estudo fundamental sobre a influÊncia do potencial zeta na ... · zeta na biossorÇÃo de Íons...

Departamento de Engenharia de Materiais

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ESTUDO FUNDAMENTAL SOBRE A INFLUÊNCIA DO POTENCIAL

ZETA NA BIOSSORÇÃO DE ÍONS METÁLICOS COM BIOMASSA

MICROBIANA

Aluno: Flávia de Miranda Gonçalves

Orientador: Maurício Leonardo Torem

Co-orientadora: Gabriela Alejandra Huaman Pino

Introdução

A contaminação por íons metálicos nos ambientes aquáticos pode ocorrer naturalmente,

através da erosão natural de reservas minerais presentes no meio ambiente, ou devido a

atividades antrópicas, como efluentes de indústrias de mineração. Essa contaminação pode

transformar o ecossistema em um ambiente tóxico para a biota presente. Essa toxicidade pode

levar, à longo prazo, à redução da diversidade genética do meio biótico, ou até mesmo à

extinção de espécies endêmicas.

Para que o ecossistema não seja contaminado por esses efluentes industriais o

tratamento deve ser feito previamente ao lançamento. O tratamento tradicional dos efluentes e

das águas recicladas no processamento mineral necessita do aprimoramento de tecnologias já

existentes e de novas tecnologias, visto que a quantidade dos produtos químicos em cada

etapa de processo eleva o teor de contaminantes existentes na água proveniente das bacias de

rejeitos.

O material sólido suspenso mais difícil para remover são os coloides. Devido ao seu

pequeno tamanho, eles facilmente escapam tanto da sedimentação quanto da filtração. A

chave para a eficaz remoção do coloide é a redução da carga de sua superfície com

coagulantes, tais como a alúmen, cloreto férrico e/ou catiônicos polímeros. A carga na

superfície da partícula é chamada de Potencial Zeta. Seu conhecimento é uma conveniente

forma de aperfeiçoar a dosagem de coagulante em água e tratamento de águas residuais. Uma

vez que a carga é reduzida ou eliminada, portanto não existe nenhuma força de repulsão, e há

agitação suave em uma bacia de floculação, são feitas numerosas colisões entre os coloides.

Microflocos são formados e se aglomeram em partículas visíveis, chamados flocos, estes são

facilmente filtráveis.

Objetivos

O objetivo geral deste projeto é verificar a influência do Potencial Zeta na biossoção de

íons metálicos com as biomassas microbianas Rhodococcus ruber e Rhodococcus opacus

aplicando conceitos fundamentais da química de superfícies sob condições experimentais

determinadas, no intuito de fundamentar uma tecnologia ambientalmente benigna através da

utilização destes agentes biológicos aplicados no tratamento de águas residuárias da indústria

minero metalúrgica.


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Ao final deste projeto é pretendido:

Análise do potencial da adsorção dos metais Alumínio, Cadmio, Cobalto, Níquel,

Cobre, Cromo, Ferro, Magnésio e Zinco utilizando as cepas Rhodococcus ruber e

Rhodococcus opacus como biosorventes, visando a remoção destes metais presentes nos

efluentes industriais.

Contribuir para o desenvolvimento de um processo viável para remoção de metais de

efluentes da indústria minero metalúrgica e química, com uma adequação dos mesmos às

legislações vigentes, empregando biomassa microbiana como reagente;

Contribuir para a formação de conhecimento com forte fundamentação teórica visando

a capacitação e aplicação tecnológica dos referidos processos de tratamento de efluentes.

Metodologia

A. Biomassa

Neste projeto a cepa do microrganismo R. opacus foi fornecida pela Coleção Brasileira

de Microrganismos de Ambiente e Indústria (CBMAI) de Campinas, São Paulo. Já a cepa do

microrganismo R. ruber utilizada é proveniente da Coleção de Culturas da Fundação Tropical

de Pesquisa e Tecnologia André Tosello - Campinas, São Paulo, registrada pelo centro sob o

número 1879.

