AVALIAÇÃO DO PROCESSO DE BIOINTERAÇÃO
MACROALGAS/CHUMBO
Marta Maria M. B. Duarte1(PQ), José Edson da Silva1(IC), José Zanon de O. Passavante2(PQ) e Valdinete L. da Silva3(PQ)
1Fundação Instituto Tecnológico do Estado de Pernambuco - ITEP, 2Departamento de Oceanografia, 3Departamento de Engenharia Química - Universidade Federal de Pernambuco - UFPE. Rua Teresa Mellia, s/n, C. Universitária. 50670-901-Recife-PE.
palavras- chave: macroalgas, adsorção, troca iônica.
Nas últimas décadas tem se dado ênfase à utilização de biomassas mortas para remover metais pesados de efluentes industriais. A avaliação da ligação metal-biomassa tem sido realizada por muitos pesquisadores, sendo propostos mecanismos diversos devido à alta complexidade dos biossorventes (Volesky, 1999). Quando são comparados os modelos convencionais para remoção de metais pesados de efluentes industriais com os processos de biossorção, este último oferece a vantagem de baixo custo de operação, alta eficiência na desintoxicação de efluentes muito diluídos e não requer utilização de nutrientes (Crist et. al., 1990; Volesk, et al. 1998 and Williams et al., 1998). Esse trabalho propõe o uso de algas Arribadas como alternativa para o tratamento de efluentes industriais por apresentar a vantagem de ser um recurso renovável, economicamente viável e abundante no litoral pernambucano.
Com o objetivo de avaliar o processo de biointeração do chumbo com as macroalgas foram realizados experimentos de saturação dos sítios de ligação com íons H+, influência da temperatura, Microscopia Ótica (MO), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV).
Após o estabelecimento da melhor condição de trabalho, em batelada, utilizando a técnica de planejamento fatorial (4g de alga/100 mL de solução contendo 30 mg/L de Pb, 30 mg/L de Fe e 2 mg/L de Zn em pH 1, sem agitação por 3 horas), foi realizada a saturação das algas Arribadas com íons H+ adicionando-se HNO3 0,1M até a concentração de Ca e Mg em solução ficar a menor possível (em torno de 1mg/L). As algas foram lavadas com água deionizada até pH 5 e em seguida foram adicionadas soluções contendo 30 mg/L de Pb nos pH’s 1 e 5. Os teores de chumbo em solução foram quantificados antes e após o contato com a alga. Os experimentos de biossorção com algas Arribadas, nas temperaturas de 27oC, 50oC, 65oC e 80oC, foram executados utilizando um banho termostatizado. Para observação em MET foi utilizada a alga do gênero Sargassum (mais abundante no contexto total das algas Arribadas) em três diferentes formas: in natura; tratado com HNO3 0,1 M e após contato com solução contendo 30 mg/L de Pb, 30 mg/L de Fe e 2 mg/L de Zn em pH 1. As três formas sofreram tratamento prévio de fixação, pós fixação, desidratação, embebição e emblocagem. Com a observação em Microscopia Ótica do material emblocado foi escolhida a melhor área de corte para visualização em MET – JE0 100 CX II. Na Microscopia Eletrônica de Varredura utilizou-se o Sargassum apenas seco; Sargassum seco tratado com HNO3 0,1 M e Sargassum seco após contato com solução contendo 30 mg/L de Pb, 30 mg/L de Fe e 2 mg/L de Zn em pH 1, fixado em uma placa de alumínio com uma fita de carbono condutora e em seguida introduzido no equipamento, realizando-se diversas eletromicrografias em Microscópio LEICA, modelo S440i. Os teores de chumbo em solução foram quantificados utilizando-se Espectrometria de Emissão Atômica em Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-AES/Spectroflame).
As algas Arribadas removeram 96,0% do chumbo em solução para o pH 1 e 90,5% para o pH 5, mesmo após remoção quase total de Ca e Mg da alga. O pH final de ambas as soluções ficou abaixo de 1, indicando uma troca pelo íon H+ em excesso, visto que, quando a biossorção é realizada com a alga sem este tratamento, o pH final da solução fica em torno de 4. A remoção de chumbo nas temperaturas de 27oC, 50oC, 65oC e 80oC foram de 96,0%, 98,5%, 98,7% e 98,4% respectivamente, demostrando que a temperatura não interferiu no processo de biossorção. A observação da alga em MET não revelou qualquer rompimento da parede celular devido ao contato com a solução ácida, confirmando os resultados da Microscopia Ótica. Isto indica que a presença de Ca e Mg em solução, após o contato com a alga, é devida ao processo de troca iônica. Na MEV foram identificados na superfície das algas os elementos Ca, Mg, K, Na, Cl, S, Si, Al, Fe, O e C, não sendo detectado o chumbo. Esse fato pode ser atribuído à limitação do método ou, ainda, pode confirmar a teoria da troca iônica, segundo a qual o chumbo encontra-se dentro da estrutura da alga.
Os resultados obtidos sugerem que a remoção do chumbo de uma solução que simula um efluente industrial, para as condições estudadas, ocorre através de um mecanismo de troca iônica associado a um processo de adsorção.
Bibliografia
Crist R.H., Martin J. K. R., Guptill P.W., Eslinger J.M. and Crist D.R. Interactions of metals and protons with algae. 2. Ion exchange in adsorption and metal displacement by protons. Environmental Science and Technology, V 24, p 237-342, 1990.
Volesky, B. and Kratochvil, D. Advances in the biosorption of heavy metals. Tibtech. July, V 16, p 291-300, 1998.
Volesky, B. Biosorption for the next century. El Escorial, Spain, Juny 20-23, 1999.
Williams, C. J., Aderhold, D. and Edyvean, R. G. Comparison between biosorbents for the removal of metal ions from aqueous solutions. Wat. Res. V 32, n 1, p 216-224, 1998.
FACEPE, CNPq, BN.