Avaliação da presença de arsênio pelo método de Gutzeit na lama decorrente do rompimento da barragem do Fundão em Mariana/MG
ISBN 978-85-85905-23-1
Área
Química Analítica
Autores
Rosa Lima Pinheiro de Oliveira, G. (IFRJ) ; Gomes Sobrinho, L. (IFRJ) ; Coelho da Costa Jr, A. (IFRJ) ; Araújo, H. (IFRJ) ; Versiane, O. (IFRJ)
Resumo
O rompimento da barragem na cidade de Mariana em Minais Gerais produziu um desastre ambiental sem precedentes. Além de contaminar o rio doce, destruir toda a cidade, levou grandes quantidades de escória de mineração em direção ao mar. Muitos grupos de pesquisa têm reportado a presença de metais pesados e, em alguns casos, a presença de arsênio. O presente trabalho reporta o ajuste da técnica de geração de hidreto para avaliar a possível presença de arsênio em uma amostra pontual da lama depositada na superfície do solo utilizando o ensaio de Gutzeit.
Palavras chaves
Mariana; lama; arsênio
Introdução
A contaminação por metais pesados é um capítulo importante no controle analítico ambiental. Metais pesados estão envolvidos em diversas rotas metabólicas prejudiciais à saúde, produzindo desde de pequenas alterações fisiológicas até graves doenças relacionadas ao seu acúmulo no organismo. O grande volume de material de rejeito, estimado entre 50 e 60 milhões de metros cúbicos, pode ocasionar uma contaminação perigosa em diversos ambientes aquáticos e terrestres, difundindo por um longo período elementos indesejáveis, com elevado poder de toxicidade, como ocorre com o arsênio, mesmo que absorvido em pequenas quantidades. A possibilidade de contaminação por arsênio está diretamente ligada a atividade de mineração, onde é possível encontrar junto com o ferro e o manganês depósitos de sulfeto de arsênio disperso principalmente na forma de arsenopirita (FeAs2.FeS2). A elevada toxicidade do arsênio o coloca no foco de diversos trabalhos de monitoramento, uma vez que é um elemento tóxico não-essencial para o homem. Para algumas plantas é considerado essencial em baixas concentrações. O grande problema decorre do fato de algumas plantas comestíveis, como a soja e o repolho, concentrarem arsênio quando este está disponível em grandes quantidades. O monitoramento deve ser constante quando existe a possibilidade de se encontrar picos de concentração desse elemento que ocorre naturalmente em solos ricos em ferro.
Material e métodos
Amostras pontuais do resíduo de mineração coletadas na cidade de Mariana serviram de base para os primeiros estudos desenvolvidos para adaptar o uso de uma técnica específica na separação e quantificação de arsênio segundo o método de Gutzeit. Este método é uma simplicação do método de Marsh, que permite a identificação de pequenas quantidades de arsênio. Um grande ponto positivo no uso desta técnica, está relacionado ao eficiente método de separação utilizado: a formação de arsina, um composto de arsênio formado com facilidade em meio redutor com a presença de hidrogênio nascente. Uma aparelhagem de vidro específica foi confeccionada (figura 1) com as dimensões adaptadas com a finalidade de desenvolver um trabalho com quantidades maiores de resíduo de mineração. O arsênio foi volatilizado utilizando zinco metálico em meio ácido após tratamento com cloreto estanoso. A arsina gerada foi recolhida em uma solução de dietiltitiocarbamato de prata solubilizado em uma mistura de morfolina e clorofórmio.
Resultado e discussão
A elevada concentração de ferro presente remete a questões relevantes no
processo de abertura da amostra, sendo determinante o elevado consumo dos
reagentes e a dificuldade extrema em solubilizar e homogeneizar a amostra.
Anteriormente a etapa de geração da arsina, grande quantidade de HCl foi
adicionado a amostra sob aquecimento controlado a 60 oC, com objetivo de
expulsar grande quantidade de sulfeto presente, que ocasiona severas
interferências junto a solução absorvedora da arsina gerada (solução de
dietilditiocarbamato de prata). Uma análise exaustiva da amostra, coletada
nas coordenadas geográficas 20°14''19'' S, 43°23'13'' O, não tinha revelado
a presença de arsênio. Desta forma, o estudo foi realizado com adições de
padrões de arsênio à amostra, para comprovar a capacidade de identificação,
utilizando a técnica de geração de arsina pela método de Gutzeit. As
condições do ensaio, os reagentes e a definição da solução absorvedora foram
objetos de estudo. A absorbância da solução foi medida e um máximo de
absorção, correspondente ao complexo formado, foi obtido em aproximadamente
510 nm. Os espectros de absorvância na região do visível são
apresentados na figura 2.
![](imagens/1572-0935fd7fd9.jpg)
Aparelhagem para determinação de Arsênio segundo Gutzeit
![](imagens/1572-8044dfcdfc.jpg)
Espectro UV-Vis de diferentes quantidades de arsênio separado na forma de arsina
Conclusões
Em amostras do resíduo de mineração verificou-se que o tratamento preliminar em meio ácido, sob aquecimento controlado para evitar a perda de cloreto de arsênio, que é um composto com baixo ponto de ebulição, foi eficiente para resolver a questão da presença de sulfetos. A melhor condição para a solução absorvedora foi através da utilização de clorofórmio e morfolina. Foi possível observar mudanças visuais na solução absorvedora após destilação da arsina. Este ajuste no método e adequação ao tamanho da aparelhagem serão aplicadas nas análises de futuras amostras.
Agradecimentos
Agradecimento à empresa RADIX Engenharia & Software, patrocinadora do projeto, bem como a Associação Brasileira de Química (ABQ). Agradecimentos ao CNPq pelo auxí
Referências
1) Rochas & minerais industriais, usos e especificações. Editores: Adão Benvindo da Luz & Fernando A. Freitas Lins, 2ª ed. CETEM-MCT-Rio de Janeiro 2008
2) Spectrophotometric determination of arsenic and antimony by the silver diethildithiocarbamate method. R. H. Merry and B.A. Zarcinas (analyst, june, 1980, vol. 105 pp 558 – 563)
3) Sequential spectro photometric determination of inorganic arsenic (III) and arsenic (v) species. A.G. Howard and M.H. Arbab-Zavar. (Analyst, april, 1980, vol.105, pp 338-343)
4) Analytical methods for determining arsenic, antimony and selenium in environmental samples (review) P. Niedzielski, M. Siepak. (Polish Journal of environmental studies vol.12, no 6 (2003), pag. 653-667)