ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Química Inorgânica
Autores
Silva, A.M. (UECE) ; Passos, C.C.O. (UECE) ; Silva, L.R.D. (UFC)
Resumo
Este trabalho expõe como se dá o fenômeno da eutrofização, suas consequências e como ele vem se tornando um fenômeno bastante comum. De acordo com a literatura, o fósforo, em lagos tropicais, é o nutriente limitante utilizado pelas plantas aquáticas e algas, para se desenvolverem e proliferarem, por isso, este trabalho mostra testes realizados com um novo produto para tratar águas eutrofizadas, desenvolvido e produzido a partir de matéria prima do estado do Piauí. O nome desse novo adsorvente é Captaclay PN95 ®, o qual apresenta a propriedade de adsorver o fosfato das águas, diminuindo a quantidade de ortofosfato disponível. O estudo realizado mostra o poder de adsorção do Captaclay PN95®, quantifica a concentração necessária para maior eficiência.
Palavras chaves
Tratamento de Água; Eutrofização; Adsorção de Fosfato
Introdução
O processo de eutrofização está se tornando um fenômeno bastante comum em bacias hidrográficas, lagos ou reservatórios no Brasil. Este processo se dá devido à alta concentração de nutrientes nos corpos d’água e, consequentemente a um alto nível de crescimento da biomassa destes, ou seja, o crescimento exagerado de plantas aquáticas e algas. Os principais nutrientes causadores desse fenômeno são o fósforo, o nitrogênio e a sílica. Além desses, outros fatores podem vir a contribuir para o aumento do nível trófico, como a temperatura, o pH, penetração da luz solar, dentre outros que serão expostos ao longo do trabalho (ESTEVES E BARBOSA, 1986; TOLEDO, 1984; TUNDISI et al, 1988; WETZEL, 1993). Os fosfatos são utilizados na fabricação de detergentes, fertilizantes, agrotóxicos, na alimentação de animais, até mesmo na fabricação de cerâmicas, tecidos, entre outros. Além disso, esse fosfato resulta também da decomposição de organismos vivos. O fósforo é um elemento muito útil e essencial para a vida, porém, se utilizado e eliminado em grande quantidade e, de maneira incorreta, pode vir a provocar diversos problemas que afetam desde o equilíbrio do meio ambiente, até a saúde dos seres vivos. Neste trabalho foi visto que já existem algumas técnicas desenvolvidas como tentativa de diminuir o nível trófico de lagos e reservatórios, porém, muitas delas possuem um custo alto, por conta de materiais e reagentes envolvidos, devido a produtos importados, ou mesmo a falta de estrutura para suas aplicações. Para tal, este trabalho visa à aplicação de um novo produto de nome Captaclay PN95®, de menor custo e de maior praticidade, cuja utilização tem sido proposta para minimizar o fenômeno de eutrofização em águas, possibilitando assim, se possível, o tratamento destas.
Material e métodos
O método utilizado neste trabalho para a determinação de ortofosfato é o método do ácido ascórbico. O mesmo está descrito no Standard Methods – 4500 PE, 22ª edição de 2012. O método utilizado tem o seguinte princípio: o molibdato de amônia juntamente com o tartarato de antimônio e potássio, em meio ácido, irão reagir com o ortofosfato presente na solução (amostra) formando um composto chamado ácido fosfomolibdico o qual é seguidamente reduzido pelo ácido ascórbico, formando, portanto, uma pigmentação chamada de azul de molibdênio. É através desta coloração que se torna possível fazer a leitura de absorbância da solução e, a futura identificação da concentração de ortofosfato da solução. Para analisar qual a melhor constituição do produto Captaclay PN95®, com relação à capacidade de adsorção, foram feitas bateladas de testes com a vermiculita submetida a quatro tipos de modificações, sendo estas classificadas através de seus sub constituintes: Al13, LaAl12, La2Al11 e La3Al10; além dessas, foi utilizado o produto Phoslock®, para comparação de resultados. Após os resultados e, consequentemente, a identificação da forma mais eficiente do produto, foram realizados os testes com este, para identificar qual a concentração/quantidade necessária para obter a eficiência máxima de adsorção. Após determinar qual quantidade mais eficiente de adsorção, iniciou-se os testes de interferentes, que, no caso, foram o pH e a dureza da água. O aparelho utilizado para fazer as leituras de absorbâncias dos testes foi o espectrofotômetro UV-Vis Genesys 10 UV Scanning da Thermo Scientific.
