USO DAS FIBRAS DE COCO NA BIOSSORÇÃO DE CHUMBO EM ÁGUAS

RESIDUÁRIAS INDUSTRIAIS

Introdução

Os resíduos sólidos gerados pelas atividades do homem causam grande impacto

ambiental e incomodo a sociedade em geral, devido aos vários prejuízos que podem

trazer. Esses resíduos geralmente são contaminados por metais que causam grave

intoxicação e podem até levar ao óbito. Entre esses metais destaca-se o chumbo, que

está presente nos efluentes, apesar de que “no Brasil, o Conselho Nacional do Meio

Ambiente estabelece para o chumbo concentrações máximas de 0.01 mg.L-1 em

efluentes de qualquer fonte poluidora”(MONTEIRO; BONIOLO; YAMAURA; 2009;

p.3)”. porem mesmo tendo concentrações pequenas com o tempo ele se acumula e traz

os ricos que qualquer metal pode trazer.

O chumbo é muito utilizado em baterias, por isso fazer a sua reciclagem é de suma

importacia, porque se descartada em aterros sanitários ela pode vir a contaminar o solo,

lençóis freáticos, rios e até as pessoas que estão presente no ambiente. A reciclagem da

bateria é tão grande que em alguns países chega a alcançar o índice de 100%

(MONTEIRO; BONIOLO; YAMAURA; 2009; p.3).

Não existem reservas desse metal em território nacional, por isso o Brasil importa o

chumbo refinado, o que tem um custo elevado, uma nova maneira de “adquirir” esse

metal pode vir através do processo de biossorção, que “é o processo de adsorção que se

refere à ligação passiva de íons metálicos por biomassa viva ou morta” (MONTEIRO;

BONIOLO; YAMAURA; 2009; p.4), esse processo é capaz de recuperar o material que

contamina o efluente, podendo ele ser utilizado novamente, o que se torna um grande

beneficio pois ele é um processo mais barato que o convencional para obtenção do

chumbo.

Entre as diversas matérias que podem ser classificadas como biossorventes, a casca de

coco verde é uma alternativa, pois o Brasil é um país que produz uma grande quantidade

de coco verde, em 2004 foi produzida uma quantidade de 1,9 bilhões de coco verde

ocupando o quarto lugar nos países produtores da fruta. Sua comercialização vem

aumentando muito tanto que o consumo de água de coco representa 1,4% do consumo

de bebidas no país (MONTEIRO; BONIOLO; YAMAURA; 2009), o que segundo

Monteiro; Boniolo; Yamaura (2009 apud PINO; 2005; p.4) “Este fato traz um sério

problema ambiental, pois cerca de 80 a 85% do peso bruto do coco verde representa

lixo”.

Esse rejeito é utilizado pra fabricação de artesanato, mas o consumo é pequeno, então a

maior parte vai para aterros sanitários causando um grande impacto, pois o volume é

muito grande e Monteiro; Boniolo; Yamaura (2009, p.5) afirmam que “este resíduo é

um material de difícil decomposição, levando mais de oito anos para sua completa

biodegradação”.

Para Monteiro; Boniolo; Yamaura (2009, p.5),

As indústrias para sua própria sobrevivência, têm procurado soluções

as mais diversas para seus problemas específicos. Portanto, a

utilização da casca do coco verde processada, além da importância

econômica e social, é importante sob o ponto de vista ambiental.

Objetivos

Avaliar a eficiência da casca de coco verde como biossorvente no processo de adsorção

de íons chumbo de efluentes, pois os processos de remoção de metais de efluentes

muitas vezes não são muito aplicáveis.

Para Pino; Torem (2011, p.58) No caso dos efluentes líquidos, os tratamentos convencionais

utilizados na remoção de metais pesados são a precipitação, a

coagulação, a redução, a troca iônica e a adsorção. No entanto, a

aplicação de tais processos é, em alguns casos, inadequada devido a

aspectos técnicos e econômicos. Alem disso o estudo é a fim de agregar valor econômico a esse rejeito e encontrar uma

aplicação que diminua os impactos de que ele causa ao ser descartado em aterros

sanitários.

Metodologia

Para produzir o material que seria utilizado como biossorvente bateu-se no

liquidificador o mesocarpo do coco verde com um pouco de água, em seguida lavou as

fibras três vezes com água e esperou que secasse em temperatura ambiente, em seguida

passou-as por um triturador e peneirou para que se obtivesse o pó da palha da coco

verde de 80 mesh.

Segundo Monteiro; Boniolo; Yamaura (2009, p.5),

As fibras de coco foram caracterizadas com relação à morfologia e à

estrutura química por espectroscopia na região de infravermelho e

microscopia eletrônica de varredura acoplada ao EDS (Energy

Dispersive System), respectivamente.

Para avaliar a capacidade de biossorção do material foi preparado em uma alíquota uma

solução nítrica de chumbo (com íons Pb2+) onde foi adicionado 0,050g de palha de

coco em frascos de 10 mL, que foram agitados, centrifugados e a solução final foi

separada por filtração, através do processo de espectroscopia atômica determinou a

quantidade de íons Pb2+ nas soluções finais e iniciais, o que possibilitou determinar a

quantidade de íons absorvida pela palha de coco (MONTEIRO; BONIOLO;

YAMAURA, 2009).

Algumas variáveis foram estudadas para uma melhor analise do experimento como a

influencia do pH, variação da dose e tempo de equilíbrio, através disso o potencial de

adsorção da palha de coco foi avaliado pela porcentagem de remoção de íons Pb2+.

