Autores
Melo Santos, D. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS- UFAL) ; Gustavo Botero, W. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS- UFAL) ; Tavares Rosa, L.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS- UFSCAR) ; Camargo de Oliveira, L. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS- UFSCAR) ; Goveia, D. (UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA- UNESP)
Resumo
A nanocelulose representa um novo conjunto de nanomateriais, que apresenta uma
ampla gama de aplicações tecnológicas nos mais variados contextos científicos.O
trabalho tem como objetivo desenvolver,caracterizar e aplicar filmes
biodegradáveis formulado à base de nanocelulose de línter de algodão e
substâncias húmicas para retenção de metais potencialmente tóxicos em ambientes
aquáticos, visando a remediação ambiental.Os resultados apresentados neste
estudo mostraram que os FN em diferentes teores (0,5;1,0;2,0 e 5,0 mg/g) provocam
alterações no mecanismo de complexação dos metais misturados com matéria
orgânica presente nas substâncias húmicas.O FN de 2,0 mg/g teve a maior adsorção
de Cd(II) e Pb(II)com tempo de contado de 1 hora com uma eficiência de remoção,de
92,31% e 97,02%.
Palavras chaves
Filme de nanocelulose; Cádmio; Chumbo
Introdução
O algodão está entre as mais importantes culturas de fibras do mundo.Todos os
anos, uma média de 35 milhões de hectares de algodão é plantada em todo o
planeta (ABRAPA,2022).Para 2022,a produção de algodão no Brasil é estimada entre
2,6 e 2,8 milhões de toneladas,com isso o Brasil deve se consolida o quarto maior
produtor e o segundo maior exportador mundial.Já no mundo a previsão é de que a
produção some 26,13 milhões de toneladas. Os línters de algodão são as fibras
curtas deixadas nas sementes, após a retirada das fibras de algodão.Estas são
compostas principalmente por celulose de larga aplicabilidade na fabricação de
inúmeros produtos, como algodão cirúrgico, papel e papelões especiais e papel-
moeda(BELTRÃO;AZEVEDO,2008).
As SH podem ser fracionadas operacionalmente de acordo com suas características
de solubilidade em meio aquoso, as SH podem ser divididas em ácidos fúlvicos
(AF), ácidos húmicos (AH) e humina. O ácido húmico é a fração pouco solúvel em
água em pH < 2, o ácido fluvico é a fração solúvel em água sob quaisquer
condições de pH e a humina é a fração de menor solubilidade em qualquer condição
de pH (THURMAN,1985; MOBED et al.,FALLER,2006),o cádmio é considerado um metal
potencioalmente tóxico,não apenas pelos altos níveis de toxicidade (JARUP et
al.,2003,KIPPLER et al.,2012).O Cd(II) pode bioacumular em plantas aquáticas,
invertebrados, peixes e mamíferos causando danos renais e aos ossos, sendo
considerado cancerígeno pela agência internacional de pesquisa em câncer
(CETESB,2012).O chumbo é considerado um metal potencialmente tóxico na sua forma
dissolvida,principalmente na forma iônica, o Pb(II),pois assim encontra-se mais
disponível para ser assimilado pela biota aquática,mesmo quando encontrado em
baixas concocentrações (NORDIC,2003).
Material e métodos
Produção dos FN: Para a produção dos filmes foram utilizados 30 g da
nanocelulose
(línter de algodão). Em seguida, foram adicionadas concentrações diferentes das
substâncias húmicas (0,5; 1,0; 2,0; e 5,0 mg/g). Após agitação e permanência em
banho ultrassônico por 3min, foram secas em estufa a 60 °C por 12 horas.
2. Caraterização dos FN: A caracterização dos FN foi realizada pelo
Infravermelho
com transformada de Fourier (FTIR, Shimadzu IR PRESTINGE).
3. Estudos de interação NFSH com Cd e Pb: Foram pesados 10 mg dos FN nas
concentrações de 0,5; 1,0; 2,0 e 5,0 mg/g e adicionados em concentrações
conhecidas: 0,5; 1,0; 2,0; 5,0 e 10,0 mg L-1 em uma solução de 50 mL de cada
metal. Foi mantido um pH 6,0 para ambos os metais. Foram extraídas alíquotas de
1
mL em uma solução de 10,0 mg L-1 a cada 0,5; 1; 2; 4; 8; 12 e 24 horas até
completar 24 horas.
4. Determinação de Cd e Pb: A determinação de Cd e Pb foi realizada por
espectrometria de emissão atômica com plasma de micro-ondas (MP-AES 4200,
Agilent
Technologies). As curvas de calibrações analíticas foram realizadas utilizando
soluções padrão multielementares (Agilent Technologies).
Resultado e discussão
A figura 1, o espectro da nanocelulose obtido a partir do percursor línter de
algodão nota-se a presença das bandas características da celulose, a banda larga
entre 3400-3300 cm-1 corresponde à vibração dos grupos O-H ligado ao hidrogênio.
Já a figura 2, o espectro das substâncias húmicas, o estiramento O-H aparece no
espectro como uma banda muito larga, vai de 3800-2800 cm-1. A absorção
frequentemente encobre as vibrações de estiramento C-H que ocorrem na mesma
região. Se a banda de estiramento de O-H é muito larga aparecer com uma banda
C=O, é possível que seja de um ácido carboxílicos (PAVIA et al; 2015).
A quantidade de adsorvente influencia na quantidade de sítios ativos, o que
proporciona uma quantidade maior área de superficial para a adsorção do Cd (II) e
Pb (II). No processo de adsorção, a massa do adsorvente apresenta-se como um dos
principais parâmetros para avaliação da capacidade de adsorção e remoção do
adsorvato (Garg et al; 2009).De acordo com os resultados apresentados, sobre o
efeito da dosagem das substâncias húmicas (Gráf.1),observou que o aumento da
massa do absorvente pouco influenciou no percentual da capacidade de adsorção dos
íons de cádmio e chumbo,tal fato pode ser atribuído, possivelmente, à
sobreposição dos locais de adsorção com resultado de aglomeração de partículas
adsorventes e também verificou que a capacidade de adsorção diminui à medida que
aumenta a massa do adsorvente.Os resultados para o efeito da dosagem dos FN
(Gráf.1) mostraram que o aumento da massa resultou também no aumento do
percentual de remoção, dos íons de Cd(II) e Pb(II) presentes na solução.O estudo
do tempo de contato, observou que o tempo de 1 hora foi definido para realizar os
experimentos do estudo das isotermas de adsorção de Cd(II) e Pb(II).
Conclusões
Este trabalho propõe a valorização de um resíduo agroindustrial, um resíduo
fibroso de algodão, em um insumo nanotecnológico, para ser aplicado em diversos
segmentos da indústria de tecnologia.Os resultados apresentados neste estudo
mostram que a Nano + SH em diferentes concentrações (0,5; 1,0; 2,0 e 5,0 mg/g)
provocam alterações no mecanismo de complexação dos metais misturados com matéria
orgânica presente nas substâncias húmicas. O FN adsorveu na concentração de 2,0
mg/g em quase toda a concentração dos íons Cd(II) e Pb(II),com um tempo de
contato de 1 hora.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao órgão fomento FAPEAL, ao LINQA e o LCCA, pelas
infraestruturas, e à UNESP campus de Itapeva- SP pela parceria com a Prof. Dr.
Wander Gustavo Botero.
Referências
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