ÁREA: Química Analítica

TÍTULO: Avaliação da adsorção de Pb(II) utilizando cascas de Pequi (Caryocar brasiliense) como material adsorvente

AUTORES: Araújo, C.S.T. (UEG) ; Rezende, H.C. (UFU) ; Alcântara, M.M. (UEG) ; de Oliveira, V. (UEG) ; Neta, R.A.M. (UEG) ; de Matos, T.N. (UEG) ; Coelho, N.M.M. (UFU)

RESUMO: A utilização de biossorventes na descontaminação de efluentes possui vantagens em relação a outros métodos, principalmente relacionadas ao baixo custo e biodegradabilidade. Este trabalho objetivou avaliar a adsorção do íon Pb(II), em solução aquosa, utilizando cascas de pequi como material adsorvente. Para otimização do processo de adsorção foram avaliadas as variáveis tempo, massa e pH do meio através da utilização de planejamento fatorial. Nas condições avaliadas até o momento foi possível realizar a remoção de aproximadamente 93% do metal em estudo, indicando que o material constitui uma alternativa promissora para tratamento de resíduos.

PALAVRAS CHAVES: ADSORÇÃO; PEQUI; CHUMBO

INTRODUÇÃO: Os resíduos gerados nos processos industriais em sua maioria possuem altos níveis de íons metálicos (Cd, Pb, Ni, Cr, As, Hg) isso tem gerado uma grande preocupação uma vez que alguns destes íons metálicos apresentam alta toxicidade mesmo em baixas concentrações. O chumbo é incluído entre os principais poluentes, a sua acumulação no organismo humano provoca graves danos para os rins, fígado, cérebro e sistema nervoso. A Organização Mundial da Saúde (OMS) estabelece como 10 μg L os limites máximos admissíveis para o chumbo na água potável (SANTOS et al., 2011). Desta forma, é necessário desenvolver métodos eficientes para a remoção destes metais a fim de realizar uma disposição final adequada aos efluentes industriais. As técnicas convencionais utilizadas para remover os íons metálicos incluem filtração, precipitação, floculação, resinas de troca iônica e de osmose inversa. No entanto, estas tecnologias têm limitações, tais como os custos de operação elevados e remoção incompleta de íons metálicos (WITEK-KROWIAK et al., 2011). A utilização de biomassa proveniente de resíduos agrícolas e madeiras tem apresentado alta capacidade de reter íons metálicos através do processo de adsorção, e oferece várias vantagens como baixo custo, alta eficiência e minimização de resíduos. Desta forma, esse trabalho propõe o uso da casca do fruto do pequi () como material alternativo, eficaz, simples e de baixo custo para remoção de chumbo em resíduos químicos, uma vez que a casca do pequi representa cerca de 60% da massa do fruto e é geralmente desprezada durante a exploração do fruto.

MATERIAL E MÉTODOS: Espectrômetro de absorção atômica com chama (FAAS), Perkin Elmer, Analyst 400 equipado com corretor de fundo de deutério foi utilizado. O instrumento foi operado sob as condições recomendadas pelo fabricante. Para os ajustes do pH das soluções foi utilizado um pHmetro equipado com um eletrodo de vidro. As cascas de pequi foram obtidas de árvores no entorno da cidade de Anápolis/GO. Na preparação do absorvente as cascas foram lavadas, secas em estufa e trituradas em moinho de facas. O pó obtido foi peneirado e a fração de 500 a 850 mm foi escolhida para realização dos estudos de adsorção. Na adsorção 20 mL de uma solução padrão de 10 mg L do metal (Pb) com o pH ajustado foi colocada para agitar juntamente com o material adsorvente e em seguida a solução foi filtrada e analisada. Para otimização da metodologia foi utilizado planejamento fatorial com 2 níveis e 3 variáveis para verificar a influência de cada variável no processo de adsorção foram estudadas as variáveis tempo de contato (5 e 60 minutos), massa do adsorvente (25 e 250 mg) e pH do meio (2 e 9). Após a realização dos experimentos, a partir dos resultados obtidos foi construído o gráfico de Pareto para determinar a influência dos fatores e suas interações no sistema.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados obtidos a partir do planejamento fatorial foram tratados utilizando o programa Statistic 6. Os resultados estão apresentados em um gráfico de Pareto conforme Figura 1. Foi observado que todas as variáveis na faixa estudada apresentaram efeitos significativos, ou seja, todas exercem influência na eficiência da extração. Entretanto, uma das informações mais importantes que pôde ser obtida pela análise do gráfico de Pareto foi que as interações entre as variáveis também foram significativas, indicando que uma avaliação individual das variáveis (otimização univariada) não é apropriada para o método uma vez que esse tipo de otimização não fornece informações sobre interações. A variável pH apresentou maior efeito sobre o processo de adsorção, o mesmo determina os estados de ionização dos sítios ativos responsáveis por promover a adsorção. Maiores porcentagem de remoção foram obtidas quando o pH foi elevado, nos experimentos em que as variáveis tempo e massa do adsorventes estavam no nível (-) e o pH passou do nível (-) para o (+), houve um aumento de 35% na remoção do metal. A interação entre as variáveis tempo de contato e pH foi significativa negativa, entretanto como o efeito principal do tempo de contato apresentou maior efeito essa interação é desconsiderada. Já a interação entre pH e a massa do adsorvente foi significativa negativa e como o efeito principal da massa é menor que o efeito da interação, o planejamento aponta que massa menor do adsorvente promove maiores adsorções. Nas condições apontadas pelo planejamento fatorial foi possível obter aproximadamente 93% de remoção do chumbo.





CONCLUSÕES: Com base nos estudo iniciais realizados com a biomassa casca de pequi (Caryocar brasiliense) na remoção de íons Pb(II) em meio aquoso pode-se concluir que o material apresenta potencialidade para ser utilizado em processos de adsorção de íons metálicos, e que poderão se constituir como uma boa alternativa para remediação de águas contaminadas, devido a sua viabilidade, baixo custo e eficiência.

AGRADECIMENTOS: Universidade Estadual de Goiás, UNUCET/Anápolis-GO. Aos integrantes do Laboratório de Espectroscopia Aplicada da UFU/Uberlândia-MG e a Capes

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: SANTOS, W.N.L.; CAVALCANTE, D.D.; SILVA, E.G.P.; VIRGENS, C.F.; DIAS, F.S. 2011. Biosorption of Pb(II) and Cd(II) ions by Agave sisalana (sisal fiber), Microchem. J. 97: 269–273.
WITEK-KROWIAK, A.; SZAFRAN, R.G.; MODELSKI, S. 2011. Biosorption of heavy metals from aqueous solutions onto peanut shell as a low-cost biosorbent, Desalination 265: 126–134.