Autores
Rente, A.F.S. (UFPA) ; Moraes, D.S. (UFPA) ; Rente, A.F.S. (UFPA) ; Mendes, A.C. (UFPA) ; Oliveira, (UFPA) ; Almeida, O. (UFPA) ; Figueira, B.A.M. (UFOPA)
Resumo
Nesta investigação uma HDL do tipo Shigaíta apresentada na literatura e sintetizada a partir de rejeitos da mineração de manganês da mina do Azul localizada na região de Canaã dos Carajás/PA. é testada como adsorvente de cromo(VI), manganês(VII) e cobre(II), com o objetivo de observar a performance deste material na remoção destes supostos poluentes em meio aquoso. O HDL removeu 97 % de cromo, 100% de manganês e 18 % de cobre nas melhores condições estabelecidas.
Palavras chaves
Adsorção; Metais pesados; Shigaíta
Introdução
A presença da alta concentração de metais pesados em águas residuais industriais é preocupante, por serem bioacumulativos, podem alterar as características físico-químicas e biológicas do ambiente aquático (NEGRÃO et. al., 2021; POOJA et. al., 2021). Nesse aspecto, muita atenção vem sendo dada ao desenvolvimento de novos materiais, principalmente os oriundos de rejeito da indústria mineral para atuarem como adsorventes destes poluentes. Assim, com o objetivo de pelo menos minimizar a disposição destes metais pesados em efluentes industriais, este trabalho objetiva-se em testar a performance de uma HDL do tipo Shigaíta sintetizada a partir de rejeito da mineração de manganês da mina do Azul, localizada na região de Canaã dos Carajás estado do Pará (MARINHO et al.), como adsorvente de cromo(VI), manganês(VII) e cobre(II) em meio aquoso.
Material e métodos
Adsorvente: HDL (Shigaíta). Adsorvatos: dicromato (0,58 g.L-1, ÊXODO P.A.) e permanganato de potássio (0,08 g.L-1, DINÂMICA P.A.), fontes de cromo(VI) e manganês(VII) respectivamente e sulfato de cobre pentahidratado (0,2 g.L-1, DINÂMICA P.A.), fonte de cobre (II), solubilizados em água deionizada. Os resultados foram comparados com a literatura (GOMÉZ et al, 2014; CHEN et al, 2015 e MORAES et al., 2019). Inicialmente, foi determinado para o adsorvente seu ponto de carga zero (PCZ), onde 20 mg da amostra foi adicionada à 20 mL de solução aquosa de KCl 0,1 mol.L-1 sob 12 condições iniciais de diferentes valores de pH (1, ... , 12), ajustados com HCl (MERCK P.A.) ou NaOH (MERCK P.A.) 0,1 mol.L-1 (ROBLES and REGALBUTO, p. 4, 2004). Os testes de adsorção foram executados em tubos cônicos do tipo falcon utilizando 0,5 gramas de adsorvente para 7,5 mL de solução dos adsorvatos, sob agitação de 240 rpm em mesa agitadora, pH em torno de 5, temperatura aprox. de 30° C e 1 hora de contato. Decorrido este período, as amostras foram centrifugadas (5000 RPM/30 min.) e o sobrenadante sendo removido com o auxílio de uma pipeta de Pasteur de 5mL de capacidade. A concentração final do adsorvato foi determinada em espectrofotômetro modelo Genesys 10S UV-Vis, Thermo Scientific, varredura para o cromo entre os comprimentos de onda (λ) 320 à 540 nm, maior absorção 470 nm (RODRIGUES et. al., 2019). Para o manganês, varredura entre 256 à 660 nm, maior absorção 520 nm (LEE et al., 1987). Para o cobre, λ = 740 nm (MORAES et al., 2019). Os testes foram em triplicata, branco registrado, valores médios de remoção dos poluente (%) determinados pela equação: % removida = (Ci – Ce / Ci) x 100. Ci e Cf as concentrações iniciais e finais (mg.L−1) (SILVA et. Al., 2018).
Resultado e discussão
: Dois fatores se mostraram de suma importância nessa investigação, a cor apresentada pela solução dos supostos poluentes que permitiu que fossem quantitativamente identificados por absorção na região do UV-Visível, técnica de custo razoavelmente baixo e possível de ser aplicada sem grandes dificuldades e o PCZ, figura 1, que permite determinar em função do pH, quais adsorvatos são catiônicos ou aniônicos. A remoção do cromo pelo HDL ficou em torno de 97 %, se mostrando superior a uma zeólita modificada com hexadeciltrimetilamônio (GOMÉZ et al, 2014) que apresentou desempenho de 56,32 % (condições: concentração de 8 mg.L-1, 0,15 g a massa do adsorvente em 15 mL de solução, pH ≈ 6, temperatura ≈ 18° C e tempo de contato de 24 horas). Nos testes de adsorção de manganês pela HDL, a performande de adsorção foi de 100 %, resultado semelhante ao apresentado por uma MCM-41 (condições: concentração 0,2 g.L-1, 0,05g a massa de adsorvente em 50 mL de solução, pH ≈ 3, temperatura ≈ 25° C e tempo de contato de 1 hora) (CHEN, et al., 2015). Para o cobre a remoção pela HDL ficou em torno de 18 %, resultado bem inferior quando comparado a uma vermiculita sódio ativada que foi de 79 % (condições: concentração 7 mg.L-1, 0,5 g a massa de adsorvente em 10 mL de solução, pH ≈ 3,5, temperatura ≈ 30° C, e tempo de contato de 3 horas) (MORAES et al., 2019). Os resultados permitiram apontar pela alta adsorção de cromo que deve ocorrer na forma de íon dicromato e manganês na forma de íon permanganato, figura 2, um adsorvente aniônico, fato corroborado pelo PCZ, o que é diferente do cobre que ocorre na forma de íons cobre (II) e não apresenta afinidade pelo adsorvente, sendo assim pouco removido do meio.
ponto de carga zero
Ponto de carga zero para HDL do tipo Shigaíta
Permanganato de potássio (esquerda) e dicromato de potássio (direita): (A) solução de concentração inicial; (B) solução após adsorção.
Conclusões
Os testes de adsorção com o HDL do tipo Shigaíta demonstraram uma seletividade por substâncias aniônicas, fato corroborado pelo baixo teor de íons cobre (II) adsorvido e pelo valor do PCZ apresentado para o material investigado. A performance da HDL como adsorvente de cromo (VI) provavelmente na forma de íons dicromato foi superior em relação a outro material apresentado pela literatura (zeólita funcionalizada com hexadeciltrimetilamônio) e praticamente similar a adsorção de manganês(VII) por uma MCM-41, sugerindo que este novo material apresenta potencial como adsorvente para estes poluentes.
Agradecimentos
Referências
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