B. Meio de cultura para a Rhodococcus ruber

O cultivo foi feito em meio TSB (Trypticase Soy Broth) sólido por 24 horas a partir da

cepa original, para ser usada durante todo o projeto. Este meio é obtido utilizando:

Tabela 1 - Meio de cultura

sólido

Tabela 2- Meio de cultura

líquido

Figura 1 - Frasco

de TSB

C. Meio de cultura para a Rhodococcus opacus

O cultivo foi feito em meio YMA (Yeast Malte Broth) sólido por 72 horas a partir da

cepa original para ser usada durante todo o projeto. Este meio é obtido da seguinte forma:


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Tabela 3 - Meio de cultura sólido

Tabela 4 - Meio de cultura líquido

Figura 2 - Componentes

D. Cultivo

Em frascos de erlenmeyer com capacidade de 500 ml, são despejados 200 ml de meio

de cultura líquido. O meio é esterilizado em uma autoclave, com 1 atm de pressão, durante 20

min, tendo os frascos fechados por rodilhões de algodão e gase, e tampados com papel Kraft.

Os frascos são inoculados em uma cabine de segurança biológica (Filterflux Classe II

A2), previamente esterilizada. A inoculação é feita com coletas de porções da cultura sólida

previamente preparada, e transferidas para os meios de cultura líquidos através de uma alça de

platina flambada. Este procedimento é feito para a obtenção da biomassa microbiana.

Os frascos cultivados foram devidamente fechados e mantidos em uma incubadora de

bancada, com plataforma de rotação horizontal, sob agitação constante (120rpm). Para o

crescimento da bactéria R. ruber é necessário 24h de agitação, e já para o microrganismo R.

opacus foram necessárias 72h.

Figura 3 – R. ruber recém inoculada

Figura 4 - R. ruber 24h horas após

inoculação

E. Concentração da Biomassa

Após o crescimento, o conteúdo foi centrifugado, descartando então o meio de cultura e

mantendo a biomassa. Essa biomassa é misturada à água deionizada e centrifugada mais duas

vezes para sua lavagem. Toda centrifugação feita neste trabalho foi com velocidade de

5400rpm por 10 min.


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Figura 5 – Fase sólida obtida na centrifugação

Em seguida, a biomassa concentrada é novamente autoclavada em um frasco de

erlenmeyer. Isso porque todo o estudo foi realizado com a bactéria inativa.

O conteúdo obtido neste frasco é o concentrado final que será utilizado no trabalho para

realizar os experimentos. Para a continuação da pesquisa, a concentração da biomassa ali

presente deve ser determinada.

A concentração foi feita a partir do uso de um cadinho de porcelana. Esse cadinho deve

ser pesado e depois adicionado 2 ml de biomassa. O conjunto deve ser secado em uma estufa

e depois pesado novamente. Lembrando que como o peso do material varia quando sua

temperatura é elevada, deve-se esperar que esfriasse em um desumidificador. A diferença dos

pesos inicial e final mostra a quantidade de biomassa ali presente, obtendo-se assim a

concentração do concentrado.

Figura 6 - Cadinho com biomassa

Figura 7 - Cadinho com biomassa seca

F. Infravermelho

A espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) das biomassas

R. ruber e R. opacus foram realizadas para comparar os grupos funcionais presentes nos

microorganismos. Para cada amostra, uma alíquota de 1mg de biomassa, seca e macerada, foi

homogeneizada com 100 mg de brometo de potássio (KBr) e prensada a fim de preparar uma

amostra de pastilhas translúcidas.


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O espectro obtido no infravermelho fornece um agregado muito rico de bandas de

absorção. A análise das bandas características de determinados grupos funcionais de uma

molécula fornece, através de um simples exame do espectro e consulta a tabelas de dados, um

conjunto valioso de informações sobre a estrutura da molécula. Comprimento e número de

onda (cm-1

) são usados para medir a posição de uma determinada absorção no infravermelho.

A radiação infravermelha corresponde à parte situada entre as regiões do visível e das

microondas. A região do infravermelho normalmente utilizada para análise é chamada

infravermelho médio e consiste do intervalo de 500 a 4000cm-1

. Assim, o equipamento

Thermo Scientific Nicolet 6700 FT-IR permite investigar a composição de uma amostra e

identificar os grupos funcionais presentes na parede celular da biomassa.

