Realizado em Vitória/ES, de 09 a 11 de Setembro de 2015.
ISBN: ISBN 978-85-85905-13-2
TÍTULO: Estudo preliminar do potencial de biossorção das biomassas Casca de Pequi (Caryocar brasiliense Camb) e Serragem de madeira Teca (Tectona grandis) in natura e modificada com ácido cítrico na remoção dos íons Cd (II) e Pb (II)
AUTORES: Nascimento, J.M. (EQ/UFRJ) ; Santos, J.J.S. (CESI/UEMA) ; Cardins, W.A. (CESI;/UEMA) ; Oliveira, J.D. (CESI/UEMA)
RESUMO: O avanço industrial e populacional acarretou uma maior contaminação do ecossistema por metais potencialmente tóxicos como os íons Cd2+ e Pb2+. As técnicas de tratamento tradicionais são onerosas e não possui boa eficiência, uma alternativa é a biossorção que pode ser efetuada pelas biomassas Casca de Pequi e Serragem de madeira Teca. Este trabalho tem como objetivo comparar o potencial de biossorção dos metais potencialmente tóxicos Cd2+ e Pb2+ utilizando biomassa de serragem da madeira Teca e casca de Pequi. A comparação do processo de biossorção em relação aos íons Cd2+ e Pb2+ demonstrou que o íon Cd2+ deteve melhor capacidade e eficiência de retenção em relação ao íon Pb2+.
PALAVRAS CHAVES: Contaminação; Biomassa; Biossorção
INTRODUÇÃO: O avanço industrial e populacional acarretou uma maior contaminação do ecossistema por metais potencialmente tóxicos como os íons Cd2+ e Pb2+. Estudo de biossorção com Casca de Pequi e Serragem de madeira Teca é uma alternativa utilizada na remoção de metais (BOZIC, et al, 2013). Uma alternativa para a remoção destes metais em solução consiste o processo de biossorção que pode ser realizada através de um biossorvente como a serragem da madeira Teca (Tectona grandis) e a casca de Pequi (Caryocar brasiliense Camb). A biossorção é um processo de adsorção referente à ligação passiva de íons metálicos por biomassa viva ou morta. A biomassa pode ser toda matéria orgânica de origem vegetal, animal ou microbiana incluindo os materiais oriundos de transformações naturais ou artificiais (NASCIMENTO, et al, 2014). O benefício do método de separação por biossorção, para o tratamento de efluentes em relação aos métodos tradicionais está relacionado à fácil recuperação do biossorvente que aumenta a economia do processo tornando possível a sua reutilização em ciclos de sorção múltipla (PURKAYASTHA, MISHRA & BISWAS, 2014). A otimização do ciclo sorção/dessorção ocasiona um efluente livre de metal e um pequeno volume de alta concentração de metal em soluções dessorvidas, facilitando uma recuperação do metal por processos convencionais (SOUSA et al., 2007). Cabe ressaltar que, o biossorvente usado e carregado com metais pode ser incinerado em temperaturas moderadas e depositado em aterros reduzindo o volume de resíduos líquidos (MOREIRA et al., 2009). Este trabalho tem como objetivo comparar o potencial de biossorção dos metais potencialmente tóxicos Cd2+ e Pb2+ utilizando biomassa de serragem da madeira Teca e casca de Pequi in natura e modificadas com ácido cítrico.
MATERIAL E MÉTODOS: Neste experimento foram preparadas soluções com concentrações de 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 e 50 mg L-1 de Cd2+ e Pb2+ respectivamente. Para cada g de amostra foram adicionados 25 mL de solução bielementar de íons Cd2+ e Pb2+. As misturas foram mantidas sob agitação durante 240 minutos sendo posteriormente filtradas e determinadas o teor de metais por leitura direta. A capacidade de biossorção foi determinada segundo a equação 1 (MENDHAM et al, 2002). A eficiência de remoção do biossorvente foi determinada utilizando a percentagem de remoção do adsorvato de acordo com a equação 2 (PORPINO, 2009).
