Realizado em Maceió/AL, de 28 a 30 de Agosto de 2013.
ISBN: 978-85-85905-04-0
TÍTULO: Adsorção de Cr(VI) e Zn(II) em solução de concentração conhecida utilizando cinzas de carvão mineral como material adsorvente.
AUTORES: Fetter, M. (UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO) ; Giertyas, C.J. (UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO) ; Ortiz, J.C. (UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO)
RESUMO: Contaminantes frequentemente encontrados em efluentes industriais e
laboratoriais são os íons Cr(VI) e Zn(II) e causam preocupação devido
a sua toxicidade. Os efluentes após passar pelo tratamento primário podem
apresentar concentrações altas desses íons, não cumprindo com a legislação
ambiental em vigor. O objetivo do trabalho foi aprimorar metodologias utilizadas
para a remoção de íons Cr(VI) e Zn(II) em solução de concentração conhecida,
usando cinzas de carvão mineral como material adsorvente e avaliar o potencial
de adsorção dos íons neste material. Os ensaios de adsorção foram realizados com
variação de pH e tempo de contato com as cinzas. Os resultados apresentaram-se
satisfatórios uma vez que as taxas de retenção foram maiores do que 50% para
Cr(VI) e 90% para Zn(II).
PALAVRAS CHAVES: íons cromo; íons zinco; cinzas de carvão mineral
INTRODUÇÃO: Os avanços tecnológicos e industriais das últimas décadas causam, por vezes, um
alto índice
de contaminação de águas, solos e ar. Em função disso a legislação ambiental vem
tornando-se cada vez mais restritiva. Efluentes líquidos gerados em diversas
atividades industriais devem cumprir com os padrões estabelecidos na legislação
para serem
descartados no meio ambiente, em âmbito nacional segundo a resolução do Conselho
Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) nº 430 de 2011, que complementa e altera a
resolução nº 357 de 2005 (BRASIL, 2011) e no Rio Grande do Sul segundo a
resolução do Conselho Estadual do Meio Ambiente (CONSEMA) nº 128, de 2006 (RS,
2006). O Cromo derivado de vários processos industriais e laboratoriais é
encontrado em
dois estados de oxidação Cr(III) e Cr(VI), o cromo no estado trivalente é um
nutriente essencial para o metabolismo celular, já o cromo no estado hexavalente
é extremamente tóxico, e carcinogênico (OGA, 1996). O Zinco é um dos íons de
metais que mais preocupam, dentre outros, pois doses altas de sais de Zn(II),
quando ingeridos podem ser prejudiciais à saúde humana, provocando sérios
problemas no intestino (MOREIRA, 2008). O tratamento de efluentes, por vezes,
pode apresentar baixa eficiência, pois algumas vezes não cumpre com os
parâmetros determinados pela legislação ambiental, para o lançamento dos
efluentes tratados em corpos receptores. Para tentar diminuir a concentração dos
íons Cr(VI) e Zn(II) em efluentes líquidos, e cumprir com as normas ambientais,
os pesquisadores têm buscado alternativas para melhorar a qualidade destes.
Diante disso, foram utilizados materiais adsorventes alternativos como, cinzas
de carvão mineral para assim avaliar a taxa de retenção desses íons em solução
de concentração conhecida.
MATERIAL E MÉTODOS: A pesquisa foi realizada no Laboratório de Pesquisa em Química da Universidade
de Passo Fundo. Todas as vidrarias foram descontaminadas com HNO3(aq) 30% (v/v)
por 24 horas antes da utilização devido à possível presença dos íons metálicos.
A cinza de carvão mineral foi submetida a tratamento químico conforme
metodologia descrita por Rodrigues et. al., 2006. Um grama de cinza de carvão
mineral reagiu com 20 mL de uma solução 0,1 mol/L de NaOH por 2 h. As cinzas
foram então, lavadas com água ultra-pura do tipo Osmose Reversa, repetidas
vezes, e secas
à 55 ºC, durante 24 h. Após, a cinza foi adicionada a solução de ácido cítrico
1,2 mol/L na proporção de 8,3 mL de solução por grama de cinzas e submetida a
agitação durante 30 min. As cinzas foram secas a uma temperatura de 55 ºC
durante 24 h, posteriormente a temperatura foi aumentada para 120 ºC e
mantida durante 90 min. As cinzas foram lavadas com água deionizada (60-80
ºC), repetidas vezes, e novamente colocadas em estufa a 55 ºC, durante 24 h.