G. Medidas de Potencial Zeta

Os ensaios de Potencial Zeta foram realizados em Zeta Meter System 4.0 para

determinar a carga elétrica da superfície da bactéria na faixa de pH de 2 até 8. Para medir a

mobilidade das partículas utiliza-se como princípio básico o espalhamento de luz das

partículas em resposta a um feixe de luz aplicado através de uma fonte externa. O feixe de luz,

gerado por um raio laser de um determinado comprimento e intensidade, atravessa as paredes

da célula e o meio líquido onde se encontram as partículas. As partículas que se encontram

dentro da célula são iluminadas pelo feixe de luz incidente espalhando uma determinada

quantidade de luz proporcional ao seu movimento. A partir dos dados coletados, determina-se

a frequência de espalhamento, de onde, após um tratamento matemático obtém-se a

mobilidade e o Potencial Zeta.

Para as medidas das biomassas puras as amostras foram preparadas utilizando-se como

eletrólito indiferente uma solução de KCl a 10-3

, com concentração de 50 ppm de biomassa

concentrada. Os valores de pH foram corrigidos com soluções de HCl e NaOH 0,1M e 0,01M.

A medida do Potencial Zeta foi obtida por meio da aplicação de um potencial elétrico

constante em toda a suspensão e pela determinação da taxa na qual as partículas migram para

a célula (mobilidade eletroforética).

Para as medidas das biomassas com íons metálicos adsorvidos as amostras foram

preparadas com a biomassa concentrada a 50 ppm e os íons metalicos a 10 ppm, exceto o

Cromo (III) e o Cromo (VI) onde foram utilizados concentrações de 5 ppm. Esse conjunto de

biomassa concentrada com íon metálico foi colocado em uma plataforma horizontal por

15min, sob agitação constante (120rpm).

Após esse período, o conjunto é centrifugado, com velocidade de 5400rpm por 10 min,

a fase líquida é descartada, e a fase sólida, composta por biomassa e íon metálico adsorvido, é

misturada à solução de KCl 10-3

, esse conjunto é utilizado para a medição no aparelho de

Potencial Zeta.


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Figura 8 - Realização da medida do Potencial Zeta

Resultados e Discussão

A. Infravermelho das biomassas bacterianas

As análises em espectro de Infravermelho têm como objetivo detectar os grupos

funcionais presentes na biomassa. Os grupos detectados podem estar disponíveis e

provavelmente envolvidos no processo de biossorção dos íons metálicos.

Apenas foram realizadas amostras das biomassas R. ruber e R.opacus antes dos ensaios

de biossorção. Na figura abaixo podemos comparar os espectros obtidos através das análises

dessas amostras.

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

Tra

nsm

itâ

ncia

(%

)

Comprimento de onda (cm-1)

R. opacus

R. ruber

Figura 9 – Infravermelho das biomassas antes da biossorção

Podemos observar que embora as bactérias estudadas sejam da mesma família,

Rhodoccocus, apresentam comportamentos bastante diferentes, isso se deve provavelmente

por apresentarem estruturas químicas distintas. Na Espectroscopia de Infravermelho da R.

ruber as intensidades das bandas de adsorção são bem mais reduzidas do que a R. opacus.

Como cada banda espectral consiste em um grupo funcional, quanto mais intensa a

banda, maior é a quantidade do respectivo grupo funcional na estrutura química. Portanto, os

resultados indicam que a R. ruber possui menor quantidade dos grupos funcionais


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identificados na Figura 10 do que a R. opacus. Como estes grupos funcionais são os

responsáveis pela adsorção dos íons metálicos, podemos prever uma menor interação da

biomassa R. ruber com os íons metálicos em relação a biomassa R. opacus.

A figura abaixo apresenta o espectro de infravermelho obtido entre 500 e 4000 cm-1

com as biomassas R. ruber e R. opacus, evidenciando suas principais bandas.

Figura 10 - Principais bandas presentes na biomassa

A Tabela 5 apresenta os possíveis grupos funcionais e suas respectivas faixas de

comprimento de onda indicados na Figura 10.

Tabela 5 - Possíveis grupos funcionais e os números de onda das principais bandas de absorção

identificadas nas amostras analisadas (Sharma, 2001; Silverstein et al. 2007).

Grupos funcionais presentes Amostras

-OH 3292

C-H 2925

C-H 2854

Grupo amida I 1635

Grupo amida II 1539

C-N 1459

C-O 1064

A presença da banda de absorção na região próxima a 3292 cm-1

é característica da

presença do grupo hidroxila, –OH. A região próxima a 2925 e 2854 cm-1

é característica da

presença dos grupos C-H. Amidas I e II foram detectadas próximas as regiões 1635 e 1539

cm-1

respectivamente. As bandas 1459 cm-1

são referentes ao grupo C-N. O pico perto de

1064cm-1

está relacionado ao grupo C-O.

