Avaliação da influência do tempo de contato no processo de biossorção de íons cobalto pelo guarumã.

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Química Analítica

Autores

Pantoja, M.C. (UNIFESSPA) ; Ferreira, V.S. (UNIFESSPA) ; Santanna, J.S. (UNIFESSPA) ; Leder, P.J.S. (UTFPR) ; Sasso, A. (UTFPR) ; Aquino, H.B. (S/N) ; Sirqueira, J.L.P. (UNIFESSPA)

Resumo

O objetivo desse trabalho foi avaliar o potencial do Guarumã como biossorvente natural para remoção de íons cobalto de solução aquosa, visando a futura aplicação no tratamento de efluentes. Para ser utilizado como amostra o Guarumã passou pelos processos de lavagem, corte, secagem e moagem, após esse processo a amostra foi submetida a análise de microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva. O metal escolhido para avaliar a potencial adsorvedor do Guarumã foi o Cobalto. Observou-se que os percentuais de remoção foram bastante expressivos, chegando a 96% na concentração de 0,01M.

Palavras chaves

Guarumã; Cobalto; Biossorvente

Introdução

Atualmente o crescimento desordenado das cidades e o alto nível de consumo da sociedade tem gerado uma quantidade excessiva de resíduos tóxicos que, muitas vezes, não passam por nenhum tipo de tratamento antes de serem descartados no meio ambiente. Dentre esses resíduos se destacam os metais pesados. A contaminação da água com metais pesados é uma das problemáticas que tem trazido maior preocupação aos pesquisadores e órgãos governamentais envolvidos no controle de poluição (OLIVEIRA et. al. 2001). Esses metais quando descartados na natureza sem nenhum tratamento prévio trazem riscos para o meio ambiente e são prejudiciais à saúde do ser humano. Com o intuito de tratar essas áreas contaminadas por metais pesados e outras substancias tóxicas os cientistas buscam métodos eficientes e economicamente viáveis destinados ao tratamento de efluentes contaminados. A tecnologia biossortiva é bastante atrativa para o tratamento de efluentes atualmente devido ao baixo custo operacional, e alta eficiência dos materiais biológicos em capturar íons metálicos de soluções aquosas. A utilização desses adsorventes naturais, biossorventes, deve-se à capacidade dos diversos grupos funcionais, tais como os grupamentos fenólicos, carboxílicos e os polissacarídeos presentes na parede celular, em interagir com os íons metálicos presentes em solução (HUSEYIN et. al. 1999; WANG et. al. 1996; WANG et. al. 2005). Existem diversos trabalhos publicados na literatura que mostram os resultados positivos no uso de biossorventes. Cruz et. al. (2009) analisaram o efeito da casca de banana para remoção de metais pesados e constataram que a casca da banana possui boas características para ser usada como biossorvente. Rocha et. al. (2015) investigaram a capacidade do farelo de sabugo milho para remoção de íons Cr (VI), obtiveram como resultado características favoráveis do seu material com adsorvedor, tendo melhores resultados em concentrações mais baixas. Os materiais que possuem celulose em sua composição, mostram potencialidade na adsorção de metais (WERLANG et. al. 2013). O guarumã, planta amazônica que habita lugares úmidos, as margens de rios e igarapés (OLIVEIRA et. al. 1991), cujas fibras são usadas para confecção de diversos artefatos (NAKAZONO, 2000). O caule, seco e moído, dessa planta apresentou resultados positivos para remoção de íons cobalto de solução. Pantoja e Ferreira (2015) analisaram o potencial do guarumã para remoção de íons cobalto de solução e obtiveram como resultado que o guarumã tem potencial para ser aplicado com bioadsorvente, tendo em vista que o percentual de remoção chegou 60% na concentração 0,03 M. Pantoja (2015) analisou também o estudo da proporção de biomassa por concentração e conclui que aumentando a quantidade de biomassa por concentração estudada o percentual de remoção de íons cobalto aumenta consideravelmente, chegando a alcançar 92,9% na concentração 0,05 M. A partir dos resultados positivos do guarumã como biossorvente na remoção de íons cobalto de solução, esse trabalho teve como objetivo avaliar como o tempo de contato do biossorvente com a solução de íons cobalto influencia no processo de biossorção.

