INVESTIGAÇÃO DA CAPACIDADE DE BIOSSORÇÃO DOS METAIS POTENCIALMENTE TÓXICOS (Cd, Cu, e Pb) SOBRE MACRÓFITA(Pistia stratiotes) – EFEITO DA MASSA DO BIOSSORVENTE E DO pH

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Ambiental

Autores

Chaves, M.D. (CESI-UEMA) ; Nascimento, J.M. (CESI-UEMA) ; Silva, B.S. (CESI-UEMA) ; Santos, J.J.S. (CESI-UEMA) ; Cardins, W.A. (CESI-UEMA) ; Oliveira, J.D. (CESI-UEMA)

Resumo

Este trabalho tem como objetivo avaliar potencial da massa seca da macrófitas (Pistia Stratiotes) presente em córregos e lagoas da cidade de Imperatriz-MA, na remoção dos íons metálicos de Cd (II), Cu (II) e Pb(II) em solução aquosa sintética, bem como agrega valor científico e econômico às macrófitas. Assim sendo, verificou-se a influência da massa do biossorvente e do pH. Os resultados obtidos indicaram que capacidade de biossorção é influenciada pela massa do biossorvente e que o melhor pH para a biossorção dos íons cádmio(II) e cobre(II) foi o pH 6, e para o chumbo(II) o pH ideal é 4. E os resultados obtidos neste estudo indicam que as biomassas das macrófitas aquáticas como a espécie Pistia stratiotes apresenta grande potencial na remoção de íons Cd (II), Pb (II) e Cu(II)

Palavras chaves

Biossorção; Metais; Macrófitas Aquáticas

Introdução

As atividades antropogênicas voltada para o desenvolvimento dos seguimentos como: a indústria, agricultura e também o crescimento desenfreado da população humana, além de seus benefícios, tem preocupado os cientista do ponto de vista ambiental, onde metais potencialmente tóxicos como o Cd(II), Cu(II) e Pb(II), vem sendo eliminados nos leitos dos rios sem um tratamento prévio, e assim comprometendo a cadeia alimentar. Os metais potencialmente tóxicos, dentre os vários poluentes existentes, têm recebido atenção especial, uma vez que são elementos tóxicos e poluentes não-biodegradáveis liberados no meio ambiente como resultado, principal¬mente, de atividades industriais, de mineração e também atividades agrícolas( VEGLIO et al., 2003; CANIZARES, 2000). O processo de biossorção surge como um processo alter¬nativo ou suplementar em decorrência de características como o preço reduzido do material biossorvente, apli¬cação em sistemas com capacidade de detoxificar grande volume de efluente com custo baixo operacional, possível seletividade e recuperação da espécie metálica (PINTO e TOREM, 2011). Dentre os diversos materiais utilizados como biomassa, as macrófitas têm se destacado pela boa capacidade de remoção de poluentes e pela abundância, pois é considerada a principal planta daninha aquática em diversas partes do mundo (BINI E THOMAZ, 2005;MÓDENES et al., 2009a; MÓDENES et al., 2009b). Neste contexto, o presente estudo visa avaliar potencial do efeito da massa do biossorvente e do pH na remoção das espécies metálicas Cd (II), Cu (II) e Pb(II).

Material e métodos

As macrófitas aquáticas (Pistia Stratiotes) foram coletadas em córregos e lagoas da cidade de Imperatriz-MA. Após a coleta, o material foi submetido à identificação no Laboratório de Botânica do Centro de Estudos Superiores de Imperatriz-MA CESI/UEMA. A biomassa foi submetida à secagem em estufa a uma temperatura de (± 55º C) durante 24 horas, após secagem foi triturada e peneirada em peneiras de 0,045mm e Cd(II), Cu(II) e Pb(II). O efeito da massa do biossorvente na remoção dos íons metálicos foi verificado para as seguintes massas: 0,2; 0,5; 1; 2; 3; 4 g do material em solução monoelementar de 25 mg L- 1 em pH 5. Foram adicionados 50 mL de uma solução de 25 mg L-1 mantidos sob agitação de 40 rpm durante 24 h. Decorrido o tempo de agitação foram a parte líquida foi separada da fase sólida com uma seringa plástica hipodérmica de 20 mL, com a adaptação de uma ponta de teflon; filtradas com auxílio de uma bomba de vácuo em filtro de membrana 0,45 µm. O efeito do pH no processo de biossorção foi avaliado em sistemas contendo 50 mL de solução com concentração 25 mg L-1 da solução monoelementar em 0,5 g do material biossorvente. O pH foi ajustado para valores na faixa de 2 a 8 pela adição de soluções 0,1 mol L-1 de NaOH. Os sistemas foram mantidos sob agitação de 40 rpm por 24 horas. As separação das fases foram semelhante a utilizada no experimento da massa do biossorvente. As concentrações residuais das espécies metálicas foram por espectrometria de absorção atômica por chama (FAAS)(Varian-modelo especctraAA 240), com chama de ar acetileno e com corretor de fundo com lâmpada de deutério.