Segundo Silvas (2010), os grupos identificados na Tabela condizem com a formação da

parede e de outras estruturas celulares das bactérias gram-positivas onde são encontradas:


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- Proteínas: compostas por aminoácidos, moléculas formadas por C, H, O e N, unidos

através de ligações peptídicas, na qual o grupo carboxila (-COOH) reage com o grupo amina

(-NH2 ou -NH-) de outra molécula resultando em uma ligação covalente C-N. O grupo

funcional obtido é uma amida [(-CO)NH2 ou (-CO)2 NH].

- Peptideoglicanos: responsáveis pela rigidez da parede celular. São constituídos de

açúcares, moléculas formadas por C, H e O com a presença de OH e aminoácidos.

- Ácidos teióicos: formados por polímeros de glicerol (moléculas compostas por C, H e

O com a presença de três hidroxilas) ou ribitol (com cinco hidroxilas), ligados a açúcares ou

aminoácidos e conectados entre si por meio de grupos fosfato.

- Fosfolipídeos: principais componentes das membranas celulares são formados pela

união de um grupo fosfato a um glicerídeo, sendo que o último é formado pela combinação de

ácido graxo (moléculas compostas por C, H, O e que apresentam o grupo carboxila, -COOH ).

B. Medidas de Potencial Zeta

Este experimento fornece dados sobre a carga superficial da biomassa em solução

aquosa para diferentes valores de pH, assim como o comportamento de carga da mesma após

o processo de biossorção.

Objetivando avaliar as alterações eletrocinéticas das células devido a biossorção, foram

realizados ensaios de Potencial Zeta da biomassa antes e após os ensaios de adsorção dos íons

metálicos.

Foi observado que a quantidade de fase sólida obtido após a centrifugação da biomassa

R. opacus com os íons metálicos adsorvidos era menor do que o esperado. Entretanto, não

foram alteradas as condições de centrifugação durante o experimento para que fosse possível

manter os padrões estabelecidos. Com a R. ruber nenhuma alteração da quantidade de fase

sólida obtida foi observada.

Com a inserção de cátions na solução, caso haja interação, o Potencial Zeta da biomassa

deve alterar, podendo apresentar um valor mais negativo ou positivo. Esta variação ocorre de

acordo com a carga do composto formado entre a parede celular e o íon metálico. Este

fenômeno pode ser observado com uma alteração em relação à curva da biomassa pura na

direção vertical no sentido para cima ou para baixo. Quanto maior a distância entre a curva da

biomassa pura e a curva da biomassa com o íon metálico adsorvido, maior é a interação entre

a biomassa e o íon metálico.


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Medida de Potencial Zeta da R. ruber pura

Figura 11 - Curva do Potencial Zeta em função do pH para: R. ruber

(Concentração: biomassa 50ppm e eletrólito indiferente KCl 10-3

)

Observa-se que não foi possível determinar o ponto isoelétrico da R. ruber na faixa de

pH estudada (pH de 2 a 8), portanto ela se apresenta totalmente negativa. Nota-se que com o

aumento da alcalinidade da solução, ou seja, aumento do pH, mais negativas tornam-se as

cargas superficiais da biomassa. Entretanto, em torno do pH 6 a curva demonstra uma

tendência à estabilidade.

Medidas de Potencial Zeta da R. ruber com Al(III) e Cd(II) adsorvidos

Figura 12 - Curva do Potencial Zeta em função do pH para: R. ruber, R. ruber com Al adsorvido e R. ruber com

Cd adsorvido (Concentrações: biomassa 50ppm, íon metálico 10ppm e eletrólito indiferente KCl 10-3

)


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Através destas curvas é possível afirmar que a curva da biomassa com Cd (II) adsorvido

possui um comportamento bastante semelhante com o da biomassa pura. Provavelmente, nas

condições de ensaio estabelecidas neste projeto, não ocorreu a adsorção do Cádmio pela

biomassa R. ruber, já que era previsto uma alteração na curva com o íon metálico adsorvido

em relação a curva da biomassa pura.

