AVALIAÇÃO DO POTÊNCIAL DE BIOSSORÇÃO DA SERRAGEM DE VIROLA (Virola surinamensis (rol.) warb) NA REMOÇÃO DOS ÍONS Cu(II), Ni(II), Pb(II) e Zn(II) EM SOLUÇÃO AQUOSA.

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Ambiental

Autores

Pereira, L.P.B. (UFPA) ; Pinheiro, M.H.T. (UFPA)

Resumo

O presente trabalho avaliou a capacidade de biossorção da serragem de virola (Virola surinamensis (rol.) warb) in natura (VIN) e modificada com NaOH (VNaOH), na remoção dos íons metálicos Cu(II), Ni(II), Pb(II) e Zn(II) em solução aquosa multielementar. O tempo necessário para que o sistema alcançasse o equilíbrio foi de 120 min. para ambas as amostras. Três modelos cinéticos foram testados, onde observou-se que o processo de biossorção é descrito pelo modelo de pseudo segunda ordem. O equilíbrio de biossorção seguiu o modelo da isoterma de Langmuir, comprovando que a biomassa apresenta boa capacidade adsortiva e que, a modificação química da serragem de virola proporciona um aumento no potencial de biossorção.

Palavras chaves

biossorção; serragem de virola; íons metálicos

Introdução

Devido às diversas atividades antrópicas, muitos efluentes são responsáveis pela poluição por metais tóxicos, que são espécies que se acumulam por toda a cadeia alimentar, sendo espalhados pelos ecossistemas contaminando o meio ambiente (MOREIRA et al., 2009). Existem diversas técnicas de tratamento de efluentes para remoção de metais, porém elas apresentam desvantagens como o alto custo dos materiais utilizados e o tempo de tratamento. A adsorção é um método de tratamento de efluentes que vem se destacando ultimamente e consiste na utilização de material adsorvente com o objetivo de reter determinada substância (adsorvato). Como alternativa promissora, temos o processo de biossorção, que utiliza biomassas constituídas de resíduos naturais, oferecendo um bom desempenho associado a um baixo custo, já que são resíduos produzidos em grandes volumes e descartados no meio ambiente (SOUZA et al., 2012). Entre as biomassas destaca-se a serragem, resíduo de madeira que é produzido em grande quantidade, sendo muitas vezes queimados que, em seguida são descartados em lugares inadequados, tornando-se um sério problema ambiental (SILVA, 2015). A madeira de virola (Virola surinamensis (rol.) warb) tem sido muito utilizada na fabricação de compensados, na estrutura interna de móveis, na construção naval, confecção de canoas e etc. (TEIXEIRA, 2007). Utilizar a serragem de virola como biossorvente, é uma forma de dar um destino adequado a esse resíduo e contribuir com o meio ambiente. Neste sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar o potencial dessa biomassa na remoção de íons metálicos Cu(II), Ni(II), Pb(II) e Zn(II) em solução aquosa.

Material e métodos

A amostra de serragem utilizada nesse estudo foi coletada no município de Vigia, no estado do Pará. A amostra foi submetida a um processo de separação granulométrica utilizando um agitador de peneiras (Bertel), sendo escolhida a fração de 60 mesh por apresentar uma granulometria homogênea e melhor rendimento em relação à quantidade em massa do biossorvente, que foi separado em duas partes, sendo a primeira utilizada in natura (lavado repetidas vezes com água deionizada e seco em estufa a 55 °C por 24 h) e a outra modificada com solução de NaOH 0,1 mol/L (20 mL de NaOH para cada 1 g de amostra, a mistura foi agitada por 1 h, filtrada e lavada com água deionizada e seca em estufa a 55 °C por 24 h), sendo denominadas VIN (Virola in natura) e VNaOH (Virola modificada). Para o estudo cinético pesou-se 100 mg da amostra in natura e modificada e 20 mL de solução iônica multielementar (Cu(II), Ni(II), Pb(II) e Zn(II)) na concentração de 10 mg/L em pH 5 sob agitação constante à temperatura ambiente. Foram coletadas alíquotas nos intervalos de tempo: 30, 60, 120, 240 e 360 min. Em seguida as soluções foram filtradas e a determinação das concentrações dos íons, foi realizada utilizando espectrômetro de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP OES) (iCAP 6500 Duo, Thermo Scientific, Cambridge, Reino Unido). A capacidade de biossorção do material adsorvente in natura e tratado, foi realizado em batelada e triplicata, empregando-se 100 mg do biossorvente e 20 mL de solução multielementar nas concentrações iniciais de 10 até 50 mg/L em pH 5,0, sob agitação constante à temperatura ambiente, durante 120 min. Os dados experimentais de biossorção foram ajustados aos modelos de isotermas de adsorção de Langmuir e Freundlich, utilizando as equações na forma linearizada.

