Estudo de retenção de íons Cu(II) a partir da biossorção do talo da Attalea maripa (Inajá).

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Analítica

Autores

Silva Santos, R.I. (UNIFESSPA) ; Pires Siqueira, J.L. (UNIFESSPA) ; Sales Cavalcante, V. (UNIFESSPA)

Resumo

Estudos apontam que recursos hídricos têm sido contaminados mediante o descarte inadequado de metais pesados advindos em grande parte de resíduos industriais, fazendo-se necessário o tratamento adequado dos mesmos, pois são altamente tóxicos e bioacumulativos. Buscando formas de tratamento de áreas contaminadas por metais pesados, a biossorção vem se destacando devido à alta eficiência e baixo custo. Diante disto, o trabalho apresenta o estudo de avaliação do potencial de biossorção do talo do cacho do Inajá (Attalea maripa) na remoção do íons Cu(II) em solução aquosa. Assim, nos parâmetros avaliados, o material obteve uma porcentagem superior a 93% de remoção de íons Cu (II) em todas as amostras analisadas, evidenciando que o talo de Inajá como um bom biossorvente de íons em solução.

Palavras chaves

Biossorção; Metais Pesados; Attalea maripa

Introdução

O crescente aumento da industrialização vem ocasionando um grave problema de descarte de resíduos industriais, segundo BRAYNER (1998), pois estes resíduos, apresentam metais pesados que são ambientalmente perigosos devido sua baixa degradabilidade e alta toxidade, mesmo em baixas concentrações (GIORDANO,2003). A remoção destas substâncias resultantes da acumulação de resíduos é um dos grandes desafios que o meio ambiente e a sociedade enfrentam hoje (CAMPUS,2002). A adsorção de contaminantes nas superfícies de sólidos vem sendo um método eficaz para a remediação de metais pesados, este método pode ser realizado com o uso de carvão ativado, no entanto, apresenta alto custo de produção. Assim, muitos pesquisadores usam plantas como um material alternativo para adsorver metais pesados em sistema de água e solo (VOLESKY,2001). O processo de biossorção é caracterizado pela remoção ativa e passiva de metais pesados de sistemas aquosos diluídos por materiais biológicos, consistindo de vários mecanismos que diferem de acordo com as espécies usadas, a origem da biomassa e seu processamento (KLEINÜBING,2009). Essa técnica de tratamento de efluentes vem sendo testada para auxiliar empresas a se enquadrarem nos padrões exigidos pela legislação sem encarecer em demasia o processo produtivo e principalmente sem agredir o meio ambiente (SOUZA,2007). Sendo assim, o presente trabalho apresenta o estudo do talo do Inajá, uma palmeira da família Arecaceae que dispõe de um rico potencial biológico, como um biossorvente alternativo para o tratamento de efluentes que contenham metais pesados cobre.

Material e métodos

O material selecionado como biossorvente nos experimentos de adsorção foi o talo do cacho do Inajá (Attalea maripa) obtido na cidade de Marabá-PA. Inicialmente, o biossorvente foi lavado com água destilada, seco em estufa a 60 °C e triturado usando um moinho de facas modelo NL 226/02 (NewLab, Brasil). Em seguida, a amostra foi peneirada usando peneira Tyler (Bertel, Brasil) a fim de obter uma granulometria de 600 mm/μm. Para evitar contaminação, todos os materiais utilizados foram lavados com água corrente, depois com água destilada e, em seguida, mantidos em banho ácido de HCl 10% (v/v) durante 24 h, posteriormente lavados com água destilada e secos. As soluções de Cu (II) utilizadas no processo de adsorção foram feitas a partir de diluições da solução estoque de 1000 mg/L que foi preparada a partir do CuSO4.5H2O (Dinâmica, Brasil). O efeito da adsorção de Cu(II) foi avaliada em 0,5; 1,0; 1,5; 2,0g de biomassa durante 2h em repouso e em temperatura ambiente de 25ºC, sendo que todos os experimentos foram realizados em triplicata.O estudo da proporção das massas foi feito utilizando 0,75g/25ppm; 1,5g/50ppm; 2,2g/75ppm; 3g/100ppm de biomassa e concentração de metal respectivamente.Após este processo, as amostras foram filtradas, e as soluções foram determinadas usando um espectrômetro de absorção atômica com chama modelo S4 (Thermo Scientific, China). Com os dados obtidos, a porcentagem de remoção do biossorvente, foi determinada por meio da equação [V (Ci-Cf)/ m]. A amostra in natura também foi submetida a analise através do infravermelho modelo Cary 630 FTIR (Agilent Technologies).

