Biossorção preliminar de cobre mediada por biomassa da farinha do mesocarpo do coco babaçu

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Ambiental

Autores

Nascimento, J.M. (UFRJ) ; Gomes, D.L. (UEMASUL) ; Costa, V.O. (UEMASUL) ; Oliveira, J.D. (UEMASUL) ; Leite, S.G.F. (UFRJ)

Resumo

O avanço industrial e populacional ao longo dos anos agravou os problemas de contaminação ambiental do solo e água por metais potencialmente tóxicos. Na literatura existem diversas técnicas de descontaminação ambiental baseadas em processos físico-químicos, entretanto o alto custo desses processos dificultam as suas implementações. A biossorção surge como uma técnica de baixo custo e fácil implementação. Neste estudo foi avaliado a biomassa da farinha do mesocarpo do coco babaçu na remoção de cobre em solução sintética. Os resultados evidenciaram que a biomassa possui capacidade de remoção de 0,59 mg g^-1 e eficiência de 83,90%.

Palavras chaves

Biossorção; Cobre; Mesocarpo

Introdução

O avanço populacional e industrial ocasionou uma maior geração de efluentes e resíduos sólidos que se não forem dispostos de forma ambientalmente correta contaminam o solo e lençóis freáticos por metais potencialmente tóxicos, tais como o íon cobre (AKHIGBE, 2016). As principais formas de contaminação do ambiente pelo metal cobre dão-se principalmente através da mineração, eliminação de resíduos sólidos que contenham essa espécie metálica, tubulações de encanamento desgastadas e materiais de fiação elétrica (ALI, 2016). As técnicas convencionais de tratamento de efluentes industriais são baseadas em processos físico-químicos, sendo as mais utilizadas a eletroflotação e a filtração por membranas. Entretanto estas técnicas possuem a desvantagem do alto custo, dificultando a sua implementação (TING, 2016). Uma tecnologia que tem se mostrado promissora no tratamento de sistemas contendo metais potencialmente tóxicos, consiste em biossorção, que pode ser realizada através de inúmeras biomassas como microrganismos, cascas de frutas e entre outras (NASCIMENTO, 2017). No processo de biossorção um dos métodos utilizados não depende do metabolismo, pois os íons metálicos são acumulados na superfície dos materiais biossorventes. A remoção eficiente de metais potencialmente tóxicos está ligada as propriedades e composição do biossorvente assim como de alguns parâmetros como, por exemplo, o pH, o tipo de íon metálico, a concentração iônica, a concentração do biossorvente, o volume de solução, a temperatura e o tempo de contato (AL-HOMAIDAN, 2014). Diversas biomassas foram relatas como biossorventes de íons cobre. Neste estudo foi avaliada o potencial de biossorção da biomassa farinha do mesocarpo do coco babaçu que é rica em diversos nutrientes como amido 71,9% e proteínas 1,54% que possivelmente atuarão como sítios ativos metálicos no processo de biossorção.

Material e métodos

Foi realizado um ensaio com o objetivo de avaliar a capacidade e eficiência de biossorção da biomassa farinha do mesocarpo do coco babaçu. O ensaio consistiu em adicionar 0,5 gramas de biomassa a uma solução de 10 mg L-1 de solução metálica de sulfato de cobre CuSO4 5H2O (Reagen), as amostras foram tamponadas em pH 5, permaneceram sob agitação por 24 horas e com volume final de 25 mL, sendo 10 mL de H2O destilada + 10 mL de solução metálica + 5 ml de tampão pH 5. A capacidade e eficiência de biossorção foram determinadas pela Equação 1 e 2 (BAHAR, et al. 2018), respectivamente: q= ((Ci-Ce) V)/m E%= ((Ci-Ce) )/Ci ×100 Onde: Ci = concentração inicial da solução, (mg L-1); Ce = concentração de equilíbrio, (mg L-1); E = eficiência de biossorção, (%); q = Capacidade de biossorção, (mg g-1); m = massa do biossorvente, (g); V = Volume da solução aquosa sintética com as espécies metálicas em estudo, (L);

Resultado e discussão

A palmeira do babaçu Attalea sp. é encontrada em grande quantidade no Nordeste onde são explorados principalmente as amêndoas para a produção do óleo do coco babaçu, mas cabe ressaltar que tudo pode ser aproveitado desta palmeira (MORALES, et al. 2016). A farinha do mesocarpo do coco babaçu é obtida pelo processo de pelagem do coco via extração mecânica, com o objetivo de separação do mesocarpo e epicarpo e posteriormente moagem e peneiração, na Figura 1 está representado o biossorvente que foi analisado neste trabalho. A farinha do mesocarpo do coco babaçu foi obtida da Associação Regional de Mulheres Trabalhadoras Rurais do Bico do Papagaio. Nas Figuras 2(a) e 2(b) estão representadas a capacidade e eficiência de biossorção da farinha do mesocarpo em relação ao metal potencialmente tóxico cobre. Os resultados apontam que a biomassa apresenta capacidade de biossorção de 0,59 mg g^-1 e uma boa eficiência de remoção (83,90%). Os resultados podem ser justificados pelo fato de que a biomassa em estudo é composta de celulose, hemicelulose e lignina que são fontes de grupos funcionais como amina, fenólicos, álcoois e ésteres (CAROLIN, et al. 2017).

Figura 1. Farinha do mesocarpo do coco babaçu com a sua respectiva composição.


Figura 2. (a) Capacidade de biossorção em mg g-1; (b) Eficiência de biossorção em (%).

Conclusões

Os resultados apontaram que a biomassa da farinha do mesocarpo do coco babaçu apresenta boa capacidade e eficiência de remoção para o metal potencialmente tóxico cobre.

Agradecimentos

A Fundação de Amparo à Pesquisa do Maranhão – FAPEMA e a Universidade Estadual da Região Tocantina do Maranhão – UEMASUL.

Referências

AKHIGBE, L.; OUKI, S.; SAROJ, D. Disinfection and removal performance for Escherichia coli and heavy metals by silver-modified zeolite in a fixed bed column. Chemical Engineering Journal, v. 295, p. 92-98. 2016.
AL-HOMAIDAN, A. A. et al. Biosorption of copper ions from aqueous solutions by Spirulina platensis biomass. Arabian Journal of Chemistry, v. 7.n. 1, p. 57-62, 2014. ALI, R. M., et al. Potential of using green adsorbent of heavy metal removal from aqueous solutions: adsorption kinetics, isotherm, thermodynamic, mechanism and economic analysis. Ecological Engineering, v. 91, p. 317-332, 2016. BAHAR, M. M. et al. As (V) removal from aqueous solution using a low-cost adsorbent coir pith ash: equilibrium and kinetic study. Environmental technology and innovation, v. 9, p. 198-209, 2018. CAROLING, G. et al. Biosynthesis of copper nanoparticles using aqueous Phyllanthus embilica (Gooseberry) extract – characterization and study of antimicrobial effects. Int. J. nano. Chem., v 1, n. 2, p. 53-63, 2015. MORALES, E. M. et al. Improvement of Protein Bioavailability by Solid-State Fermentation of Babassu Mesocarp Flour and Cassava Leaves. Waste Biomass Valor, 2016. NASCIMENTO, J. M. et al. Competitive biosorption of Cd (II), Pb (II) and Cr (III) using fungal biomass Pycnoporus sanguineus. Journal of Environment & Biotechnology Research, 6, p. 123-127, 2017. TING, C., et al. Study on the Adsorption Properties of Ni (II) by Linde Typr/. ee F (K) Zeolite. In: MATEC Web of Conferences. EDP Sciences, 2016.