Para Pino; Torem (2011, p.59),

Dados da literatura mostram que o pH é uma das variáveis mais

importantes no processo de remoção de metais pesados por biomassa,

visto que a especiação do metal na solução é dependente do pH, e a

carga dos sítios ativos na superfície pode mudar dependendo deste

valor.

Os modelos de isotermas que segundo Monteiro; Boniolo; Yamaura (2009, p.5),

“relacionam diretamente a concentração de adsorvato na fase liquida e quantidade

adsorvida, no equilíbrio, e descrevem teoricamente a homogeneidade ou a

heterogeneidade da superfície do absorvente.” também foram estudados juntamente com

a energia livre de Gibbs(∆G) que segundoMonteiro; Boniolo; Yamaura (2009, p.8) “é a

quantidade de energia capaz de realizar trabalho durante um reação a temperatura e

pressão constantes”.

A variação da energia livre Gibbs é importante no estudo de adsorção, pois através dela

podemos verificar se um a reação é espontânea ou não e também indicam se a adsorção

é de natureza química ou física.

Resultados e discussões

O coco verde como material absorvente tem grande potencial, por ser constituído

matéria orgânica principalmente por ligina e celulose, o espectro realizado na fibra do

coco mostra que bandas de absorção que correspondem ao grupo hidroxil (OH) presente

tanto na água como na estrutura química das fibras de coco, correspondem também ao

grupo dos alcanos (CH) e ao grupo dos alcoóis (OH) (MONTEIRO; BONIOLO;

YAMAURA, 2009).

O coco é uma matéria orgânica constituída principalmente por Carbono. Hidrogênio e

Oxigênio , mas também há Alumínio e Cloro em sua composição , ele é um material

fibroso q facilita a adsorção de Chumbo e como todo material biossorvente ele não

apresenta condutividade elétrica.

Durante todo o processo manteve-se a mesma concentração das soluções, porem variou-

se o pH, onde foi observado que com o aumento do pH a adsorção era favorecida.

Segundo Monteiro; Boniolo; Yamaura (2009, p.10)

Esse comportamento sugere a adsorção dos íons Pb2+ pelos grupos

hidroxila (-OH) e carbonila (C=O) presentes na estrutura química da

palha de coco. Em meio ácido, de pH baixo, os íons H+ competem

com os íons Pb2+ pelos grupos hidroxila e carbonila, de forma que a

adsorção é menor. Quanto maior o valor de pH menor a quantidade de

íon H+ na solução portanto menor competição com os íons Pb2+ pelo

OH e C=O aumentando a adsorção dos mesmos.

Foi observado também que quanto maior a dose de palha de coco maior a adsorção de

Pb, assim fixou-se um valor de 0,050g de palha de coco em 0,03L de solução,o que é

um valor significativo representando 90% de aproveitamento para uma solução de pH

igual a 5, o tempo para conseguir atingir o equilíbrio é a partir de 40 minutos, onde a

porcentagem de remoção torna-se constante esse estudo de tempo mostra que a cinética

de adsorção de é rápida.

As analises do modelo de isotermas de adsorção mostrou que o modelo de Langmuir

ajustou-se melhor ao processo de adsorção estudado.

Isso indica que há formação de uma monocamada de íons de

Pb2+ sobre a superfície sólida do biossorvente quando todos os

sítios são ocupados e que a energia de adsorção é igual em todos

os sítios. A capacidade máxima de adsorção foi de 10 mg de

chumbo por grama de palha de coco.( MONTEIRO; BONIOLO;

YAMAURA, 2009, p.12)

Efetuando o calculo do índice de energia livre Gibbs verificou-se que o processo é

espontâneo a temperatura de 25º C ± 3ºC.

Conclusão

Através dos estudos realizados pode-se concluir que a casca de coco verde pode ser

usada com material biossorvente, em pH maiores que 5 ela apresentou uma eficiência de

95% na adsorção de chumbo, tal adsorção demonstro ser realizada através dos sítios

ativos dos grupos de carbonila e hidroxila, a energia livre de Gibbs mostra que o

processo ocorre espontaneamente, a dose de chumbo adsorvida aumenta com o aumento

da dose, segundo o modelo de isoterma de Langmuir, que é o que mehor se relacionou

com o processo a capacidade de adsorção de Pb2+ é de 10 mg por grama de palha de

coco.

Isso demonstra que a casca de coco verde pode ser utilizada como biossorvente, pois

alem dos resultados comprovados pelo estudo ela é um rejeito que seria descartado sem

nenhuma aplicação e em grandes quantidades.

Referência:

PINO, Gabriela Huamán; TOREM, Mauricio Leonardo. Aspectos fundamentais da

biossorção de metais não ferrosos- estudo de caso.Rio de Janeiro,2011. Disponível em:<

http://www.abmbrasil.com.br/materias/download/1726375.pdf>. Acesso em 05 ago.

2011.

SOUZA, Francisco W, ET AL.... Uso da casca de coco verde como adsorbente na

remoção de metais tóxicos. Química nova, Fortaleza, v. 30, n, 5, p.1153-1157, 2007.

Disponível em: <http://www.scielo.br/pdf/qn/v30n5/a19v30n5.pdf>. Acesso em: 08

ago. 2011.

MONTEIRO, Raquel Almeida; BONIOLO, Milena Rodrigues; YAMAURA, Mitiko.

Uso das fibras de coco na biossorção de chumbo em águas residuárias industriais. São

Paulo, 2011. Disponível em:

<http://pintassilgo2.ipen.br/biblioteca/2009/eventos/14597.pdf>. Acesso em: 10 ago.

2011.