Podemos observar que ocorreu uma alteração da medida do Potencial Zeta da biomassa

com o íon Alumínio adsorvido entre o pH 3,5 e 5 em relação a curva da biomassa pura. Nesta

faixa podemos presumir que o íon metálico estava adsorvido. Provavelmente, o complexo

formado não era estável, portanto deve ter ocorrido a dessorção do Al (III), tornando a

apresentar o comportamento semelhante ao da curva da biomassa pura.

Medidas de Potencial Zeta da R. ruber com Co(II) e Cu(II) adsorvidos

Figura 13 - Curva do Potencial Zeta em função do pH para: R. ruber, R. ruber com Co adsorvido e R. ruber com

Cu adsorvido (Concentrações: biomassa 50ppm, íon metálico 10ppm e eletrólito indiferente KCl 10-3

)

Em ambas as curvas dos íons metálicos adsorvidos podemos observar um

comportamento bastante semelhante com o da biomassa R. ruber. Este fato indica que nas

condições de ensaio estabelecidas neste projeto não ocorre a adsorção dos íons metálicos

Co(II) e Cu(II) pela biomassa em questão.


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Medidas de Potencial Zeta da R. ruber com Cr(III) e Cr(VI) adsorvidos

Figura 14 - Curva do Potencial Zeta em função do pH para: R. ruber, R. ruber com CrIII adsorvido e R. ruber

com CrVI adsorvido (Concentrações: biomassa 50ppm, íon metálico 5ppm e eletrólito indiferente KCl 10-3

)

Nota-se que a curva da biomassa com Cr (VI) adsorvido possui um comportamento

bastante semelhante com o da biomassa pura, entretanto, a partir do pH 6 podemos observar

um ligeiro aumento do Potencial Zeta, seguido de uma tendência ao equilíbrio.

Provavelmente, a adsorção deve ter ocorrido a partir deste valor de pH, de tal forma que

carregou completamente a superfície da bactéria aproximadamente no pH 7,5. Com a

superfície completamente carregada, a curva demonstra estabilidade.

Podemos observar que ocorreu uma alteração da medida do Potencial Zeta da biomassa

com o Cr (III) adsorvido entre o pH 4 e 6 em relação a curva da biomassa pura. Nesta faixa

podemos notar que o íon metálico possivelmente estava adsorvido, formando um complexo

com carga negativa, provavelmente, o complexo formado não era estável, portanto deve ter

ocorrido a dessorção do íon metálico, tornando a apresentar o comportamento semelhante ao

da curva da biomassa.


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Medidas de Potencial Zeta da R. ruber com Fe(III) e Mg(II) adsorvidos

Figura 15 - Curva do Potencial Zeta em função do pH para: R. ruber, R. ruber com Mg adsorvido e R. ruber

com Fe adsorvido (Concentrações: biomassa 50ppm, íon metálico 10ppm e eletrólito indiferente KCl 10-3

)

Nota-se que a biomassa não teve interação com o íon metálico Mg, nas condições de

ensaio estabelecidas neste projeto, por possuir uma curva com comportamento bastante

semelhante com o da biomassa R. ruber. Entretanto a curva com o íon metálico Fe (III) indica

que ocorreu uma interação bastante significativa. O ponto isoelétrico encontrado foi em torno

do pH 3,4. Pode-se afirmar que o complexo formado é bastante estável, pois o comportamento

da curva se manteve, por inteiro, com valores acima ao da curva da biomassa pura.

Medidas de Potencial Zeta da R. ruber com Ni(II) e Zn(II) adsorvidos

Figura 16 - Curva do Potencial Zeta em função do pH para: R. ruber, R. ruber com Ni adsorvido e R. ruber com

Zn adsorvido (Concentrações: biomassa 50ppm, íon metálico 10ppm e eletrólito indiferente KCl 10-3)


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Em ambas as curvas dos íons metálicos adsorvidos, podemos perceber um

comportamento bastante semelhante com o da biomassa R. ruber. Esta observação indica que

nas condições de ensaio estabelecidas neste projeto, não ocorre a adsorção dos íons metálicos

Ni(II) e Zn(II) pela biomassa em questão.