q = ((Ci – Ce / m) * V) Equação (1)
E = ((Ci – Ce / Ci) * 100) Equação (2)
Onde:
Ci = concentração inicial da solução (mg L-1)
Ce = concentração de equilíbrio (mg L-1)
E = eficiência de biossorção (%)
q = Capacidade biossorção mg kg-1)
m = massa do biossorvente (g)
V = Volume da solução aquosa sintética com as espécies metálicas em estudo (L)
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na Tabela 1 está representada a capacidade de biossorção referente ao íon Cd2+ para os biossorventes Casca de Pequi e Serragem de madeira Teca em relação ao estudo da concentração da solução de íons Cd2+ e Pb2+. Observa-se que a capacidade de biossorção pode ser expressa na seguinte ordem crescente: Pequi modificado > Pequi in natura > Serragem modificada > Serragem in natura. A Casca de Pequi (in natura e modificada) apresentaram as melhores capacidades de biossorção (1,25 mg kg-1) e Serragem in natura a menor capacidade de biossorção (0,06 mg kg-1). Na Tabela 2 está representada a capacidade de biossorção referente ao íon Pb2+ para os biossorventes Casca de Pequi e Serragem de madeira Teca em relação ao estudo da concentração da solução de íons Cd2+ e Pb2+. Nota-se que a capacidade de biossorção pode ser expressa na seguinte ordem crescente: Pequi modificado > Serragem in natura > Pequi in natura > Serragem modificada. No estudo da capacidade de biossorção referente à concentração da solução dos íons em estudo observa-se que as melhores capacidades de biossorção encontra-se em concentrações abaixo de 20 mg L-1. Entretanto a concentração de 50 mg L-1 apresentou capacidades de biossorção acima de 0,50 mg kg-1 em ambas as biomassas. A eficiência de biossorção para Pb2+ pode ser expressa na seguinte ordem crescente: Serragem in natura > Pequi modificado > Pequi in natura > Serragem modificada. Comparado íon Pb2+ com o íon Cd2+ observa-se que a eficiência de biossorção do íon Cd2+ foi superior, pois em várias concentrações apresentou eficiência de 99,99%. Evidenciando, portanto que no processo de competição dessas espécies metálicas o Cd2+ apresentou melhor eficiência de biossorção.
Figura 1. Capacidade e eficiência de biossorção do íon Cádmio
Capacidade e eficiência de biossorção do íon Cádimio
Figura 2. Capacidade e eficiência de biossorção do íon Chumbo
Capacidade e eficiência de biossorção de íon Chumbo
CONCLUSÕES: O estudo da concentração da solução de metais em estudo demonstrou que o íon Cd2+ apresentou melhor eficiência e capacidade de biossorção do que o íon Pb2+ apresentando em algumas concentrações eficiência de 99,9%.
A comparação do processo de biossorção em relação aos íons Cd2+ e Pb2+ demonstrou que o íon Cd2+ deteve melhor capacidade e eficiência em relação ao Pb2+. A análise dos estudos demonstrou que o ativamento com ácido cítrico influenciou o processo de biossorção sendo que em algumas concentrações a capacidade e a eficiência das biomassas in natura superaram as das biomassas ativadas.
AGRADECIMENTOS: CESI/UEMA
FAPEMA
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: MENDHAM, D.S.; O'CONNELL, A.M. & GROVE, T.S. Organic matter characteristics under native forest, long-term pasture, and recent conversion to eucalyptus plantations in Western Australia: Microbial biomass, soil respiration, and permanganate oxidation. Aust. Journal of Soil Science, 40:859-872, 2002.
MOREIRA, S. A.; SOUSA, F. W; OLIVEIRA, A. G.; NASCIMENTO, R. F.; BRITO E. S. Remoção em soluções aquosas usando bagaço de caju. Química Nova, v. 32, n. 7, p. 1717-1722, 2009.
NASCIMENTO, J. M. et al. Biossorção dos íons Cd2+ e Pb2+ utilizando a biomassa casca de Pequi Caryocar brasiliense Camb) modificada com ácido cítrico. Revista de Ciências Ambientais, v. 8, n. 1, 2014.
PORPINO, K. K. P. Biossorção de ferro (II) por casca de caranguejo Ucides cordatus. 2009. 90 p. Dissertação (Mestrado em Química) Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa.
PURKAYASTHA, D.; MISHRA, U. & BISWAS, S. A comprehensive review on Cd (II) removal from aqueous solution. Journal of water process engineering. v. 2, p. 105 – 128, 2014.
SOUSA, F. W. et al. Uso da casca de coco verde como adsorvente na remoção de metais tóxicos. Química Nova, v. 30, n. 5, p. 1153-1157, 2007.