52º CBQ - Dessorção e Recuperação de Resíduos Laboratoriais Contendo Cromato Tratados com o Pseudofruto do Cajueiro

ÁREA: Ambiental

TÍTULO: Dessorção e Recuperação de Resíduos Laboratoriais Contendo Cromato Tratados com o Pseudofruto do Cajueiro

AUTORES: Medeiros, T.C. (UFC) ; Gomes, M.G. (UFC)

RESUMO: Realizou-se adsorção do cromato contido no resíduo líquido do método de Mohr por contato com a fibra do bagaço do caju seco. Foram testadas três soluções com o intuito de promover a dessorção do cromo: NaOH 1,00 mol/L, KClO₃ 1,00 mol/L e EDTA 0,05 mol/L (sob aquecimento). Observou-se que a melhor solução para dessorção do cromo foi o EDTA sendo, portanto este usado na recuperação do cromo adsorvido na fibra do caju. Em média 81,97±0,57% do total de cromo do resíduo foi adsorvido. Todo o cromo restante que não foi adsorvido (18,03±0,57%) se apresentou na forma de Cr III, menos tóxico que o ânion cromato. Conseguiu-se dessorver 16,70±0,78% na forma do complexo CrIII-EDTA que pode ser utilizado como insumo pelos próprios laboratórios que geram o resíduo.

PALAVRAS CHAVES: Dessorção; Cromo; Caju

INTRODUÇÃO: A remoção de metais em efluentes é feita através de uma série processos (AGUIAR et al., 2002). Devido ao alto custo de algumas técnicas, tem crescido o interesse por métodos eficientes, de baixo custo e que não afetem o meio ambiente. Várias pesquisas vêm sendo feitas a fim de se utilizar adsorventes ou trocadores iônicos naturais (BLAIS et al., 2003). Estas pesquisas não podem ser usadas apenas para transferência de metais de resíduos líquidos para a matriz sólida do adsorvente. É necessário utilizar a dessorção para recuperar os metais e se obter um processo mais limpo. O cromo é um metal tóxico usado na fabricação de aço e outras ligas metálicas, curtimento de couro, eletrodeposição etc. (RIFKIN et al., 2004). Em química analítica é utilizado dentre outras diversas formas, como K₂CrO₄ indicador do método de Mohr, que consiste na determinação de haletos por titulação de precipitação com AgNO₃. Nos laboratórios de ensino, em cada titulação são gerados cerca de 100 mL de resíduo líquido que contém as espécies CrO₄^2-, NO3^-, K⁺, Na⁺, traços de Ag⁺ e outras espécies provenientes da matriz da amostra. O resíduo sólido é composto principalmente de AgCl e AgCrO₄. Uma turma com 30 alunos gera por volta de 3 litros de resíduo em uma única aula prática. Como esta prática é aplicada em vários cursos de graduação o volume de resíduo gerado chega a níveis alarmantes, sendo um problema recorrente a falta de espaço para acondicionamento dos mesmos. Em trabalhos anteriores foi feito estudo do tratamento do resíduo obtendo excelentes resultados de adsorção do cromo pelo bagaço de caju. Este trabalho objetivou desenvolver metodologia de dessorção do cromo contido no bagaço.

