ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: Extração de Cd, Pb, Cu e Ni em fertilizantes fosfatados empregando radiação
ultrasônica.
AUTORES: Rezende, H.C. (UFU) ; Freitas, A.P. (UFU) ; Coelho, N.M.M. (UFU) ; Araújo, C.S.T. (UEG) ; Oliveira, (UEG)
RESUMO: Os fertilizantes fosfatados podem conter como contaminantes metais tóxicos
oriundos das rochas fosfáticas utilizadas na sua produção; como no processo de
manufatura destes esses metais não são removidos faz-se necessário a realização
do monitoramento dos níveis destes metais que estão sendo lançados no solo
juntamente com os fertilizantes. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento
de uma metodologia para determinação de Cd, Pb, Ni e Cu, em fertilizantes
fosfatados utilizando radiação ultrasônica para extração destes metais. Como
extrator foi utilizado ácido nítrico, as variáveis tempo de sonicação e
concentração do extrator foram estudadas. Em comparação a metodologia de
digestão foi possível obter percentuais de extração de 91%, 67%, 98% e 76% para
Cd, Ni, Pb e Cu, respectivamente.
PALAVRAS CHAVES: extração; fertilizantes fosfatados; radiação ultrassônica
INTRODUÇÃO: A produção agrícola mundial tem crescido a cada ano isso é atribuído ao
surgimento de novas tecnologias e técnicas de plantio. Neste contexto a adubação
assume lugar de destaque, sendo responsável pelo aumento da produtividade de
diversas culturas. Os fertilizantes fosfatados são intensamente utilizados na
agricultura, pois suprem a deficiência de fósforo que é essencial para o
desenvolvimento vegetal, uma vez que este participa no processo de fotossíntese,
respiração, divisão celular e crescimento de células. Os fertilizantes
fosfatados podem conter em sua composição metais tóxicos como As, Hg, Pb, Cr, Cd
e Ni que ocorrem de forma natural provenientes das rochas fosfáticas que é a
matéria-prima utilizada na sua obtenção (AYDIN et al., 2010). Como são
utilizadas na agricultura sucessivas adubações, esses metais podem se acumular
no solo, tornando-se disponíveis para absorção pelas plantas e conseqüentemente
entrar na cadeia alimentar humana. Diante desse quadro, torna-se necessário o
desenvolvimento de metodologias rápidas, precisas e exatas para a determinação
de metais presentes em fertilizantes. Os métodos mais comumente utilizados no
preparo de amostras envolvem digestão da amostra através da utilização de chapa
de aquecimento ou aquecimento por microondas com ácidos concentrados, uma
alternativa a esses métodos é a realização da extração utilizando energia
ultrasônica que tem se apresentado como uma técnica simples, rápida, segura e de
baixo custo, capaz de promover a dissolução quantitativa dos elementos de
interesse. Em virtude do exposto, o presente trabalho visa propor uma
metodologia para determinação de Cd, Pb e Ni (metais tóxicos) e de Cu (metal
essencial) em fertilizantes fosfatados, através da utilização da energia
ultrasônica no preparo da amostra.
MATERIAL E MÉTODOS: As amostras de fertilizantes foram fornecidas pela Associação Nacional para
Difusão de Adubos (ANDA), elas foram secas em estufa a 60ºC até massas
constantes e guardadas em dessecador. Para as extrações foram pesadas 200 mg da
amostra em frascos de centrifuga e adicionados 20 mL do extrator, em seguida a
amostra foi levada para o banho utrasônico. Após a sonicação, a amostra foi
submetida a centrifugação e o sobrenadante foi separado. Os elementos em estudo
foram determinados por FAAS, utilizando as condições recomendadas pelo
fabricante. Para otimização do procedimento de extração foram estudadas as
variáveis tempo de sonicação e concentração do extrator (HNO3). Como
metodologia de comparação foi realizada a digestão da amostra em banho
termostático, fez-se a adição de 3 mL de HNO3 e 10 mL de HCl
concentrados em aproximadamente 0,5±0,05 g da amostra. A amostra foi levada para
aquecimento em chapa de aquecimento a 95±5°C até redução do volume a 2-3 mL
(estado xaroposo). Após, resfriar, foi adicionado 20 mL de água e 5 mL de HCl
concentrado e levado novamente para chapa por 10 minutos. Em seguida, as
amostras foram resfriadas novamente e filtradas para balão volumétrico de 100
mL.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: No estudo do tempo de sonicação as amostras foram sonicadas com HNO3
¬0,5 mol L, foram estudados os tempos de 0, 2, 5, 10, 15 e 20
minutos, foi observado um aumento na eficiência extração até o tempo de 15
minutos para todos os metais estudados, após este tempo a extração se manteve
constante. Em comparação ao experimento em que a amostra foi simplesmente
centrifugada com o extrator, ou seja, tempo 0 minuto com tempo de 20 minutos de
sonicação os metais Cd, Pb e Cu tiveram um aumento na extração de
aproximadamente 30%, enquanto que para o Ni esse aumento foi de 82%, indicando
que o níquel está mais fortemente ligado a matriz da amostra. O extrator foi
estudado nas concentrações (0,01 - 0,1 - 0,25 - 0,5 - 1,0 - 2,0 e 4,0 mol L de
HNO3), a extração aumentou até a concentração 2,0 mol L,
esse aumento foi pronunciado para todos os metais. De acordo com os resultados
obtidos no estudo da concentração do extrator foi observado que a concentração
do ácido exerce papel fundamental na extração, uma vez que a concentração do
extrator exerceu efeito mais significativo que o tempo de sonicação, desta forma
a energia ultrasônica é utilizada para potencializar o efeito do ácido.
Utilizando as condições, tempo de sonicação de 15 minutos e extrator HNO3 2,0
mol L, foram realizadas extrações e os resultados obtidos foram
comparados com a digestão realizada no banho termostático, nestas condições
foram obtidos percentuais de extração de 91% , 67%, 98% e 76% para Cd, Ni, Pb e
Cu, respectivamente.
CONCLUSÕES: Com base nos estudos realizados pode-se concluir que a utilizando da radiação
ultrasônica para extração dos metais Cd, Ni, Pb e Cu se apresentou como uma boa
alternativa para realizar o monitoramento das concentrações destes metais
presentes nos fertilizantes. Como continuidade do trabalho pretende-se estudar
outros ácidos com meio extrator para atingir melhores percentuais de extração para
Ni e Cu.
AGRADECIMENTOS: Agradecemos a Capes e IQUFU.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Aydin, I.; Aydin,F.; Saydut, A.; Bakirdere, E. G.; Hamamci, C. 2010. Hazardous metal geochemistry of sedimentary phosphate rock used for fertilizer (Mazıdag, SE Anatolia, Turkey), Microchem. J. 96: 247-251.
