Avaliação da potencialidade do talo do cacho do buritizeiro (Mauritia flexuosa) como biossorvente para remoção de íons Ni2+ em solução aquosa

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Iniciação Científica

Autores

Soares Junior, O.G. (UNIFESSPA) ; Pereira de Lima, G. (UNIFESSPA) ; Silva de Sousa, D. (UNIFESSPA) ; Pinto, G.P. (UNIFESSPA) ; Siqueira, J.L.P. (UNIFESSPA) ; Pereira Junior, J.B. (UNIFESSPA)

Resumo

A biossorção, baseada no uso de biomassa para a remoção de íons, é apontada como uma tecnologia inovadora quando comparada com os métodos tradicionais de adsorção. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a potencialidade do talo do cacho do buritizeiro (Mauritia flexuosa) como biossorvente para remover íons Ni2+ de solução aquosa. Vários parâmetros foram avaliados, como a concentração inicial de Ni2+, o tempo de contato, o pH e a temperatura. Os resultados mostram que a concentração de 25 mg/L apresentou porcentagens de remoção superiores a 80%. Para valores de pH maiores que 5,0, o percentual de remoção foram maiores que 90%. Os resultados apresentados mostram que o talo do cacho do buritizeiro possui características apropriadas para o processo de biossorção de íons Ni2+.

Palavras chaves

Buriti; Adsorção; Níquel

Introdução

Os descartes incorretos de metais pesados proveniente de atividades industriais em rios, solos e lagos provocam uma série de desequilíbrio ao ecossistema. O alto grau de poluentes presentes nesse tipo de resíduo causam efeitos tóxicos tanto na fauna como flora e, consequentemente, à saúde humana (PALLU, 2006). O níquel é um dos metais mais perigosos devido a sua toxicidade, e a característica de se acumular, com isso muitos incidentes de contaminações ocorrem devido a utilização em fertilizantes para solo (KIEKENS, 1990). Diante disso, o grande desafio é encontrar o equilíbrio entre os processos produtivos para o ser humano e que o mesmo seja com o menor impacto possível ao meio ambiente. Devido à contaminação por metais, levou-se ao longo dos anos a aplicação de diversos métodos convencionais para auxiliar na remoção, as quais envolvem processos físico-químicos de precipitação, eletrólise, cristalização e troca iônica. Entretanto, tais técnicas não apresentam uma boa eficiência de remoção, além de suas aplicações apresentarem um alto custo (GUERRA, 2007). A biossorção é uma alternativa viável ao tratamento convencional de efluentes devido ao baixo custo e a alta disponibilidade do material biossorvente, muitas vezes provenientes de vegetais, os quais podem ser encontrados com abundância, e esses materiais em sua maioria são descartados, em decorrência isso, o preço é reduzido e podem ser aplicado em sistemas com capacidade de descontaminar grande volume de efluente com baixo custo operacional (PINO, 2011). Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a utilização do talo do cacho do buritizeiro (Mauritia flexuosa) como biossorvente para remover íons Ni2+ em solução aquosa.

Material e métodos

O talo do cacho do buritizeiro (Mauritia flexuosa) empregado como material biossorvente foi obtido na cidade de Irituia-PA. O material foi lavado, seco e moído usando um moinho de facas modelo NL-226/02 (NewLab, Brasil). A granulometria foi definida em peneiras Tyler (Bertel, Brasil) com o tamanho das partículas de 48 mesh. Todas as soluções utilizadas neste estudo foram de grau analítico. A solução estoque de chumbo (NiCI2.6H2O) (Dinâmica) contendo 1000 mg/L foi utilizada para os experimentos de biossorção. Todos os experimentos foram realizados em triplicata (n = 3). No processo de biossorção foram avaliados a concentração inicial de Ni2+ (25-75 mg/L), o tempo de contato (30-120 min), o pH da solução (2,0-7,0) e a temperatura (20-60 °C). Todo o sistema de biossorção consistiu em 100 mL de solução do Ni2+ e 0,3 g de biomassa mantidos sob agitação em uma incubadora shaker refrigerada modelo SL-223 (SOLAB, Brasil) a uma velocidade de 120 rpm. Após o processo, as amostras foram filtradas, diluídas adequadamente e a concentração remanescente de Ni2+ na solução foi determinada por espectrometria de absorção atômica com chama (modelo S4, Thermo Scientific, China). A porcentagem de remoção de Ni2+ (%) foi calculada através da equação: [(Ci-Cf)/Ci]x100, onde Ci e Cf é a concentração inicial e final de Ni2+ (mg/L), respectivamente.