Os ensaios de adsorção foram realizados utilizando um grama de material
adsorvente tratado e 100 mL de solução de concentração conhecida de 15 mg/L de
Cr(VI) preparadas a partir de K2Cr2O7(s) e 10 mg/L de Zn(II) preparadas a
partir de ZnSO4.7H2O(s).
O tempo de contato para cada ensaio foi de três horas, variando o pH de 3, 4, 5,
6, 7, 8 e 9. Após, foram realizados ensaios variando o tempo de contato de 1,
3,
5, 7, 9, 11, 13, 24, 48 e 72 horas.
Após, os ensaios de adsorção foi determinada a concentração de Zn(II) por
espectrofotometria de absorção atômica com atomização em chama e a concentração
de Cr(VI) na solução foi determinada, pelo método colorimétrico empregando-se
1,5 difenilcarbazida, em 540 nm por espectrofotometria (VOGEL, 2002).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Para os ensaios de adsorção variando-se pH utilizaram-se as soluções de Cr(VI) e
Zn (II) individualmente. Após, para os ensaios variando-se tempo de contato
utilizaram-se as soluções juntas para verificar a possível competição entre os
íons.
Nas condições aplicadas as maiores taxas de adsorção de íons Cr(VI) foram em
pH 3 e pH 7 e tempo de agitação de 3 horas apresentaram resultados com
adsorção maior do que 50% conforme Figura 1. As maiores taxas de adsorção de
íons Zn(II) foram em pH 8 e pH 9, com adsorção maior que 90% conforme Figura 2.
Os ensaios variando-se tempo de contato foi utilizado pH 3 pelo Cr(VI) ter
adsorvido mais nessa condição e por ser o íon com maior dificuldade de retenção.
Os resultados obtidos foram mais adequados nas seguintes condições, tempo de 24
horas e pH 3 para Cr(VI) com uma taxa de retenção maior do que 50% enquanto que
em outros tempos a adsorção não foi efetiva. Os resultados obtidos, indicaram
que, possivelmente, haja competição entre os íons, pois, no tempo de 3 horas a
taxa retenção diminuiu consideravelmente. Para Zn(II)a
adsorção foi menor utilizando-se a solução de Cr(VI) e Zn(II) juntos,
apresentando melhores resultados em tempo de contato de 5 horas com retenção de
20%.
Figura 1
Representação de resultados para ensaio de adsorção
de íons Cr(VI) variando-se pH.
Figura 2
Representação de resultados para ensaio de adsorção
de íons Zn(II) variando-se pH.
CONCLUSÕES: As cinzas de carvão mineral apresentam resultados satisfatórios na remoção de íons
Cr(VI) e Zn(II), sendo que a mesma foi mais eficiente na remoção de íons Zn(II)
para a solução de ZnSO4.7H2O(s), sem a adição de íons Cr(VI) com uma taxa de
retenção de 98%, já para Cr(VI) utilizando-se da solução de K2Cr2O7(s), sem a
adição de íons Zn(II) a taxa de retenção foi de 50%.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BRASIL. CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE, CONAMA. Resolução nº 430, de 13 de maio de 2011.
RIO GRANDE DO SUL. CONSELHO ESTADUAL DO MEIO MBIENTE, CONSEMA. Resolução nº 128 de novembro de 2006.
OGA, S. Fundamentos de toxicologia. São Paulo, p.164-167, 1996.
MOREIRA, S. A. Adsorção de Íons Metálicos de Efluente Aquoso Usando Bagaço do Pedúnculo de Caju: Estudo de Batelada e Coluna de Leito Fixo. 2008. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil - Saneamento Ambiental) Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008.
RODRIGUES, R. F.; TREVENZOLI, R. L.; SANTOS, L. R. G.; LEÃO, V. A.; BOTARO, V. R. Adsorção de metais pesados em serragem de madeira tratada com ácido cítrico. Eng. Sanit. Ambient., Vol. 11, n. 1, p. 21-26. 2006.
VOGEL, A. I. Análise química quantitativa. 6ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 462 pg, 2002.