Determinação e avaliação do teor de ferro total em Eichhornia crassipes utilizando diferentes métodos de extração e digestão.

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1 Determinação e avaliação do teor de ferro total em Eichhornia crassipes utilizando diferentes métodos de extração e digestão. Antônio Alex de Lima Silva 1 ; Luiz Di Souza 2 ; Daniel Freitas Freire Martins Graduando em química UERN - 2- Professor Orientador UERN 1- Introdução 3- Professor Colaborador UFERSA Há algum tempo vem se tentando desenvolver métodos mais eficazes de despoluição de ambientes aquáticos. As macrófitas aquáticas, por necessitarem de altas concentrações de nutrientes para seu desenvolvimento, são estudadas para recuperação de rios e lagos poluídos, efluentes industriais, dentre outros. No entanto, a utilização destas plantas em ambientes com alto nível de eutrofização, pode trazer diversos prejuízos aos usos múltiplos de rios, lagos e represas, dificultando a navegação e a captação de água, prejudicando a geração de energia elétrica, comprometendo as atividades de lazer, bloqueando o fluxo de água em canais de irrigação e contribuindo para a diminuição de oxigênio dissolvido na água (Velini et al., 2005; Carvalho et al. 2005; Negrisoli et al., 2006; Henry-Silva et al., 2008). Os nutrientes presentes no tecido vegetal destas plantas podem ser determinados por diferentes métodos. As formas de extração desses nutrientes variam muito em função da praticidade, limpeza do método e variedade de nutrientes que podem ser determinados. Dois exemplos destas são a digestão seca, utilizando como solvente uma solução de HCl 1,0 mol.l -1 ou HNO 3 1,0 mol.l -1, e a extração com solução de HCl ou HNO 3 1,0 mol.l -1, que é um processo sem digestão. A digestão seca é uma das mais antigas técnicas utilizadas para análise de plantas. Nesta técnica a matéria orgânica do tecido vegetal é calcinada em uma mufla elétrica a uma temperatura que pode variar de 450 C a 550 C. O resultado deste processo é a obtenção de um resíduo inorgânico que posteriormente é dissolvido em uma solução de ácido diluído. Através deste método é possível determinar os seguintes analitos presentes na solução obtida: Al, B, Cd, Ca, Cr, Co, Fe, K, Cu, Mg, Mn, Mo, Na, P, Ni, Se, Zn, Pb, S e Si (EMBRAPA, 1999). As principais vantagens deste método estão na simplicidade de execução, praticidade, possibilidade de determinação de uma grande variedade de analitos e na não poluição do ambiente com vapores tóxicos. Já a principal desvantagem está no tempo necessário para concluir todo o processo, tendo em vista a necessidade de preparação dos cadinhos através do mesmo procedimento aplicado às amostras (EMBRAPA, 1999). Na extração com solução de HCl ou HNO 3 1,0 mol.l -1, os elementos químicos do tecido vegetal são solubilizados em uma solução de ácido diluído. Esta solução é capaz de extrair os elementos do tecido vegetal sem a oxidação da matéria orgânica. O método de extração com HCl ou HNO 3 1,0 mol.l -1 apresenta diversas vantagens como: não polui o ambiente do laboratório com gases e vapores tóxicos ou corrosivos; dispensa materiais e aparelhos específicos; é simples, rápido e adaptável em sistema em série; apresenta baixo custo, etc. No entanto, o mesmo apresenta como principal desvantagem, a extração parcial de alguns elementos como alumínio, ferro e enxofre (EMBRAPA, 1999). Sendo assim, o objetivo deste trabalho é fazer uma avaliação da digestão seca e extração com solução de ácido diluído, utilizando em ambas as técnicas soluções de HCl 1,0 mol.l -1 e HNO 3 1,0 mol.l -1 para análise do teor de ferro no tecido vegetal de macrófitas aquáticas da espécie Eichhornia crassipes, e verificar a viabilidade de utilização desta última em relação à digestão seca.

