Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Ambiental
TÍTULO: INFLUÊNCIA DA CONCENTRAÇÃO DA SOLUÇÃO NA DE BIOSSORÇÃO DOS METAIS POTENCIALMENTE TÓXICOS (Cd2+, Pb2+e Cr3+) EM BIOMASSA ORELHA DE PAU (Pycnoporus sangneus)
AUTORES: Nascimento, J.M. (UEMA-CESI) ; Chaves, M.D. (UEMA-CESI) ; Leonel, G.P.S. (UEMA-CESI) ; Silva, B.S. (UEMA-CESI) ; Oliveira, J.D. (UEMA-CESI)
RESUMO: O objetivo deste foi investigar o efeito da concentração da solução na biossorção dos íons metálicos Cd(II), Pb(II)e Cr(III) em soluções aquosa sintética utilizando do fungo orelha de pau. a fim de propô-lo como biossorvente no tratamento de resíduos líquidos contaminados por estas espécies metálicas. As concentrações de Cd2+,Pb2+ e Cr3+foram determinadas por espectrometria de Absorção Atômica em Chama (FAAS), com corretor de fundo com lâmpada de deutério. Os resultados mostram que a orelha de pau apresentou capacidade e eficiência de biossorção proporcional ao aumento da concentração dos íons em estudo.
PALAVRAS CHAVES: Bissorção; Fungo orelha de pau; Biossorção
INTRODUÇÃO: Com o avanço do crescimento industrial o crescente consumo, produção e
exploração de matérias primas, associados ao crescimento da população nas
últimas décadas têm causado uma série de problemas ambientais em função da
geração de resíduos contendo metais potencialmente tóxicos (CAMPOS BUENO E
CARVALHO, 2007). Dentre vários metais potencialmente tóxicos encontrados em
efluentes industriais, destacam-se os íons de Cd2+, Pb2+ e Cr3+. Uma alternativa bastante utilizada na remoção de metais potencialmente tóxicos de águas residuais de processos industriais (galvanoplásticos, metalúrgicos, etc.) são os métodos convencionais de tratamento físico-químico: coagulação, floculação, sedimentação, filtração e ozonização. Entretanto, estes métodos são bastante onerosos e envolvem longos períodos de detenção, o que dificulta sua
implementação (BANDYOPADHYAY e BISWAS, 1998; RAO et al., 2002). Um método
bastante eficaz e versátil utilizado na remoção de metais potencialmente tóxicos em solução aquosa é a adsorção (BABEL E KURNIWAN, 2004; GUPTA et al., 2000; SOUSA et al., 2007). O principal adsorvente utilizado para a remoção de vários compostos orgânicos e íons metálicos é o carvão ativo. Porém, o alto custo deste material é um sério problema (GUPTA et al., 2003; POLLARD et al., 1992). A biomassa fúngica como biossorvente tem recebido considerável atenção devido à sua grande capacidade de fixação de metais. Este trabalho tem como principal objetivo avaliar e comparar o potencial do processo de biossorção usando orelha de pau (Pycnoporus sangneus) como biossorvente, em solução sintética contendo íons metálicos (Cd2+, Pb2+ e Cr3+).
MATERIAL E MÉTODOS: A amostra de orelha-de-pau foi adquirida em residências no município de
Imperatriz.O material após a identificação foi submetido à secagem em
temperatura ambiente, decorrido o tempo à amostra foi triturada em
liquidificador para obtenção do pó. Os reagentes utilizados foram de grau
analítico P.A., as soluções estoque de 1000 mg L-1 foram preparadas a partir dos sais cádmio (II) Cd (NO3)2.4H2O, chumbo (II) Pb (NO3)2 e crômio (III) Cr (NO3)3 utilizando água deionizada. A partir da solução estoque foi preparada uma solução padrão multielementar (25 mg L-1 em pH 5,0) para o estudo de biossorção em batelada.Neste experimento foram preparadas soluções com concentrações de 2,5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 e 50 mg L-1 multielementar de Cd2+, Pb2+ e Cr3+ respectivamente. Para cada g de amostra foram adicionados 20 mL de cada solução.As misturas foram mantidas sob agitação de 20 rpm durante 24 horas. Decorrido o tempo de agitação foram filtradas com auxílio de uma bomba de vácuo em filtro de membrana 0,45 µm.A capacidade de biossorção do adsorvente, Qe (mg do metal g-1 do biossorvente)foi determinadas com base na diferença de concentração dos íons metálicos de biossorção, usando-se a equação (MENDHAM et al, 2002). A eficiência de biossorção fo obtida através da porcentagem de remoção do adsorvato (ambas na Equação 1,) As concentrações residuais das espécies metálicas foram determinadas por espectrofotometria de absorção atômica por chama (FAAS) (VARIAN-modelo Espectra AA240), com chama de ar acetileno e com corretor de fundo com lâmpada de deutério.