Comportamento do íon mercúrio frente à substâncias húmicas extraídas de solo próximo a área de mineração no RS

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Físico-Química

Autores

Polli, V.R.G. (UFSM) ; Vendrame, Z.B. (UNIPAMPA) ; Zanatta, A. (UFSM) ; Baierle, A.L. (UFSM)

Resumo

As substâncias húmicas (ácidos húmicos e fúlvicos) são compostos naturais onipresentes, que surgem na degradação de resíduos de plantas e animais no solo, têm influência sobre a migração e biodisponibilidade de metais pesados no meio ambiente. O mercúrio é de um modo geral introduzido no meio ambiente através de atividades antrópicas e pode ser incorporado pelos seres vivos. Para verificar o comportamento do mercúrio no solo próximo a uma mina desativada no interior do RS, foram feitas titulações potenciométricas e condutométricas de soluções aquosas contendo ácidos húmicos e ácidos fúlvicos (extraídos de amostras de solo), separadamente, na presença e na ausência do íon Hg2+, os resultados indicam a existência de interação entre as espécies em solução, com possível formação de c

Palavras chaves

Substâncias húmicas; mercúrio; complexos

Introdução

As substâncias húmicas (SH) são o resultado das transformações químicas e biológicas de resíduos vegetais e animais no solo. As SH podem ser classificadas em ácidos húmicos (AH), solúvel em condições alcalinas, ácidos fúlvicos (AF), fração solúvel em água, independente do pH e a fração insolúvel, a humina (PRIMO et al, p. 1, 2011). A estrutura das SH, contendo grupos fenólicos e carboxílicos, pode desempenhar vários papéis nos processos ambientais, como na mobilidade e no transporte de substâncias químicas antropogênicas e metais pesados (SIMPSON, p. S72, 2002). A liberação de Hg antropogênico no meio ambiente, está associada geralmente a mineração, a indústria de clorosoda e a métodos de amalgamação de Hg, utilizados em minas de metais preciosos (SHAW, et al, p. 1986, 2006). É sabido que o íon mercúrio pode causar toxicidade e sérios problemas à saúde humana (TANG, et al, p. 1014, 2014). Contaminação do solo com metais pesados é um problema ambiental importante, que requer o desenvolvimento adequado de tecnologia de remediação (ROSA, et al, p. 77, 2005). As interações SH-metal podem acontecer através de adsorção, reação de troca iônica e por complexação. As reações por complexação são as mais importantes, pois afetam profundamente a geoquímica dos íons metálicos, modificando a sua solubilidade, carga e potencial redox (NUZZO, p. 1, 2013). O conhecimento da estrutura e funcionalidade das sustâncias húmicas é essenciais para predizer o seu comportamento no solo. Para o entendimento dos processos de retenção ou lixiviação do mercúrio no solo, o presente trabalho teve como objetivo estudar as interações entre o íon mercúrio em solução aquosa e as SH de área de mineração de ouro, desativada, através de titulações potenciométrica e condutométrica.

Material e métodos

As substâncias húmica, ácidos fúlvicos e ácidos húmicos foram extraídos de amostras de solo superficial (20 cm), próximo a uma mina desativada da região central do estado do RS (Caçapava do Sul -RS). As amostras de solo foram secas em estufa por 1 h a 100 °C e após foram peneiradas (0,7 mm de malha). A extração das SH, das amostras de solo (50 g) seguiu método da literatura descrito por Rosa (2000) com NaOH 0,5 M (500 mL). Após foi feita a separação para obter AF e AH, com acidificação do meio com HCl 6 M até pH 1,2. As soluções obtidas de AH 0,078 g/L e AF 1,3 g/L foram submetidas, separadamente, a titulação potenciométrica com e sem o íon mercúrio (0,805 e 1,61 mM) em solução aquosa com NaOH 0,035 M. As titulações potenciométricas, usando um peagâmetro de bancada BEL W3B, foram acompanhadas com medidas de condutividade. As titulações condutométricas, executadas com um condutivímetro de bancada Quimis Q795A2, foram feitas a partir de soluções contendo o íon metálico em diferentes concentrações (0,805 e 1,61 mM), com adições de soluções aquosas das SH (AF 1,3 g/L e AH 0,078 g/L), separadamente. Todas as medidas foram conduzidas a 25 °C como temperatura ambiente e repetidas 3 vezes cada uma.