Resultado e discussão

A partir da análise dos dados experimentais apresentados na Figura 1a, observa-se a remoção dos íons metálicos em solução, onde foi alcançado uma taxa de remoção superior a 93% nas medidas de biomassa utilizadas, sendo a maior delas a remoção de 96% com 2g de biossorvente. A maior porcentagem de remoção está relacionada com o aumento da biomassa, porque a quantidade de material adicionado aumenta a adsorção de metais devido a disponibilidade de sítios ativos, pois o processo de adsorção ocorre através de interações físico-químicas entre íons e grupos funcionais presentes na superfície da amostra (VOLESK,2004). A Figura 2 apresenta o espectro de absorção no infravermelho da biomassa utilizada e pode-se verificar a presença de bandas características associadas as vibrações de deformação axial dos átomos de hidrogênio ligado ao oxigênio (OH) na faixa de 3200-3600 cm-1, bandas de 1607 cm-1 especifico de dicetonas e bandas na faixa de 1040 cm-1 atribuída ao estiramento C-O (SILVEINSTEIN E WEBESTER,1998). A análise de infravermelho evidenciou a presença dos grupos funcionais que favorecem a absorção de metais, o que demonstra que a biomassa de Inajá é um bom biossorvente, pois tais grupamentos polares e os polissacarídeos presentes na parede celular da amostra, promovem uma melhor interação entre o íon metálico e a superfície do adsorvente, promovendo a remoção do metal em solução. Na Figura 1.b pode-se observar o estudo de proporção de massas biossorvente/metal realizado usando 0,75g em 25ppm; 1,5g em 50 ppm; 2,2g em 75ppm; 3g em 100ppm, no qual obteve-se um valor quase linear de remoção, obtendo uma remoção média de 96,7% de remoção em todas a concentrações.

Figura 1: Capacidade de biossorção (mg/g) através do talo do cacho do Inaja (A) Estudo de proporção de massa (B)


Figura 2: Infravermelho do talo do cacho do Inajá.

Conclusões

Através dos resultados obtidos pode-se concluir que o talo do cacho do Inajá tem potencial para ser aplicado como biossorvente para remoção de Cu(II), tendo em vista os resultados apresentados na remoção dos íons em todos os testes realizados, alcançando percentuais de remoção expressivos, chegando a 96%, o que comprova a eficiência da biomassa como biossorvente alternativo para remoção de íons cobre em solução aquosa.

Agradecimentos

Referências

BRAYNER, F. M. M. Determinação de taxas de retenção de metais-traço por sedimentos orgânicos em um viveiro de piscicultura em área estuarina e urbana. São Carlos. 103p. Tese (Doutorado) – Escola de engenharia de São Carlos – Universidade de São Paulo, 1998.
CAMPOS. M. L. A. M.; Brendo, Anderson e Viel, Fabíola C.; Métodos de baixo custo para purificação de reagentes e controle de contaminação para a determinação de metais traços em águas naturais. Química Nova, 25, nº 5, 808, 2002.
GIORDANO, G. Análise e formulação de processos para tratamento dos chorumes gerados em aterros de resíduos sólidos urbanos. 2003. 257 f. Tese (Doutorado Ciência dos Materiais e Metalurgia) - Departamento de Ciência dos Materiais e Metalurgia, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC). Rio de Janeiro, 2003.


KLEINÜBING, Sirlei Jaiana; da Silva, M. G. C.; BARROS, A. M. Adsorção e Dessorção de cádmio (II) cobre (II), chumbo (II), níquel (II) e zinco (II) pela Limnobium spongia modificada quimicamente. In: Encontro Brasileiro sobre Adsorção (EBA9) & Simpósio Ibero-Americano sobre Adsorção (IBA1), publicado nos anais em Cdrom, Ed. Itarget, 48 Científico Nacional, Recife-PE, BRASIL, 2009.
SILVERSTEIN, R. M.; WEBSTER, F. X.; KIEMILE. E. J. Identificação Espectrométrica de Compostos Orgânicos. 7 ed. LTC. 2006.

SOUSA, Francisco W. de, (2007). Adsorção de metais tóxicos em efluente aquoso usando pó da casca de coco verde tratado. Dissertação de Mestrado do Curso de Pós Graduação em Engenharia Civil, Área de Concentração –Saneamento Ambiental, da Universidade Federal do Ceará. Pág: 1.

VOLESKY, B. Detoxification of metal-bearing effluents: biosorption for the next century. Hydrometallurgy, v. 59, n. 2–3, p. 203-216, 2001.
VOLESKY, B; Sorption and biosorption, BV-Sorbex, Inc., Quebec: St.Lambert, 326 p, 2004.