Resultado e discussão

A figura 1 resultados mostra que a capacidade de biossorção da pistia stratiotes para os íons Cd(II) e Pb (II)decrescem com o aumento da massa do biossorvente. No entanto, para o íon cobre verificou-se um comportamento diferente daqueles observado para os íons Cd(II)e (II)a capacidade de biossorção aumenta até a quantidade de 1 g do biossorvente, após 1 g verifica-se uma redução na capacidade de biossorção. Devido o aumento da quantidade de massa de adsorvente, esperava-se uma melhor resposta aos ensaios de adsorção, pois quanto maior a massa de adsorvente mais sítio ativo tem-se no processo o que pode auxiliar na remoção. Esse comportamento pode ser explicado pela saturação dos materiais adsorvente pelo contato entre a solução e o material adsorvente não ser tão efetivo quando no experimento batelada. Outro fator que pode ter influenciado foi à relação entre o volume da solução sintética e a massa de adsorvente. Na Figura. 2, percebe-se que o íon Pb(II) apresenta um comportamento diferente em relação aos íons Cd(II)e Cu(II), que o pH 4,0, ocorre sua melhor biossorção com uma capacidade de 114,5 mg kg-1, segue com um decréscimo. Neste pH foi o íon Pb(II)mais biossorvido pela superfície da pstia stratiotes. Seguido do íon Cd(II) numa capacidade de biossorção de 112,5 mg kg-1, para o pH 8,0, porém podemos considerar que a partir do pH 6,ocorre uma precipitação do metal cádmio. Já o íon Cu(II) apresentou comportamento semelhante ao íon Cd2+, com o aumento do pH, ocorreu o aumento no processo biossorção, com capacidade de 107,9 mg kg- 1, em um pH 6,0. Quando o valor do pH aumenta uma maior quantidade de grupos funcionais (carboxilas) encontra-se com cargas negativas e podem atrair os íons de carga positiva (CHUBAR et al, 2004)

Capacidade de biossorção referente ao estudo da massa do biossorvente para os íons Cd(II), Pb(II) e Cd(II)


Capacidade de biossorção referente ao estudo do pH para os íons Cd(II), Pb(II) e Cu(II)

Conclusões

Os resultados permitem conclui-se que na capacidade de biossorção das espécies metálicas Cd2+, Cu2+ e Pb2+ estudadas é dependente do pH do meio. A partir dos resultados obtidos para estudo de variação da massa do biossorvente o íon Cd (II), foi que apresentou melhor capacidade de biossorção. s resultados obtidos neste estudo, indicaram que a biomassa das macrófitas Pistia stratiotes apresentaram grande potencial na remoção de íons Cd (II), Cu (II) e Pb (II) podendo ser utilizada na biossorção das espécies metálicas investigadas.

Agradecimentos

UEMA

Referências

CANIZARES, V. R. O. Biosorción de metales pesados mediante el uso de biomassa microbiana. Revista Latinoamericana de Microbiológia, v. 42, n. 3, p. 131-43, 2000.
CHUBAR, N., CARVALHO, J.R., NEIVA, M.J. Cork biomass as biosorbent for Cu (II), Zn (II) and Ni(II). Colloids and Surfaces. v. 230, p. 57­65, 2004.
MÓDENES, A. N.; PIETROBELLI, J. M. T. DE A.; ESPINOZA-QUIÑONES, F. R. Cadmium biosorption by non-living aquatic macrophytes Egeria densa. Water Science and Technology. v. 60, n. 2, p. 293-300, 2009a.
MÓDENES, A. N.; PIETROBELLI, J. M. T. DE A.; ESPINOZA-QUIÑONES, F. R.; SUZAKI, P. Y. R.; ALFLEN, V. L.; FAGUNDES-KLEN, M. R. da S. Potencial de biossorção do zinco pela macrófita Egeria densa. Engenharia Sanitaria e Ambiental. v.14, n. 4, p. 465-470, 2009b.
PINO, G. A.; TOREM. L. Aspectos fundamentais da biossorção de metais não ferroso-Estudo de caso. Tecnol. Metal. Mater. Miner. v.8, n.1, p. 57-63, 2011