Resultado e discussão

Os resultados dos ensaios de biossorção para os íons Cu(II), Ni(II), Pb(II) e Zn(II), mostraram que o tempo de equilíbrio ocorreu em torno de 120 min para todos os íons metálicos estudados. Os dados obtidos possibilitou a realização do estudo cinético para a amostra in natura (Tabela 1) e amostra modificada (Tabela 2). Para os resultados experimentais da cinética de adsorção, utilizou-se para análise, três modelos cinéticos para a investigação do mecanismo de biossorção: pseudo primeira ordem, pseudo segunda ordem e difusão intrapartícula. Após a confirmação dos resultados, pode-se observar que o modelo de pseudo segunda ordem apresentou os melhores coeficientes de correlação (R²), indicando ser o modelo mais adequado para a interpretação do mecanismo de biossorção, e que a quimiossorção pode ser uma forma de biossorção dos íons metálicos. Os valores de qe calculado apresentam concordância com os valores de qe experimental. Com base nos parâmetros das isotermas de adsorção para os modelos de Langmuir e Freundlich, utilizados nas amostras de virola in natura e virola modificada, (Tabelas 3 e 4) respectivamente, conclui-se que o modelo de Langmuir ajusta- se muito bem sobre os dados experimentais obtidos em ambas amostras, como pode ser observado pelos valores do coeficiente de correlação, R², próximos de 1, verificando-se que ocorreu um aumento na capacidade máxima (qmáx.) de adsorção dos íons, após a modificação com NaOH, resultados estes, concordantes com os encontrados por SILVA et al., 2013 e MOREIRA et al., 2009, para os mesmos metais.

Conclusões

O modelo de adsorção de Langmuir descreveu adequadamente os dados de equilíbrio, com maiores capacidades de adsorção para os íons Cu(II) e Pb(II). Os resultados apresentados mostram a possibilidade de utilização do pó da serragem de virola como material biossorvente, sendo uma boa opção para o tratamento de efluentes líquidos, por se tratar de uma biomassa residual abundante, torna-se uma opção alternativa de baixo custo, contribuindo para a diminuição do descarte inadequado desse material, e minimizando os danos ambientais.

Agradecimentos

Ao GEAAp, a CAPES pela concessão da bolsa de estudos e ao doutorando Alexandro Sozar Martins pelo auxílio nas análises por ICP OES.

Referências

MOREIRA, S. A.; SOUSA, F. W.; OLIVEIRA A. G.; NASCIMENTO, R. F.; BRITO, E. S. Remoção de metais de solução aquosa usando bagaço de caju. Química Nova, V. 32, n° 7, 1717 – 1722, 2009.
SILVA, L. A. Avaliação do uso de serragem de madeira tratada com ácido como bioadsorvente para a remoção de Diclofenaco de Sódio em meio aquoso. Dissertação de Mestrado, Universidade Estadual do Oeste do Paraná, 109 f., 2015.
SILVA, M. S. P.; RAULINO, G. S. C.; VIDAL, C. B.; LIMA, A. C. A.; NASCIMENTO, R. F. Influência do método de preparo da casca do coco verde como biossorvente para aplicação na remoção de metais em soluções aquosas. Revista DAE, n° 193, 66 – 73, 2013.
SOUZA, J. V. T. M.; MASSOCATTO, C. L.; DINIZ, K. M.; TARLEY, C. R. T.; CAETANO, J. e DRAGUNSKI, D. C. Adsorção de cromo (III) por resíduos de laranja in natura e quimicamente modificados. Seminário Ciências Exatas e Tecnológicas, V. 33, n. 1, 03 – 16, 2012.
TEIXEIRA, A. F. Metabólitos secundários de frutos da virola molíssima (Poepp. ex A. DC.) Warb: Neolignanas e atividade antifúngica. Tese de Doutorado, Universidade de São Paulo, 2007.