COMPARAÇÃO DE DOIS MÉTODOS DE EXTRAÇÃO SEQUENCIAL EM LODO DE ESGOTO

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Ambiental

Autores

Gonçalves, P.W.B. (UFMG) ; Cardoso, P.H.S. (UFMG) ; Sousa, I.P. (UFMG) ; Oliveira, E.S.A. (UFMG) ; Barbosa, E.S. (UFMG) ; Sampaio, R.A. (UFMG)

Resumo

Uma alternativa para disposição final do lodo é a utilização agrícola. Entretanto, nesse resíduo pode conter metais traços, inviabilizando sua utilização. A análise de extração sequencial dos metais pesados é um método que proporciona inferir sobre a forma, o fluxo, a mobilidade, transporte dos metais e disponibilidade às plantas, entretanto, há várias metodologias que alteram esses procedimentos. Com isso o objetivo deste estudo foi avaliar duas metodologias de extração sequencial dos metais cobre e zinco em lodo de esgoto, visando uma melhor recuperação dos metais, comparando estes resultados com uma metodologia de extração total de metais. Contudo, observou-se que os melhores resultados de recuperação de Cu e Zn em amostras de lodo de esgoto foi a de Torres e Auleda (2013).

Palavras chaves

Lodo de esgoto; extração sequencial ; metal traço

Introdução

O lodo de esgoto é um resíduo gerado nas estações de tratamento de esgoto (ETEs) e apresenta em sua constituição elevado teor de matéria orgânica e elementos químicos essenciais às plantas, devido estas características, uma alternativa adequada para sua disposição é a utilização na agricultura, melhorando as propriedades físicas e químicas do solo (BETIOL; CAMARGO, 2006). No entanto, o lodo de esgoto contém metais pesados, compostos orgânicos persistentes e organismos patogênicos que podem inviabilizar sua utilização no meio agrícola. Contudo, os metais pesados apresentam diferentes formas químicas e comportamento no lodo de esgoto, dependente de teor de matéria orgânica, argila e óxidos e valor de pH, interferido em sua disponibilidade para as plantas e toxicidade (BORGES; COUTINHO, 2004). A análise de extração sequencial dos metais pesados é um método que proporciona inferir sobre a forma, o fluxo, a mobilidade, transporte dos metais e disponibilidade às plantas. Entretanto, há várias metodologias que alteram seus procedimentos, como tempo de contato do extrator com a amostra, método e tempo de agitação e readsorção de metais entre as fases de extração (SOUZA et al., 2012). Com isso o objetivo deste trabalho foi avaliar duas metodologias de extração sequencial de metais pesados em lodo de esgoto, visando uma melhor recuperação dos metais, comparando estes resultados com uma metodologia de extração total de metais.

Material e métodos

O lodo de esgoto foi coletado na Estação de Tratamento de Esgoto de Montes Claros – MG. As amostras foram secas em estufa de circulação forçada de ar por 48h a 65°C, posteriormente maceradas e passadas em peneira de 2 mm. Em duplicata, foi utilizado dois métodos de extração sequencial e um de extração total de metais pesados. A primeira metodologia foi a de Torres e Auleda (2013), o qual foi pesado 0,5 g do lodo e adicionado 50 mL de água destilada agitando por 1 h, em seguida 20 mL de acetato de amônio pH 4,5 (1 M) agitando por 2h, em seguida 20 mL de oxalato de amônio pH 3 (0,2 M) agitando por 1 h no escuro, em seguida 20 mL de oxalato de amônio pH 3 (0,2 M) em banho-maria a 80°C por 2h, em seguida 20 mL de NaOH (0,5 M) agitando por 16 h e por último 20 mL de HNO3 (8 M) em banho-maria a 80°C por 3h; A segunda metodologia foi a de Sposito et al. (1982), o qual foi pesado 2 g de lodo e adicionado 25 mL de KNO3 (0,5 M) agitando por 16 h, em seguida 10 mL de H2O destilada agitando por 2 h três vezes (totalizando 30 mL), em seguida 25 mL de NaOH (0,5 M) agitando por 16 h, em seguida 25 mL de EDTA (0,05 M) agitando por 6 h e por último 25 mL de HNO3 (4 M) agitando por 16 h. Ao final de cada etapa as amostras eram centrifugadas por 15 min a 4000 rpm e filtradas, o sobrenadante foi armazenado em geladeira e o resíduo utilizado na próxima etapa. Com o resíduo da última etapa de cada metodologia foi realizado digestão com HF:HNO3 (1:3) em forno micro-ondas Mars 6 (EPA 3052). Esta mesma metodologia foi utilizada para a extração total, porém com 0,5 g de lodo calcinado em mufla a 550°C por 4 h (AMIR et al., 2005). Os sobrenadantes foram analisados em espectrofotômetro de absorção atômica e os resultados obtidos foram submetidos ao teste Tukey a 5% de probabilidade.

