Bagaço de maçã como biossorvente de ferro, cobre e níquel em águas

ÁREA

Química Analítica

Autores

Ribeiro, A.R.A. (IFPR) ; Gomes, A. (IFPR) ; Borges, A.R. (IFPR)

RESUMO

Os metais cobre, níquel e ferro são micronutrientes essenciais às plantas, à dieta humana e à animal, porém em elevadas concentrações são nocivos à saúde. Este trabalho propõe a utilização de bagaço de maçã para a descontaminação de íons cobre, níquel e ferro em água. Foi controlado o tamanho de partícula e utilização de pH 5. Para os testes foram utilizadas soluções de concentração 30 mg L -1 de sulfato de ferro, 30 mg L -1 de sulfato de níquel e 39 mg L -1 de sulfato de cobre, e a massa de biossorvente de 0,5 g. O tamanho de partícula não influenciou nos resultados. A eficiência de remoção foi foram de 77,5% para ferro, 78,8% para níquel e 97,5% para cobre.

Palavras Chaves

Metais; biossorventes; maçã

Introdução

Os metais cobre, níquel e ferro são micronutrientes essenciais às plantas, à dieta humana e à animal, mas sabe-se que em elevadas concentrações metais como estes são nocivos à saúde humana devido ao seu efeito bio-acumulativo e à capacidade em gerar radicais livres nos organismos, além disso representam alta toxicidade e dificuldades associadas a metabolização, prejudicando assim, no caso dos humanos, órgãos essenciais como os rins, pâncreas e fígado (Lesmana et. al, 2009). Para manter os níveis de concentrações destes metais nos padrões estabelecidos são utilizados processos físico-químicos convencionais (Romera, 2007). A aplicação dos métodos tradicionais para a descontaminação de metais embora eficientes, requerem um alto investimento. Além disso, esses processos produzem novos resíduos, que muitas vezes se utilizam de substâncias tóxicas como agentes complexantes, e que inviabilizam a possibilidade da reciclagem ou recuperação destes metais, não propiciando, assim, uma solução definitiva e ambientalmente correta na destinação destes metais (Barros et al., 2006). Portanto, a biossorção surge como uma alternativa eficiente e economicamente viável empregada na remoção ou recuperação de metais do ambiente. Tal alternativa é baseada na capacidade de ligação entre o metal e o adsorvente, este, pode ser biomassa, bactérias, fungos e algas (MONTANHER; 2009). Algumas das características da maçã incluem a presença de açucares neutros e fibras como celulose, lignina, hemicelulose e pectina insolúvel (FERTONANIH, 2006). Considerando a importância do tema, este trabalho objetiva verificar a capacidade de utilização de bagaço de maçã para a biossorção de íons ferro, cobre e níquel.

Material e métodos

As maçãs utilizadas foram obtidas gratuitamente na unidade armazenadora frigorífica de Palmas da Companhia de Desenvolvimento Agropecuário do Paraná - CODAPAR. Inicialmente, as maçãs foram cortadas com faca de aço inoxidável e trituradas utilizando um processador de alimentos Britânia. Posteriormente, separou-se o bagaço processado do suco por filtração a vácuo. O bagaço foi lavado com água destilada e colocado em estufa de circulação de ar durante 24 horas a 60 °C. Após, o material foi triturado em liquidificador de cozinha Britânia e moído em moedor de facas A11 Basic Mill, afim de garantir maior homogeneidade do material. A fim de investigar a influência do tamanho de partícula, o material foi peneirado em membranas de poliéster em três tamanhos 74, 210 e 354 µm. Foram feitas soluções de 30 mg L -1 de sulfato de ferro, 30 mgL -1 de sulfato de níquel e 39 mg L -1 de sulfato de cobre, todos os sais da marca Merck. Todas as soluções tiveram o pH ajustado para 5 utilizando solução de hidróxido de sódio 1,0 mol L -1 .Todas as soluções foram feitas em triplicata. A cada 25 mL de solução, foi adicionado 0,5 g de biomassa; o sistema ficou sob agitação constante a 200 rpm durante 180 minutos e a temperatura ambiente. Após a reação, as soluções foram filtradas a vácuo e a quantificação do filtrado foi feita por espectrometria de absorção atômica com chama na Central e Análises da Universidade Tecnológica Federal do Paraná – UTFPR Campus Pato Branco utilizando espectrômetro de absorção atômica com forno de chama acoplado (FAAS) modelo PinAAcle 900T, Perkin Elmer.

Resultado e discussão

Na literatura, vários estudos apresentam o tamanho da partícula biossorvente como um importante parâmetro operacional. Sendo assim, as investigações realizadas com os tamanhos de partículas de 74, 210 e 354 µm demonstraram que não há influência no tamanho de partícula a 95% de confiança utilizando o Teste Anova. Portanto, os estudos seguiram com a utilização da partícula de tamanho 210 µm. O Gráfico 1 identifica a concentração inicial de cada íon e a concentração final, após o processo de biossorção. A eficiência de remoção é representada pelo Quadro 1 em que pode-se verificar a alta capacidade de remoção de íons metálicos utilizando o bagaço de maçã. Para Fe +2 foi de 77,5%, para Ni+2 de 78,8% e para Cu +2 97,5%.

A porcentagem de remoção foi de 77,5%


Pode-se perceber a capacidade de remoção de íons metálicos utilizando o bagaço de maçã. Para Fe +2 77,5%, para Ni +2 de 78,8% e para Cu +2 97,5%

Conclusões

A investigação foi capaz de comprovar a capacidade biossorvente do bagaço de maçã utilizando o método similar para os três íons metálicos e com isso propor uma metodologia alternativa eficiente e economicamente viável para a remoção de metais do ambiente.

Agradecimentos

PIBIC – DIPE/PROEPPI

Referências

BARROS JMB et al. Estudo Termogravimétrico do Processo de Sorção de Metais pesados por Resíduos Sólidos Orgânicos. Engenharia Sanitária Ambiental, p.184-190. 2006.
FERTONANI, H. C. R. Estabelecimento de um modelo de extração ácida de pectina de bagaço de maçã. [Dissertação de Mestrado]. UEPG, 2006.
LESMANA, S. O. et al. Studies on potential applications of biomass for the separation of heavy metals from water and wastewater. v. 44, p. 427-431, 2009.
MONTANHER SF. Utilização da biomassa de bagaço de laranja como material solvente de íons metálicos presentes em soluções aquosas. [Tese de Doutorado]. UEM, 2009 ROMERA, E.; GONZÁLEZ, F.; BALLESTER, A.; BLÁZQUEZ, M. L.;MUÑOZ, J. A.Comparative study of biosorption of heavy metals using different types of algae. Bioresource Technology, v. 98, p. 3344-3353, 2007.