Resultado e discussão

As curvas de titulação potenciométrica das substâncias húmicas, Figura 1, mostram a falta de um ponto de inflexão distinto para cada um dos grupos funcionais que fazem parte de suas moléculas (fenólicos e carboxílicos), o que está de acordo com o colocado por RITCHIE (2003). È observado um deslocamento na curva de titulação potenciométrica das soluções de AH e AF, separadamente, quando é adicionado o íon metálico em solução aquosa, o que se torna nítido a partir do pH 6,0, indicando, de acordo com MARTELL (1992), que existe interação entre as espécies em solução, com formação de complexos, evidenciando ainda o efeito do pH nas interações entre o íon metálico em solução aquosa e as SH, mostrando que a formação dos complexos ocorre a partir deste pH . As curvas de titulação condutométricas obtidas, Figura 2, não mostram aumento pronunciado da condutividade da solução com a adição do íon metálico, como esperado, uma vez que se trata de um eletrólito forte (ATKINS, 1999), indicando que os íons adicionados não estão livres em solução, mas ligados aos ácidos húmicos e fúlvicos, separadamente, devido a interação existente entre eles. Pode-se observar ainda, que as curvar de titulação condutométrica mostram mudança no comportamento da propriedade medida a partir do pH 6,0, indicando reestruturação no sistema em solução, que é consequência da formação de agregados moleculares, observações que estão de acordo com os dados obtidos por CIESIELSKI (2004). Mudanças estruturais nas SH ocorrem devido a complexação com íons metálicos e dependem da composição molecular do material húmico, modificando sua estabilidade termodinâmica em solução, podendo contribuir para o entendimento do seu comportamento no meio ambiente contaminado com íon metálicos (NUZZO, p.1, 2013).

Titulação potenciométrica de soluções aquosas de ácidos húmicos 0,078 g/L, sem e com o íon mercúrio (0,805 e 1,61 mM) com NaOH 0,035 M.


Titulação condutométrica de soluções aquosas de ácidos húmicos 0,078 g/L, sem e com o íon mercúrio (0,805 e 1,61 mM) com NaOH 0,035 M.

Conclusões

Os resultados obtidos das titulações condutométrica e potenciométrica das substâncias húmicas, indicam que em solução aquosa, os AF e AH, extraídos de solo próximo a uma mina abandonada, interagem com o íon mercúrio, formando complexos, podendo ser útil na descontaminação de solos.

Agradecimentos

À FAPERGS

Referências

ATKINS P.W., Físico-Química, 6ª edição, LTC-Livros Técnicos e Científicos Editora S.A., Rio de Janeiro-Brasil vol. 3, p. 14, 1999.
CIESIELSKI, W., TOMASIK, P. Complexes of amylose and amylopectins with multivalent metal salts. Journal of Inorganic Biochemistry, n° 98, 2039-2051, 2004.
MARTELL, A.E. & MOTEKAITIS, R.J., Determination and Use of Stability Constants, Wiley-VCH New York:USA, p. 43, 1992.
NUZZO, A. et al. Conformational changes of dissolved humic and fulvic superstructures with progressive iron complexation. Journal of Geochemical Exploration, n° 129, 1-5, 2013.
PRIMO, D.C., et al. Substâncias húmicas da matéria orgânica do solo: uma revisão de técnicas analíticas e estudos no nordeste brasileiro. Scientia Plena, n° 5, v. 7, 1-13, 2011.
SHAW, S.A., et al. Mercury mobility in unsaturated gold mine tailings, Murray Brook mine, New Brunswick, Canada. Applied Geochemistry, n° 21, 1986-1998, 2006.
SIMPSON, A.S. Determining the molecular weight, aggregation, structures and interactions of natural organic matter using diffusion ordered spectroscopy. Magnetic Resonance in Chemistry, n° 40, S72-S82, 2002.
RITCHIE, J.D., PERDUE, E.M., Proton-binding study of standard and reference fulvic acids, humic acids, and natural organic matter. Geochimica et cosmochimica Acta, n° 1, v. 67, 85-96, 2003.
ROSA, A.H., et al. Substâncias húmicas de turfa: estudo dos parâmetros que influenciam no processo de extração alcalina. Química Nova, n° 23, v. 4, 472-476, 2000.
TANG, W.W., et al. Impact of humic/fulvic acid on the removal of heavy metals from aqueous solutions using nanomaterials: A review. Science of the Total Environment, n° 468-469, 1014-1027, 2014.