Resultado e discussão

O tempo de realização das extrações no o método de Torres; Auleda (2013) apresenta duração de 27 h e o de Sposito et al. (1982) 60 h, observação importante devido a necessidade de análises mais rápidas e eficazes. A Tabela 1 evidencia que houve diferença estatística entre os métodos para o zinco, entretanto o primeiro método apresentou menor variação do resultado comprado ao método de extração total. Para o cobre, não houve diferença estatística entre os métodos de extração sequencial, no entanto, a concentração deste metal para o primeiro método foi estatisticamente igual ao da extração total. Apesar destes resultados, Sposito et al. (1982) encontraram valores da soma dos resultados da análise de extração sequencial semelhantes aos da extração total para ambos metais, no entanto, foi utilizado outro método de extração (digestão em HNO3 4M). As concentração de Cu e Zn em cada uma das frações dos métodos analisados são representadas no Gráfico 1. Para o Cu, percebe-se que houve uma maior porcentagem de extração às frações ligadas a hidróxidos férricos e sulfetos no primeiro método. Torres; Auleda (2013) encontraram resultados semelhantes em sedimento rico em material orgânico, com maior adsorção do metal em monosulfetos e sulfetos. Para o segundo método, houve uma maior retenção de Cu nas frações de carbonatos e sulfetos, mostrando afinidade deste metal com compostos de enxofre. Em relação ao Zn, para o primeiro método a maior retenção ocorreu na fração de hidróxidos férricos, já para o segundo houve maior na fração dos carbonatos. Os carbonatos são frações orgânicas (Haroun et al., 2009), explicando o fato do Cu e Zn ter sido adsorvido nesta fração, visto que são fortemente ligados a mateira orgânica, especialmente o Cu.

Concentração de Cu e Zn em lodo de esgoto em comparação de duas metodologias de extração sequencial e uma de extração total.


Concentração de metais pesados nas diferentes frações dos métodos de extração sequencial e total

Conclusões

Conclui-se com este estudo que o método de extração sequencial de metais pesados que obteve os melhores resultados de recuperação de Cu e Zn em amostras de lodo de esgoto foi a de Torres e Auleda (2013). É também necessário avaliar quais frações desta matriz são desejáveis de serem quantificadas e qual o objetivo da pesquisa a ser realizada. Ainda são necessários novos estudos para melhorar e adaptar metodologias de extração sequencial, visando melhor entendimento do comportamento de metais pesados no ambiente.

Agradecimentos

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico (CNPq), Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG), a Universidade Federal de

Referências

AMIR, S.; HAFIDI, M.; MERLINA, G.; REVEL, J.C. 2005. Sequential extraction of heavy metals during compostingof sewage sludge. Chemosphere, v. 59, p. 801-810.
BETTIOL, W.; CAMARGO, O. A. A disposição de lodo de esgoto em solo agrícola. In BETTIOL, W.; CAMARGO, O. A., Lodo de esgoto: Impactos ambientais na agricultura.Jaguariuna: Embrapa Meio Ambiente, 2006. 349p.
BORGES, M. R.; COUTINHO, E. L. M. 2004. Metais pesados do solo após aplicação de biossólido. II –Disponibilidade. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 28, p. 557-568.
EPA – Environmental Protection Agency. Microwave assisted acid digestion of sediments, sludges, soils and oils.Method 3052, 1994
HAROUN, M.; IDRIS, A.; OMAR, S. 2009. Analysis of heavy metals during composting of the tannery sludge usingphysicochemical and spectroscopic techniques. Journal of Hazardous Materials, v. 165, p. 111-119.
SOUZA, R. A. S.; BISSANI, C. A.; TEDESCO, M. J.; FONTOURA, R. C. 2012. Extração sequencial de zinco e cobre em solos tratados com lodo de esgoto composto de lixo. Química Nova, v. 35, n. 2, p. 308-314.
SPOSITO, G.; LUND, L. J.; CHANG, A. C. 1982. Trace-metal chemistry in arid-zone field soils amended with sewage sludge, I: Fractionation of Ni, Cu, Zn, Cd, and Pb in solid phases. Soil Science Society of America Journal, v. 46, n. 2, p. 260–264.
TORRES, E.; AULEDA, M. 2013. A sequential extraction procedure for sediments affecte by acid mine drainage. Journal of Geochemical Exploration, v. 128, p. 35-41.