Medida de Potencial Zeta da R. opacus pura

Figura 17 - Curva do Potencial Zeta em função do pH para: R. opacus

(Concentrações: biomassa 50ppm e eletrólito indiferente KCl 10-3

)

Observa-se que o ponto isoelétrico da R. opacus, na faixa de pH usada (pH de 2 a 8), foi

em torno do pH 3,2, portanto todo o comportamento a partir deste valor de pH é negativo. O

ponto isoelétrico encontrado está de acordo com o apresentado pela Pimentel (2011), a qual

encontrou aproximadamente no pH 3. Percebe-se que com o aumento da alcalinidade da

solução, ou seja, aumento do pH, mais negativo se tona as cargas superficiais da biomassa.

Entretanto, a partir do pH 7 a curva demonstra uma tendência de se tornar estável.


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Medidas de Potencial Zeta da R. opacus com Al(III) e Cd(II) adsorvidos

Figura 18 - Curva do Potencial Zeta em função do pH para: R. opacus, R. opacus com Al adsorvido e R. opacus

com Cd adsorvido (Concentrações: biomassa 50ppm, íon metálico 10ppm e eletrólito indiferente KCl 10-3

)

Vemos que ocorreu uma alteração da medida do Potencial Zeta da biomassa com o

Alumínio adsorvido entre o pH 4 e 6 em relação a curva da biomassa pura. Esta faixa de

interação está de acordo com Cayllahua (2008), em cujo estudo determinou que o pH ótimo

para a remoção do Al (III) com a R. opacus é em torno de 5. Nesta faixa podemos presumir

que o íon metálico estava adsorvido, contudo, o complexo formado possivelmente não era

estável, portanto deve ter ocorrido a dessorção do íon metálico, tornando a apresentar o

comportamento semelhante ao da curva da biomassa.

A curva da biomassa com Cd (II) adsorvido possui um comportamento bastante

semelhante com o da R. opacus, entretanto, a partir do pH 4 podemos observar um aumento

significativo do Potencial Zeta, seguido de uma tendência ao equilíbrio. Provavelmente, a

adsorção deve ter ocorrido a partir deste valor de pH, de tal forma que carregou

completamente a superfície da bactéria em torno do pH 6. Com a superfície completamente

carregada, a curva demonstra estabilidade.

Em ambas as curvas com íons adsorvidos o ponto isoelétrico encontrado foi nas

redondezas do pH 2,3.


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Medidas de Potencial Zeta da R. opacus com Co(II) e Cu(II) adsorvidos

Figura 19 - Curva do Potencial Zeta em função do pH para: R. opacus, R. opacus com Co adsorvido e R. opacus

com Cu adsorvido (Concentrações: biomassa 50ppm, íon metálico 10ppm e eletrólito indiferente KCl 10-3

)

Nas duas curvas dos íons metálicos adsorvidos, podemos notar um comportamento

bastante semelhante com o da biomassa R. opacus. Este fato indica que nas concentrações

utilizadas neste projeto, não ocorre adsorção dos íons metálicos Co (II) e Cu (II) pela

biomassa em questão.

Observa-se que para estas condições estabelecidas não foi encontrado o ponto

isoelétrico das medidas com Cobre adsorvido, enquanto que com Cobalto adsorvido o ponto

isoelétrico encontrado foi em torno do pH 2,3.

Medidas de Potencial Zeta da R. opacus com Cr(III) e Cr(VI) adsorvidos

Figura 20 - Curva do Potencial Zeta em função do pH para: R. opacus, R. opacus com CrIII adsorvido e R.

opacus com CrVI adsorvido


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(Concentrações: biomassa 50ppm, íon metálico 5ppm e eletrólito indiferente KCl 10-3

)

É observado que a curva da biomassa com Cr (VI) adsorvido possui um comportamento

bastante semelhante com o da R. opacus. Este fato indica que, nas concentrações usadas neste

projeto, não ocorre adsorção deste íon metálico. O ponto isoelétrico encontrado no

experimento foi nas redondezas do pH 3.

Podemos reparar que ocorreu uma ligeira alteração da medida do Potencial Zeta da

biomassa com o Cromo (III) adsorvido entre o pH 4 e 7,5 em relação a curva da biomassa

pura. Pode-se observar que o pH 6 encontrado pela Bueno (2007) como o pH ótimo para a

remoção do Cr (III) pela biomassa em questão, é compatível com estes resultados. Nesta faixa

podemos supor que foi formado um complexo. Provavelmente, o complexo formado não era

estável, portanto deve ter ocorrido a dessorção do íon metálico, tornando a apresentar o

comportamento semelhante ao da curva da R. opacus.