2 2- Metodologia Colheita das amostras: As macrófitas aquáticas da espécie Eichhornia crassipes foram colhidas em dois trechos do Rio Apodi/Mossoró que corta a cidade de Mossoró-RN (Ponto 1 canal de tricotomização, Ponto 2 Leito principal). Após a mesma, as amostras foram armazenadas em sacos plásticos com um pouco de água dos próprios locais e levadas ao laboratório de físico-química da UERN, onde foram separadas as folhas (limbo + pecíolo) das raízes, ambas lavadas com água da torneia e enxaguadas exaustivamente com água destilada. Vale destacar que para este trabalho foram utilizadas apenas as folhas das macrófitas. Desidratação das amostras: As folhas úmidas foram colocadas em sacos de papel e secas em estufa com circulação de ar forçado a 60 C até peso constante (aproximadamente 6 dias). Preparação das amostras: Depois de secas, as folhas foram trituradas em liquidificador com lâminas de aço inoxidável e armazenadas em frascos de plástico para posterior análise. Digestão seca: a) Transferiu-se, em triplicata, aproximadamente 0,5 g de amostra para cada cadinho de porcelana e colocou-se na mufla elétrica; b) Aumentou-se gradativamente a temperatura até 500 C, manteve-se por 3 horas e desligou-se; c) Após esfriar, adicionou-se 25 ml de solução de HCl 1,0 mol.l -1, filtrou-se e diluiu-se para 100 ml em balão volumétrico; d) Fez-se a análise do teor de ferro total utilizando um espectrômetro de absorção molecular no UV-Vis através do método da orto-fenantrolina. e) O mesmo procedimento foi repetido, porém, utilizando uma solução de HNO 3 1,0 mol.l -1 para dissolução da cinzas. Extração com solução de ácido diluído processo sem digestão: a) Transferiu-se, em triplicata, aproximadamente 0,5 g de amostra para tubo de polietileno e adicionou-se 25 ml de HCl 1,0 mol.l -1 ; b) Aqueceu-se por 15 minutos em banho-maria a 80 C, agitou-se por 15 minutos a 250 rpm, esfriou-se, filtrou-se e diluiu-se em balão volumétrico para 100 ml; c) Fez-se a análise do teor de ferro total utilizando um espectrômetro de absorção molecular no UV-Vis através do método da orto-fenantrolina. d) O mesmo procedimento foi repetido, porém, utilizando uma solução de HNO 3 1,0 mol.l -1 para solubilização do metal. Tratamento estatístico: Para este trabalho, realizou-se a análise de variância utilizando o delineamento inteiramente casualizado e o teste de Tukey em nível de 5% de probabilidade, através do programa ASSISTAT, versão 7.6 beta (20110). Este software foi utilizado com o objetivo de identificar as diferenças entre as médias obtidas com os diferentes métodos de extração e digestão. 3- Resultados e Discussão De acordo com os resultados obtidos e com o tratamento estatístico realizado (Tabela 1), tanto para o ponto 1 como para o ponto 2, é possível constatar que os métodos de digestão seca utilizando HCl ou HNO 3 1,0 mol.l -1 e extração com solução diluída de HCl ou HNO 3 1,0 mol.l -1 apresentaram valores que não diferem estatisticamente entre si ao nível de 5% de probabilidade. Esta informação é bastante importante quando se leva em consideração o procedimento analítico necessário para a obtenção dos digeridos ou extratos do tecido vegetal. Como citado anteriormente, o

3 método de extração com solução de ácido diluído apresenta diversas vantagens quando comparado com a digestão seca, principalmente, em virtude do baixo tempo necessário ao preparo das amostras. No entanto, de acordo com a literatura, este método não é indicado para a extração de alguns elementos como, por exemplo, o ferro. Fato este que não foi observado no presente trabalho. Observando-se a Figura 1, pode-se constatar que os valores obtidos para a concentração de ferro utilizando o método de extração tanto com HCl como com HNO 3 1,0 mol.l -1 são um pouco superiores aos obtidos pela digestão seca em ambos os pontos de colheita, o que torna o método de extração uma técnica viável para a solubilização de ferro do tecido vegetal da Eichhornia crassipes. Figura 1: Concentração de ferro total (mg/100g de matéria seca) nas folhas da Eichhornia crassipes utilizando diferentes métodos de extração e digestão do tecido vegetal. O único inconveniente encontrado em todo o processo é que as soluções obtidas no processo de extração apresentam uma coloração amarelada e acabam interferindo, caso o teor de ferro total seja determinado por espectroscopia de absorção molecular na região do visível. Para eliminar este efeito, torna-se necessária a diluição de todas as soluções, o que pode, em alguns casos, diminuir a precisão dos experimentos em virtude dos altos fatores de diluição adotados. Uma outra solução para este inconveniente seria a determinação do teor de ferro total por espectroscopia de absorção atômica (EAA) ou espectroscopia de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES). Testes estes que serão realizados posteriormente. Ultimamente, estudiosos vêm intensificando as pesquisas em busca de técnicas de análises mais limpas e que possibilitem uma maior agilidade em sua execução. Por este motivo é que métodos alternativos como o apresentado neste e em alguns outros trabalhos relacionados que se encontram na literatura devem ser explorados a fim de se identificar sua viabilidade como técnica padrão. Comportamentos semelhantes ao que foram encontrados neste trabalho também podem ser observados em alguns outros encontrados na literatura. Em trabalho realizado por OKA et al. (2007), os teores de potássio do tecido vegetal de alfafa foram extraídos por três diferentes métodos, a nitro-perclórica, água e solução de HCL 1,0 mol.l -1. Com os resultados obtidos, os autores puderam concluir que os métodos de extração com solução