Resultado e discussão
No primeiro teste foi possível identificar qual a forma mais eficiente do produto Captaclay PN95®. Dentre os sub constituintes estavam Al13, LaAl12, La2Al11 e La3Al10. Através dos resultados expostos no quadro 1, determinou-se que a melhor forma do produto é o Al13, pois além de ter obtido um resultado muito próximo e, também uma ótima adsorção de fosfato tomando como base o resultado do Phoslock®, seria menos prejudicial ao meio ambiente e a saúde por não ter a presença de lantânio. Na figura 1, estão os dados da curva de calibração realizada no aparelho para a obtenção dos resultados deste teste. No segundo teste identificou-se a concentração/quantidade ideal do Al13 (melhor constituição do produto, segundo teste 1) para a máxima eficiência de adsorção de fosfato, a qual foi de 0,2g de Captaclay PN95® para 50mL de solução de fosfato 1 ppm, sendo que, se adição for em partes ele adsorve melhor. No terceiro teste, utilizou-se a quantidade determinada no teste 2, que foi de 0,2g do Al13. Neste teste foi possível observar qual é a melhor faixa de pH para se utilizar o Captaclay PN95®, que é de 4 a 11 e, se houve alteração deste pH depois do processo, onde notou-se que houve um abaixamento significativo, entre o pH = 8 e o pH = 12. Além disso, a dureza da água não interferiu na adsorção de fosfato. Com relação às condições de aplicação do Captaclay PN95®, foi possível concluir que se adicionarmos a primeira metade e, depois de uma hora, a segunda, haverá uma melhor eficiência da adsorção de fosfato. Além disso, foi possível estabelecer a faixa de pH que há maior adsorção, que vai de 4 à 11 e, que a dureza da água não interferiu nesse processo. Após todos os testes realizados com o produto e os resultados obtidos, foi possível observar a eficiência do Captaclay PN95®.
Eficiência entre os tipos de adsorventes (Teste 1)
Curva de calibração (Teste 1)
Conclusões
Este trabalho testou a eficiência do novo adsorvente Captaclay PN95®, com matéria prima regional, e provou que o mesmo tem a capacidade de adsorver o fosfato de águas de forma eficiente. Os resultados obtidos nesta pesquisa mostram que o produto pode ser utilizado para tratar águas eutrofizadas, de acordo com as condições descritas, obtendo sucesso na diminuição da quantidade de fósforo e, portanto, obtendo a diminuição do nível trófico destas.
Agradecimentos
UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ e UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
Referências
ESTEVES,F.A.; BARBOSA, F.A.R. Eutrofização Artificial: a doença dos lagos. Ciência Hoje, Rio de Janeiro, v.5, n.27, p. 56-61, 1986.
STANDARD Methods for the examination of water and wastewater, 4500-PE Ascorbic Acid Method. 22. ed. Washington: America Public Health Association – APHA, 2012. 4/153 – 4/154 p.
TOLEDO et al. A Aplicação de Modelos Simplificados para a Avaliação do Processo da eutrofização em lagos e reservatórios tropicais, Anais do XIX Congresso Interamericano de Engenharia Sanitária e Ambiental – AIDIS, Santiago do Chile, 1984.
TUNDISI et al; Comparação do Estado Trófico de 23 Reservatórios do Estado de São Paulo: eutrofização e manejo; Limnologia e Manejo de Represas, série: monografias em limnologia, vol. 1, 1988.
WETZEL, R.G. “Limnologia”. Fundação Calouste Gulbenkian. Lisboa, 1993. 919p.
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