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Nas Figuras 1 esta representada a capacidade e a eficiência de biossorção para Cd2+, Pb2+ e Cr3+ em relação à concentração dos íons metálicos estudados. O íon Cr3+ possui a maior capacidade de biossorção na concentração inicial, no entanto à medida que a concentração da solução multielementar aumenta evidencia-se uma maior competitividade pelos sítios ativos da biomassa sendo que a partir da concentração de 15 mg L-1 o íon Cd2+ detém a maior capacidade de biossorção em relação ao Cr3+. Observa-se que a capacidade de biossorção é proporcional ao aumento concentração da solução multielementar das espécies metálicas em estudo. Percebe-se que o íon Cr3+ possui eficiência de biossorção favorável em concentrações de 2 a 15 mg L-1 da biomassa fúngica, sendo que a partir da concentração de 15 mg L-1 existe uma queda na sua eficiência tendo crescimento a partir da concentração de 35 mg L-1. Em vários trabalhos, compara-se o chumbo com o cádmio, e lista-se o chumbo como o íon mais adsorvido (FONTES et al., 2000; MORERA et al., 2001), entretanto, neste trabalho o cádmio foi a espécie metálica mais adsorvida . A retenção do cádmio, segundo McBride (1994), ocorre, majoritariamente, por meio das forças eletrostáticas das partículas negativamente carregadas, o que a torna altamente dependente da capacidade de troca catiônica (CTC). Em relação ao chumbo (PIERANGELI et al., 2001), as interações com as partículas são predominantemente mais específicas e menos dependentes das cargas superficiais. A biossorção do cromo, por sua vez, ocorre principalmente devido a sua elevada carga eletrostática (3+), que possibilita interação com sítios diversos das partículas da casca do pequi. O que pode justificar o comportamento observados para Cd(II), Pb(II) e Cr(III).
Equação 1 Capacidade e eficiência de biosorção
Equação1
Figura 1. Capacidade e eficiência de biossrção Cd (II), Pb(II) e Cr(II
Capacidade e eficiência de biossrção Cd (II), Pb(II) e Cr(III)
CONCLUSÕES: O estudo da influência da concentração da solução multielementar realizado com o fungo Orelha de pau in natura demonstrou que a capacidade de biossorção é proporcional ao aumento da concentração da solução das espécies metálicas em estudo sendo que o íon Cd2+ deteve a melhor capacidade de biossorção. O íon de melhor eficiência nas concentrações estudadas é o Cd2+, seguido de Cr3+ e Pb2+. Os resultados observados em um sistema contendo Cd (II), Cr(II) e P(II) em presença do biossorvente orelha de pau sugerem um estudo para verificar a influência de uma espécie metálica sobre a outra (sinergia)
AGRADECIMENTOS: UEMA e FAPEMA
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: GUPTA, V. K.; ALI, I. Utilisation of bagasse fly ash (a sugar industry waste) for the removal of copper and zinc from wastewater. Separation and purification technology, v.18, p. 131-140, 2000.
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MENDHAM, D.S.; O'CONNELL, A.M. & GROVE, T.S. Organic matter characteristics under native forest, long-term pasture, and recent conversion to eucalyptus plantations in Western Australia: Microbial biomass, soil respiration, and permanganate oxidation. Aust. Journal of Soil Science, 40:859-872, 2002.
MCBRIDE, M.B. Environmental chemistry of soils. New York: Oxford University Press, 1994. 406p.
MORERA, M.T.; ECHEVERRÍA, J.C.; MAZKIARAN, C.; GARRIDO, J.J. Isotherms and sequential extraction procedures for evaluating sorption and distribution of heavy metals in soils. Environmental Pollution, v.113, p.135-144, 2001.
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PIERANGELI, M.A.P.; GUILHERME, L.R.G.; CURI, N.; SILVA, M.L.N.; OLIVEIRA, L.R.; LIMA, J.M. Teor total e capacidade máxima de adsorção de chumbo em Latossolos brasileiros. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v.25, p.279-288, 2001.
RAO, M.; PARWATE, A.V.; BHOLE, A.G.; Removal of Cr6+ and Ni2+ from aqueous solution using bagasse and flyash. Waste management, v. 22, p. 821-830, 2002.
SOUSA, F. W.; MOUREIRA, S. A.; OLIVEIRA, A. G.; CAVALCANTE, R. M.; NASCIMENTO, R. F.; ROSA, M. F. Uso da casca de coco verde como adsorbente na remoção de metais potencialmente tóxicos. Química Nova, v. 30, n. 5, p. 1153-1157, 2007