MATERIAL E MÉTODOS: O resíduo líquido do método de Mohr foi filtrado e evaporado em chapa aquecedora até 15% do volume inicial para pré-concentração e maior facilidade de estocagem. O resíduo sólido foi guardado em recipiente separado. A adsorção foi realizada em condições otimizadas previamente. Foram colocados em contato 2,0 g de caju (20-60 mesh) seco em estufa a 65ºC com 15 mL do resíduo líquido de Mohr concentrado (1500±18 mg/L) em pH 7,0. O sistema foi mantido por 2 horas a uma velocidade de agitação de 150 rpm. Após adsorção o resíduo foi filtrado e o caju lavado com água destilada até a solução de lavagem ficar incolor, em seguida seco em estufa a 110 ºC. Foram feitos ensaios de dessorção colocando-se o caju em contato com soluções de NaOH 1,00 mol/L, KClO3 1,00 mol/L e EDTA 0,05 mol/L (sob aquecimento). Após filtração foram feitos teste qualitativos com as soluções resultantes para verificar a presença de Cr III (complexo violeta CrIII-EDTA) e Cr VI (precipitado amarelo de BaCrO₄ após adição de BaCl₂). O melhor agente de dessorção foi utilizado para análises quantitativas. O caju após uso em adsorção, lavado e seco foi transferido para um béquer onde foram adicionados 50 mL de solução 0,05 mol/L de EDTA e levado à chapa aquecedora por 5 minutos. Após filtração o caju foi novamente lavado, seco e o processo repetido com nova solução de EDTA de mesma concentração. O teor de cromo total foi determinado a 357,9 nm em espectrômetro de absorção atômica Varian AA240FS. O preparo da amostra para análise foi feito tomando-se uma alíquota da mesma e 1,0 mL de HNO3 e feita a digestão a 120 ºC por 2 h em bloco digestor. O teor de cromo VI foi determinado por método espectrofotométrico da difenilcarbazida (APHA, 2005) em 540 nm utilizando espectrofotômetro Varian Cary 50.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: A solução de dessorção proveniente do uso de NaOH mostrou resultado positivo para o teste com BaCl₂ (presença de Cr VI), porém apresentou turbidez. Isto indica que provavelmente o NaOH além de agir como dessorvente, reage com a lignina e com os taninos do caju formando produtos de reação solúveis (HON, 1996). O KClO₃ é um forte agente oxidante e se esperava que dessorvesse o cromo na forma do ânion dicromato, porém o mesmo não foi observado. A solução que apresentou melhores resultados foi o EDTA, que forma complexo violeta muito estável com o cromo III (logK_f = 23,4). A reação ocorreu em menos de cinco minutos sob aquecimento moderado. A figura 1 mostra as soluções de dessorção obtidas com os três reagentes utilizados. Em média é adsorvido 81,97±0,57% do cromo total do resíduo no caju. Praticamente todo o cromo restante no resíduo original líquido (18,03±0,57%), que foi descartado, está como Cr III na forma de aqua-complexos (KOTA´S; STASICKA, 1999) ou complexado com ligantes orgânicos solúveis (EVANKO; DZOMBAK, 1997) liberados pelo adsorvente. Segundo dados de literatura, o Cr III é formado por redução do CrO₄^2- na superfície do adsorvente (BABEL; KURNIAWAN, 2004; LAKATOS et al., 2002) e por reação com os taninos do caju. Apesar de ter sido adsorvido 81,97±0,57% do cromo total, conseguiu-se dessorver apenas 16,70±0,78% na forma do complexo CrIII-EDTA nas duas etapas de dessorção. Em média 65,27±0,77% do cromo total permaneceu na fibra do caju. Isto é um indício de que o cromo remanescente no adsorvente pode estar na forma de Cr VI que não reage com o EDTA.

Figura 1

Soluções de dessorção obtidas com (a) NaOH 0,10 mol/L; (b) KClO3 0,10 mol/L; e (c) EDTA 0,05 mol/L.

CONCLUSÕES: A dessorção com EDTA se mostrou de fácil execução, requerendo apenas uma etapa de aquecimento rápido. Apesar da dessorção não ter sido completa, mostrou-se viável para recuperação do cromo na forma de complexo com EDTA. Estudos estão sendo feitos para verificar a viabilidade do complexo CrIII-EDTA para uso em práticas de laboratório e também sobre a capacidade de reutilização do caju em novo processo de adsorção.

AGRADECIMENTOS: Agradecemos à Universidade Federal do Ceará, ao CNPq pela bolsa concedida e à Embrapa pelas amostras de caju.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: AGUIAR, M. R. M. P.; NOVAES, A. C.; GUARINO, A. W. S. 2002. Remoção de metais pesados de efluentes industriais por aluminossilicatos. Quim. Nova, 25: 1145-1154.

AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. 2005. Standard methods for examination of water and wasterwater. 21. ed. Washington: American Public Health Association.

BABEL, S.; KURNIAWAN, T. A. 2004. Cr(VI) removal from synthetic wastewater using coconut shell charcoal and commercial activated carbon modified with oxidizing agents and/or chitosan. Chemosphere, 54: 951-967.

BLAIS, J. F.; SHEN, S.; MEUNIER, N.; TYAGI, R. D. 2003. Comparison of natural adsorbents for metals removal from acidic effluent. Environ. Technol., 24: 205-215.

EVANKO, C. R.; DZOMBAK, D. A. 1997. Remediation of metals-contaminated soils and groundwater. Technology Evaluation Report TE-97-01. Ground-Water Remediation Technologies Analysis Center. Pittsburgh.

HON, D. N. S. 1996. Chemical modification of lignocellulosic materials 1st ed. New York: Marcel Dekker.

KOTA´S, J.; STASICKA, Z. 1999. Chromium occurrence in the environment and methods of its speciation. Environ. Pollut., 107: 263-283.

LAKATOS, J.; BROWN, S. D.; SNAPE, C. E. 2002. Coals as sorbents for the removal and reduction of hexavalent chromium from aqueous waste streams. Fuel, 81: 691-698.

RIFKIN, E.; GWINN, P.; BOUWER, E. 2004. Chromium and sediment toxicity. Environ. Sci. Technol., 38: 267A-271A.