Autores
Borges, A.R. (INSTITUTO FEDERAL DO PARANÁ, CAMPUS PALMAS) ; Giusti, E.D. (INSTITUTO FEDERAL DO PARANÁ, CAMPUS PALMAS) ; Thomaz, J.C. (INSTITUTO FEDERAL DO PARANÁ, CAMPUS PALMAS)
Resumo
A poluição dos corpos hídricos por metais potencialmente tóxicos pode trazer
grandes danos a fauna e a saúde humana. O processo de biossorção tem se mostrado
como uma alternativa eficaz, sustentável e de baixo custo para a descontaminação
de corpos hídricos. O presente trabalho tem por finalidade investigar a eficiência
das folhas de Eriobotrya japônica como bioadorvente para íons de ferro+2. Foram
realizados ensaios de adsorção para avaliação das seguintes variáveis: tempo de
contato entre biomassa e solução contendo ferro (II), tamanho da partícula e ponto
de carga zero. Os resultados foram obtidos através de espectrometria atômica por
chama, demonstrando uma adsorção de 85% dos íons de ferro (II) pela biomassa.
Palavras chaves
Biossorção; ferro; Eriobotrya japônica
Introdução
Os resíduos provenientes do uso de agrotóxicos e fertilizantes na produção
agrícola, por exemplo, contaminam o solo e os recursos hídricos ao serem
carreados pela chuva, bem como a má gestão dos efluentes industriais e
domésticos (BATISTA, 2021). Inclui-se nesses contaminantes os metais; alguns
destes possuem funções biológicas conhecidas, como ferro, responsável pelas
funções de transporte de oxigênio, síntese de DNA e metabolismo energético.
Porém, em altas concentrações pode ocasionar a síntese de espécies reativas de
oxigênio que são tóxicas e lesam proteínas, lipídeos e DNA (GROTTO, 2008).
Os principais tratamentos utilizados para descontaminação de efluentes contendo
metais, como troca iônica, osmose reversa e precipitação química apresentam
desvantagens, relacionadas ao custo elevado de reagentes, alta demanda de
energia e geração de produtos que necessitam de um tratamento posterior ou
descarte apropriado, criando a necessidade de alternativas mais eficazes e
sustentáveis (BATISTA, 2021).
Nesse contexto, a biossorção se apresenta como uma alternativa a ser explorada,
pois consiste na remoção e posterior recuperação de substâncias inorgânicas
utilizando como base materiais biológicos, podendo ser utilizada na remoção de
metais do meio aquoso (MELO, 2021). Isso ocorre devido aos grupos funcionais
presentes na constituição do biossorvente, dentre os principais grupos estão as
hidroxilas, carboxilas, fosfatos e amidas (PEREIRA, 2017).
Portanto, esse trabalho tem como objetivo a investigação da eficácia das folhas
de nespereira Eriobotrya japônica como bioadsorvente na remoção de Fe+2 de
soluções aquosas.
Material e métodos
1.Preparo das biomassas
Foram preparadas biomassas de folhas de nespereira (Eriobotrya japonica)
coletadas do solo, em área residencial.
A primeira etapa do preparo foi a lavagem das folhas com água destilada e água
ultrapura, seguido por secagem em estufa por um período de 24 horas a 50°C. Após
a secagem o material passou por moagem em moinho de facas e peneiramento em
membranas de poliéster de 72 μm e 354 μm, a fim de avaliar a influência do
tamanho de partícula na adsorção.
2.Investigação do Ponto de Carga Zero (PCZ)
Para o estudo do Ponto de Carga Zero das folhas de nespereira, foram preparadas
soluções de pH variado (1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11 e 12) utilizando HCl ou
NaOH. Em 50 mL de cada solução foi acrescentado 50 mg de biomassa, o sistema
ficou sob agitação durante 24 horas, sob temperatura ambiente 18C° - 22C°, após
esse período foi aferido o pH.
Para determinar o PCZ foi construído um gráfico do ΔpH (inicial –final) em
função do pHinicial, sendo o que o pHpcz corresponde à faixa de pHfinal que se
mantém constante, independente do pHinicial.
3.Investigação da influência do tempo de contato e tamanho de partícula
Para análise da influência do tempo de contato, cada 50 mg de biomassa foi
adicionado 50 mL de ferro 2,5 mg L-1. As soluções foram agitadas por 0,5 h, 1h,
3h, 9h, e 24h, após cada tempo as soluções foram filtradas a vácuo, as análises
foram realizadas em espectrometria atômica de chama na Central de Análises da
UTFPR – Campus Pato Branco – PR.
Resultado e discussão
O pH influencia diretamente o processo de adsorção, favorecendo a interação
entre adsorvente e adsorbato. O ponto de carga zero é caracterizado pela
neutralidade na superfície da biomassa. Com o pH sendo superior ao PCZ a
superfície da biomassa se encontra carregada negativamente, favorecendo a
adsorção de cátions metálicos (SOUZA, OLIVEIRA, 2022; NASCIMENTO, 2021). Segundo
o gráfico 1, o PCZ da biomassa de nespereira foi identificado no pH 6,3,
portanto, utilizar pH 8 possibilita a desprotonação dos sítios ativos, deixando
a superfície carregada negativamente (SILVA, 2019). Os estudos na biossorção de
íons metálicos usando folhas de nespereira (ISMAIL e KHALILI, 2021) obtiveram
maior taxa de adsorção com pH 4,0 para íons de Nd (III) e Ce (III), já análises
com a biomassa modificada para íons de Pb (II) (ALI et al, 2019) tiveram melhor
resultado com o pH 6,0. Conforme o gráfico 2, o maior percentual de biossorção
ocorreu no tempo reacional de 0,5 h para partículas de 72 µm e 1 h para 354 µm
entre biomassa e a solução de Fe (II), corroborado pelos estudos de adsorção de
Cr (VI) utilizando microalgas (MORCELLI, 2021), que obteve o melhor resultado
com 1 h. a adsorção pode ser física, ligações fracas, ou química com ligações
fortes, o fato de os melhores resultados serem em tempos inferiores está
relacionado a ocorrência de ligações fracas entre os íons metálicos e o
biossorvente, com a maior medida de tempo a dessorção dos íons metálicos ocorre
segundo (DAL MAGRO et at, 2013). De acordo com o gráfico 3, não houve mudança
significativa na taxa de biossorção referente ao tamanho de partícula, apoiados
pelos estudos de adsorção de Pb pelo bagaço de malte que não demonstraram
variações significativas na taxa de adsorção em diferentes granulometrias
(FONTANA et al, 2016).
Ponto de Carga Zero (gráfico 1) e taxa de biossorção de Fe (II) (gráfico 2)
Concentração de Fe (II) em função do tempo (gráfico 3)
Conclusões
As folhas de Eriobotrya japônica se demonstram eficazes como biomassa na adsorção
de íons de ferro (II). O ponto de carga zero das folhas foi aferido no pH 6,3.
Análise do tempo de contato para cada tamanho de partícula demonstrou que os
tempos inferiores foram mais satisfatórios para as partículas de 72 µm com o tempo
de 0,5 h que apresentou uma taxa de adsorção de 82,06% e para a partículas de 354
µm em 1 h foi de 85,08%, em uma solução de sulfato de ferro contendo 2,5 mg L-1,
não houve mudança significativa na de adsorção referente ao tamanho de partícula
durante o processo.
Agradecimentos
Referências
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