Material e métodos

O material selecionado como biossorvente foi o guarumã, coletado na cidade de Inhangapi - Pará. Foi utilizado como amostra o caule dessa planta. A amostra foi sujeito às seguintes operações, que pode ser observado na: 1. Corte do caule; 2. Lavagem, feita com água destilada para eliminar resíduos e impurezas que pudessem estar presos ao material; 3. Retirada a casca do caule, para o material ficar mais maleável; 4. Corte da amostra com tesoura, para reduzir seu tamanho; 5. Secagem, realizada em estufa a 100 ºC, para retirar toda a umidade existente no material; 6. Moagem, feita em liquidificador para reduzir o tamanho das partículas. As análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS) foram feitas na Universidade Federal de São Carlos, São Paulo. Para as análises foram preparadas cinco soluções do metal nas respectivas concentrações 0,01M, 0,02M, 0,03M, 0,04M e 0,05M de nitrato de cobalto, todas as soluções feitas em triplicadas. Para o preparo das soluções foram pesados em uma balança analítica da marca Astral Cientifica – FA2204C, a massa de nitrato de cobalto necessária para cada concentração especifica. Depois da pesagem o sal foi solubilizado com água destilada e transferido para um balão volumétrico de 100 ml, em seguida aferiu-se até o menisco. Cada solução foi transferida para uma garrafa. Foi media a absorbância de todas as soluções antes do contato com o grarumâ em comprimento de onda de 510 nm. Seguidamente, para cada concentração foram pesadas uma quantidade de biomassa especifica. Após isso foi adicionado o guarumã a essas soluções e a cada 30minutos as mesma passavam por processo de filtragem e media-se a absorbância novamente.

Resultado e discussão

Com os resultados obtidos a partir do estudo realizado foi possível avaliar como o tempo de contato da biomassa com solução influência no processo de biossorção. Esses resultados são mostrados nas figuras 1, 2 e 3. Com a análise dos gráficos foi possível observar que ocorre a adsorção dos íons cobalto pelo guarumã em todas as concentrações estudadas, pois os valores de absorbância para as soluções em contato com o biossorvente (guarumã) foram menores que os valores na ausência dele. A partir dos dados obtidos no trabalho também foi possível calcular o percentual de remoção (%REM) dos íons cobalto em solução. apresentando os seguintes resultados: Para a concentração 0,01M/1g, em 30 min, 12%; em 60 min 14%; em 90 min, 16%. Para a concentração 0,02M/2g, em 30 min 10,9%, em 60 min,21,8%, em 90 min, 23,8%. Para a concentração 0,3M/32g, em 30 min, 22,3%, em 60 min, 30,4%, em 90 min, 36,5%. Para a concentração 0,04/4g, em 30 min, 21,3%, em 60 min, 32,5%, em 90 min, 36,5%. Para a concentração 0,05M/5g, em 30 min, 15,6%, em 60 min, 25,3%, em 90 min, 30,4%. Pela análise do percentual de remoção pode se observar que o tempo de contato do biossorvente com a solução influência no processo de biossorção, pois aumentando o tempo de contato do biossorvente com a solução notou-se que o percentual de remoção de íons cobalto aumentou em todas as concentrações analisadas. Mellis e Rodella (2008) verificaram que de maneira geral, para o solo estudado que o tempo de agitação de 24 horas proporcionou maior adsorção dos metais (Cd, Cu, Ni e Zn) que o de 1 hora. Esse maior %REM pode ser justificado pelo aumento do tempo de contato da biomassa com a solução, pois aumentando o tempo de contato a interação entre os íons e os sítios ligantes será maior, consequentemente essa “captura” de íons vai ser mais eficiente refletindo no percentual de remoção.

Resultados da absorbância em 30 min de contato


Resultados da absorbância em 60 min de contato


Resultados da absorbância em 90 min de contato

Conclusões

A partir dos resultados obtidos pode-se concluir que: O guarumã tem potencial para ser aplicado como biossorvente para remoção de íons cobalto em solução, tendo e vista que houve a remoção dos íons em todos os testes realizados e que os percentuais de remoção foram bastante expressivos. A micrografia de eletrônica da varredura confirmou a natureza fibrosa do guarumã, mostrando que na estrutura do biossorvente há presença fissuras e poros. Pelo teste inicial possível foi possível avaliar que o guarumã tem a capacidade de adsorver íons cobalto de solução, por exemplo na concentração de 0,01M o percentual de remoção atingiu 94%, comprovando que a biomassa em questão pode ser utilizada como adsorvente. O estudo do tempo de contato em repouso mostrou que o tempo de contato do biossorvente com a solução de nitrato de cobalto influência no processo de adsorção. O máximo do %REM nesse estudo foi de 44,7%, como o resultado desse teste é possível se concluir que aumentando o tempo de contato biomassa/solução o percentual de remoção aumenta também.

Agradecimentos

À Universidade Federal do Sul e Sudeste do Pará, pelo espaço cedido ao desenvolvimento desta pesquisa.

Referências

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