Avaliação da presença de arsênio pelo método de Gutzeit na lama decorrente do rompimento da barragem do Fundão em Mariana/MG

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Analítica

Autores

Rosa Lima Pinheiro de Oliveira, G. (IFRJ) ; Gomes Sobrinho, L. (IFRJ) ; Coelho da Costa Jr, A. (IFRJ) ; Araújo, H. (IFRJ) ; Versiane, O. (IFRJ)

Resumo

O rompimento da barragem na cidade de Mariana em Minais Gerais produziu um desastre ambiental sem precedentes. Além de contaminar o rio doce, destruir toda a cidade, levou grandes quantidades de escória de mineração em direção ao mar. Muitos grupos de pesquisa têm reportado a presença de metais pesados e, em alguns casos, a presença de arsênio. O presente trabalho reporta o ajuste da técnica de geração de hidreto para avaliar a possível presença de arsênio em uma amostra pontual da lama depositada na superfície do solo utilizando o ensaio de Gutzeit.

Palavras chaves

Mariana; lama; arsênio

Introdução

A contaminação por metais pesados é um capítulo importante no controle analítico ambiental. Metais pesados estão envolvidos em diversas rotas metabólicas prejudiciais à saúde, produzindo desde de pequenas alterações fisiológicas até graves doenças relacionadas ao seu acúmulo no organismo. O grande volume de material de rejeito, estimado entre 50 e 60 milhões de metros cúbicos, pode ocasionar uma contaminação perigosa em diversos ambientes aquáticos e terrestres, difundindo por um longo período elementos indesejáveis, com elevado poder de toxicidade, como ocorre com o arsênio, mesmo que absorvido em pequenas quantidades. A possibilidade de contaminação por arsênio está diretamente ligada a atividade de mineração, onde é possível encontrar junto com o ferro e o manganês depósitos de sulfeto de arsênio disperso principalmente na forma de arsenopirita (FeAs2.FeS2). A elevada toxicidade do arsênio o coloca no foco de diversos trabalhos de monitoramento, uma vez que é um elemento tóxico não-essencial para o homem. Para algumas plantas é considerado essencial em baixas concentrações. O grande problema decorre do fato de algumas plantas comestíveis, como a soja e o repolho, concentrarem arsênio quando este está disponível em grandes quantidades. O monitoramento deve ser constante quando existe a possibilidade de se encontrar picos de concentração desse elemento que ocorre naturalmente em solos ricos em ferro.

Material e métodos

Amostras pontuais do resíduo de mineração coletadas na cidade de Mariana serviram de base para os primeiros estudos desenvolvidos para adaptar o uso de uma técnica específica na separação e quantificação de arsênio segundo o método de Gutzeit. Este método é uma simplicação do método de Marsh, que permite a identificação de pequenas quantidades de arsênio. Um grande ponto positivo no uso desta técnica, está relacionado ao eficiente método de separação utilizado: a formação de arsina, um composto de arsênio formado com facilidade em meio redutor com a presença de hidrogênio nascente. Uma aparelhagem de vidro específica foi confeccionada (figura 1) com as dimensões adaptadas com a finalidade de desenvolver um trabalho com quantidades maiores de resíduo de mineração. O arsênio foi volatilizado utilizando zinco metálico em meio ácido após tratamento com cloreto estanoso. A arsina gerada foi recolhida em uma solução de dietiltitiocarbamato de prata solubilizado em uma mistura de morfolina e clorofórmio.

Resultado e discussão

A elevada concentração de ferro presente remete a questões relevantes no processo de abertura da amostra, sendo determinante o elevado consumo dos reagentes e a dificuldade extrema em solubilizar e homogeneizar a amostra. Anteriormente a etapa de geração da arsina, grande quantidade de HCl foi adicionado a amostra sob aquecimento controlado a 60 oC, com objetivo de expulsar grande quantidade de sulfeto presente, que ocasiona severas interferências junto a solução absorvedora da arsina gerada (solução de dietilditiocarbamato de prata). Uma análise exaustiva da amostra, coletada nas coordenadas geográficas 20°14''19'' S, 43°23'13'' O, não tinha revelado a presença de arsênio. Desta forma, o estudo foi realizado com adições de padrões de arsênio à amostra, para comprovar a capacidade de identificação, utilizando a técnica de geração de arsina pela método de Gutzeit. As condições do ensaio, os reagentes e a definição da solução absorvedora foram objetos de estudo. A absorbância da solução foi medida e um máximo de absorção, correspondente ao complexo formado, foi obtido em aproximadamente 510 nm. Os espectros de absorvância na região do visível são apresentados na figura 2.

Aparelhagem para determinação de Arsênio segundo Gutzeit


Espectro UV-Vis de diferentes quantidades de arsênio separado na forma de arsina

Conclusões

Em amostras do resíduo de mineração verificou-se que o tratamento preliminar em meio ácido, sob aquecimento controlado para evitar a perda de cloreto de arsênio, que é um composto com baixo ponto de ebulição, foi eficiente para resolver a questão da presença de sulfetos. A melhor condição para a solução absorvedora foi através da utilização de clorofórmio e morfolina. Foi possível observar mudanças visuais na solução absorvedora após destilação da arsina. Este ajuste no método e adequação ao tamanho da aparelhagem serão aplicadas nas análises de futuras amostras.

Agradecimentos

Agradecimento à empresa RADIX Engenharia & Software, patrocinadora do projeto, bem como a Associação Brasileira de Química (ABQ). Agradecimentos ao CNPq pelo auxí

Referências

1) Rochas & minerais industriais, usos e especificações. Editores: Adão Benvindo da Luz & Fernando A. Freitas Lins, 2ª ed. CETEM-MCT-Rio de Janeiro 2008
2) Spectrophotometric determination of arsenic and antimony by the silver diethildithiocarbamate method. R. H. Merry and B.A. Zarcinas (analyst, june, 1980, vol. 105 pp 558 – 563)
3) Sequential spectro photometric determination of inorganic arsenic (III) and arsenic (v) species. A.G. Howard and M.H. Arbab-Zavar. (Analyst, april, 1980, vol.105, pp 338-343)
4) Analytical methods for determining arsenic, antimony and selenium in environmental samples (review) P. Niedzielski, M. Siepak. (Polish Journal of environmental studies vol.12, no 6 (2003), pag. 653-667)