Medidas de Potencial Zeta da R. opacus com Fe(III) e Mg(II) adsorvidos

Figura 21 - Curva do Potencial Zeta em função do pH para: R. opacus, R. opacus com Fe adsorvido e R. opacus

com Mg adsorvido (Concentrações: biomassa 50ppm, íon metálico 10ppm e eletrólito indiferente KCl 10-3

)

Na curva da biomassa com Magnésio, a partir do pH 4, é notado um aumento bastante

significativo do Potencial Zeta, seguido de uma tendência ao equilíbrio. Possivelmente, a


completamente a superfície da bactéria aproximadamente no pH 5,5, o que torna a curva

estável. Observa-se que para estas condições de ensaios estabelecidas não foi encontrado o

ponto isoelétrico.

Com o Fe (III), a curva também apresenta um aumento bastante significativo do

Potencial Zeta a partir do pH 4, seguido de uma tendência ao equilíbrio. Provavelmente, a



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completamente a superfície da bactéria em torno do pH 5,5. Com a superfície completamente

carregada a curva demonstra estabilidade. Observa-se que para estas condições estabelecidas

o ponto isoelétrico encontrado foi em torno do pH 3,2.

Medidas de Potencial Zeta da R. opacus com Ni(II) e Zn(II) adsorvidos

Figura 22 - Curva do Potencial Zeta em função do pH para: R. opacus, R. opacus com Ni adsorvido e R. opacus

com Zn adsorvido (Concentrações: biomassa 50ppm, íon metálico 10ppm e eletrólito indiferente KCl 10-3

)

Nas duas curvas dos íons metálicos adsorvidos, podemos observar um comportamento

bastante semelhante com o da biomassa R. opacus. Este fato indica que nas condições

laboratoriais estabelecidas neste projeto, não ocorre a adsorção dos íons metálicos Ni e Zn

pela biomassa em questão. O ponto isoelétrico em ambas foi próximo ao pH 2,4.

Conclusões

Este estudo avaliou a capacidade do biossorvente Rhodococcus ruber e Rhodococcus

opacus para remoção de íons de Al(III), Cd(II), Co(II), Ni(II), Cu(II), Cr(III), Cr(VI), Fe(III),

Mg(II) e Zn(II) presentes em solução aquosa. Através dos resultados obtidos pode-se concluir

que:

Com o estudo eletrocinético realizado não foi encontrado o ponto isoelétrico da R.

ruber, apresentando medidas de Potencial Zeta completamente negativas na faixa de pH 2 a 8.

Entretanto, este estudo indicou que ponto isoelétrico do R. opacus encontra-se por volta do

pH 3,2, acima deste valor as cargas superficiais negativas aumentam com a elevação do pH da

solução, facilitando a interação com os cátions metálicos.

O estudo indicou que as adsorções mais significativas feitas pela R. ruber ocorrem com

o íon Fe (III), em toda a faixa de pH estudada, seguido do Al (III), na faixa de pH 3,5 e 5, Cr


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(III), entre o pH 4 e 6 e menos significativas com o íon Cr (VI) a partir do pH 6. Os íons Cd

(II), Co (II), Ni (II), Cu (II), Mg (II) e Zn (II) demonstraram pouca interação.

Para a biomassa R. opacus as interações mais significativas ocorreram com os íons

Mg(II) e Cd(II), ambos a partir do pH 4, e interação mediana com os íons Fe(III), a partir do

pH 4, Al(III), entre o pH 4 e 6, e o Cr (III), na faixa entre pH 4 e 7,5. Os íons Co (II), Cr (VI),

Ni (II), Cu (II) e Zn (II) interação pouco significativa.

A espectroscopia de Infravermelho confirmou a presença, em ambas as biomassas, de

grupos espectrais que são os possíveis sítios de adsorção dos íons estudados em solução.

Entretanto, era esperado uma menor interação da R. ruber com os íons metálicos em

comparação a R. opacus devido a menor presença dos grupos espectrais responsáveis pela

adsorção destes íons. Com os resultados das medidas do Potencial Zeta de ambas é possível

confirmar esse pensamento devido ao fato de que as melhores indicações de adsorção de

metais ocorreram com a biomassa microbiana R. opacus.

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