e de baixo custo para remoção de chumbo em
resíduos químicos, uma vez que a casca do pequi representa cerca de 60% da massa
do fruto e é geralmente desprezada durante a exploração do fruto.
MATERIAL E MÉTODOS: Espectrômetro de absorção atômica com chama (FAAS), Perkin Elmer, Analyst 400
equipado com corretor de fundo de deutério foi utilizado. O instrumento foi
operado sob as condições recomendadas pelo fabricante. Para os ajustes do pH das
soluções foi utilizado um pHmetro equipado com um eletrodo de vidro. As cascas
de pequi foram obtidas de árvores no entorno da cidade de Anápolis/GO. Na
preparação do absorvente as cascas foram lavadas, secas em estufa e trituradas
em moinho de facas. O pó obtido foi peneirado e a fração de 500 a 850 mm foi
escolhida para realização dos estudos de adsorção. Na adsorção 20 mL de uma
solução padrão de 10 mg L do metal (Pb) com o pH ajustado foi
colocada para
agitar juntamente com o material adsorvente e em seguida a solução foi filtrada
e analisada. Para otimização da metodologia foi utilizado planejamento fatorial
com 2 níveis e 3 variáveis para verificar a influência de cada variável no
processo de adsorção foram estudadas as variáveis tempo de contato (5 e 60
minutos), massa do adsorvente (25 e 250 mg) e pH do meio (2 e 9). Após a
realização dos experimentos, a partir dos resultados obtidos foi construído o
gráfico de Pareto para determinar a influência dos fatores e suas interações no
sistema.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados obtidos a partir do planejamento fatorial foram tratados
utilizando o programa Statistic 6. Os resultados estão apresentados em um
gráfico de Pareto conforme Figura 1. Foi observado que todas as variáveis na
faixa estudada apresentaram efeitos significativos, ou seja, todas exercem
influência na eficiência da extração. Entretanto, uma das informações mais
importantes que pôde ser obtida pela análise do gráfico de Pareto foi que as
interações entre as variáveis também foram significativas, indicando que uma
avaliação individual das variáveis (otimização univariada) não é apropriada para
o método uma vez que esse tipo de otimização não fornece informações sobre
interações. A variável pH apresentou maior efeito sobre o processo de adsorção,
o mesmo determina os estados de ionização dos sítios ativos responsáveis por
promover a adsorção. Maiores porcentagem de remoção foram obtidas quando o pH
foi elevado, nos experimentos em que as variáveis tempo e massa do adsorventes
estavam no nível (-) e o pH passou do nível (-) para o (+), houve um aumento de
35% na remoção do metal. A interação entre as variáveis tempo de contato e pH
foi significativa negativa, entretanto como o efeito principal do tempo de
contato apresentou maior efeito essa interação é desconsiderada. Já a interação
entre pH e a massa do adsorvente foi significativa negativa e como o efeito
principal da massa é menor que o efeito da interação, o planejamento aponta que
massa menor do adsorvente promove maiores adsorções. Nas condições apontadas
pelo planejamento fatorial foi possível obter aproximadamente 93% de remoção do
chumbo.
CONCLUSÕES: Com base nos estudo iniciais realizados com a biomassa casca de pequi (Caryocar
brasiliense) na remoção de íons Pb(II) em meio aquoso pode-se concluir que o
material apresenta potencialidade para ser utilizado em processos de adsorção de
íons metálicos, e que poderão se constituir como uma boa alternativa para
remediação de águas contaminadas, devido a sua viabilidade, baixo custo e
eficiência.
AGRADECIMENTOS: Universidade Estadual de Goiás, UNUCET/Anápolis-GO.
Aos integrantes do Laboratório de Espectroscopia Aplicada da UFU/Uberlândia-MG e a
Capes
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: SANTOS, W.N.L.; CAVALCANTE, D.D.; SILVA, E.G.P.; VIRGENS, C.F.; DIAS, F.S. 2011. Biosorption of Pb(II) and Cd(II) ions by Agave sisalana (sisal fiber), Microchem. J. 97: 269–273.
WITEK-KROWIAK, A.; SZAFRAN, R.G.; MODELSKI, S. 2011. Biosorption of heavy metals from aqueous solutions onto peanut shell as a low-cost biosorbent, Desalination 265: 126–134.