4 de ácido diluído e eventualmente a água, podem ser utilizados em substituição a digestão nitro-perclórica, considerado um método padrão. BERNARDI et al. (2008) realizaram trabalho semelhante utilizando o tecido vegetal da alfafa e capim-tanzânia para extração de potássio pelas mesmas técnicas utilizadas no trabalho anterior. De acordo com os mesmos, os métodos de extração com solução de ácido diluído e, em alguns casos, a água, também podem ser utilizados em substituição a digestão nitro-perclórica. Tabela 1: Médias e desvios padrões dos teores de ferro total no tecido vegetal da Eichhornia crassipes. Métodos de digestão e Pontos de colheita extração Ponto 1 Ponto 2 Digestão seca (HCl) 9,7576 ± 0,5824 a 9,5699 ± 0,5885 a Digestão seca (HNO 3 ) 8,8337 ± 0,0562 a 7,5126 ± 0,3797 a Extração (HCl) 11,0469 ± 0,7439 a 10,1619 ± 1,4419 a Extração (HNO 3 ) 11,8291 ± 1,5138 a 9,4232 ± 0,5331 a As médias seguidas pelas mesmas letras minúsculas na coluna não diferem significativamente pelo Teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade. 4- Conclusões A partir dos resultados obtidos pôde-se concluir que os dois métodos de extração com soluções de HCl ou HNO 3 1,0 mol.l -1 são viáveis, pois apresentam valores de ferro total de mesma ordem de grandeza que a digestão seca em ambos os pontos, além de apresentar maior velocidade de execução e menor custo. 5- Referências Bibliográficas VELINI, E. D.; CORRÊA, M. R.; NEGRISOLI, E.; BRAVIN, L. F. N.; CAVENAGHI, A. L.; ROSSI, C. V. S.; SILVA, J. R. M. Estudo da decomposição de plantas aquáticas em função das quantidades depositadas, da umidade e do tipo de disposição no solo. Planta Daninha. v. 23, n. 2, p CARVALHO, F. T.; VELINI, E. D.; NEGRISOLI, E.; ROSSI, C. V. S. Eficácia do Carfentrazone-Ethyl no controle de plantas aquáticas latifoliadas em caixas d água. Planta Daninha. v. 32, n. 2, p NEGRISOLI, E.; CORRÊA, M. R.; VELINI, E. D.; BRAVIN, L. F.; MARCHI, S. R.; CAVENAGHI, A. L.; ROSSI, C. V. S. Estudo da degradação da biomassa de três espécies de plantas aquáticas no reservatório da UHE de Americana-SP. Planta Daninha. v. 24, n. 2, p HENRY-SILVA, G. G.; CAMARGO, A. F. M. Tratamento de efluentes da carcinicultura por macrófitas aquáticas flutuantes. Revista Brasileira de Zootecnia. v. 37, n. 2, p EMBRAPA Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes. Brasília: Embrapa Solos/Embrapa Informática Agropecuária/Embrapa Comunicação para Transferência de Tecnologia, 1999.

5 OKA, S. H.; DE SOUZA G. B.; RASSINI J. B.; BERNARDI A. C. C.; Extração de potássio em tecidos vegetais com água e soluções ácidas concentrada e diluída; In.: 30ª Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química; Sociedade Brasileira de Química. BERNARDI, A. C. C.; SOUZA, G. B.; OKA, S. H.; RASSINI, J. B. Equivalência de métodos na extração de potássio da parte aérea de alfafa e de capim-tanzânia com água ou com solução ácida concentrada ou diluída. São Carlos SP: Embrapa. Comunicado Técnico, 2008.