Resultado e discussão

A Figura 1a apresenta a remoção (%) de Ni2+ em várias concentrações do metal em função do tempo do experimento. De acordo com os resultados, verifica-se que o tempo de 120 min é suficiente para alcançar o equilíbrio. Os resultados mostram que à medida que a concentração de Ni2+ aumenta, a porcentagem de remoção diminui em torno de 65% para uma massa fixa de adsorvente e tempo de contato (MATOUQ et al., 2015). Isso pode ser explicado que em maiores concentrações, o número de íons metálicos é relativamente maior do que os locais ativos disponíveis na superfície adsorvente, diminuindo a porcentagem de remoção. Desse modo, a concentração de 25 mg/L foi a escolhida para prosseguir os experimentos. A adsorção de Ni2+ em função do pH estão apresentados na Figura 1b. Como pode ser observado, o processo de adsorção é dependente do pH (SHENG, 2004), onde a capacidade de remoção de Ni2+ foi maior em valores de pH mais elevados em torno de 90%. Isto pode ser explicado porque os grupos funcionais da biomassa são protonados, carregado positivamente, em pH mais baixo, não sendo favorável à adsorção do metal. Entretanto, com o aumento do pH da solução, promoveu-se o desprotonamento destes grupos, aumentando o percentual de remoção (SOUZA et al., 2012). Sendo assim, optou-se por utilizar o pH 5,0 para evitar uma possível precipitação de Ni2+. Em relação à temperatura (Figura 1c), os resultados mostram que em temperaturas mais altas a taxa de remoção diminui para cerca de 85%, enquanto que em temperaturas mais baixas, a 20ºC por exemplo, a taxa de remoção é maior e é de cerca de 93%.

Taxa de remoção de íons Ni2+ através do talo do cacho do buritizeiro (Mauritia flexuosa).

Conclusões

Este estudo revelou que o talo do cacho do buritizeiro (Mauritia flexuosa) pode ser considerado uma excelente alternativa para biossorção de Ni2+ em soluções aquosas devido a sua excelente capacidade de remoção deste metal. Os resultados obtidos mostram a grande possibilidade da utilização de biossorventes para tratamento de efluentes e remediação de áreas afetadas que podem ser desenvolvidas e motivadas pela eficiência, disponibilidade e baixo custo desse tipo de adsorvente.

Agradecimentos

Agradecemos o apoio financeiro da FAPESPA (Processo ICAAF 023/2016) e a bolsa de estudo do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Referências

GUERRA, D.L; AIROLDI, C.; LEMOS, V.P.; ANGÉLICA, R.S.; VIANA, R.R. Aplicação de Al-Pilc na adsorção de Cu2+ Ni2+ e Co2+ utilizando modelos físico-químicos de adsorção. São Paulo: Eclet. Química, 2007.

KIEKENS, L. Z. Heavy metals in soils. Glasgow: Blackie and Son, pp. 261-277,1990.

MATOUQ, M; JILDEH, N; QTAISHAT, M; HINDIYEH, M; AL SYOUF, MQ. The adsorption kinetics and modeling for heavy metals removal from wastewater by Moringa pods. Journal of Environmental Chemical Engineering, 3:775–784, 2015.

PALLU APS. Biossorção de Cádmio por linhagens Aspergillus sp. [Dissertação de mestrado]. Universidade de São Paulo, 2006.

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SHENG, P. X.; TING, Y. P.; CHEN, J. P.; HOMG, L. Sorption of lead, copper, cadmium, zinc, and nickel by marine algal biomass: characterization of biosorptive capacity and investigation of mechanisms, Journal of Colloid and Interface Science, 275: 131-141, 2004.

SOUZA, J.V.T.D.; MASSOCATTO, C.L.; DINIZ, M.K.; TARLEY, C.R.T.; CAETANO, J.; DRAGUNSKI, D.C. Adsorção do cromo (III) por resíduos de laranja in natura e quimicamente modificados. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, 33 (1): 3-16, 2012.