Remoção de ferro e manganês em água com CFN. Limoeiro do Norte Bolsista da FUNCAP

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1 1 Remoção de ferro e manganês em água com CFN Jéssica Roberta Pereira Martins 1 ; Renata Chastinet Braga 2 ;Hosineide de Oliveira Rolim 2 ; Maria Juciene Lima Chaves³ 1 Graduanda do curso de Tecnologia em Saneamento Ambiental IFCE campus Limoeiro do Norte Bolsista da FUNCAP jessica.r16-0@gmail.com 2 Professora Doutora IFCE campus Limoeiro Norte rchastinet@ifce.edu.br 2 Professora Doutoranda IFCE campus Limoeiro do Norte hosineide@ifce.edu.br 3 Especialista em Gestão Hidrica. jucienelima.juju@gmail.com Resumo: Os lançamentos de efluentes industriais tais como os gerados em indústrias extrativistas de metais, indústrias de tintas e pigmentos, especialmente, as galvanoplastias acarretando danos irreversíveis à saúde humana, aos ecossistemas, principalmente aos aquáticos e prejuízos econômicos, no caso de tratamento de remoção para abastecimento de água. A técnica específica para a remoção destes compostos são realizados com carvão ativado, aeração, entre outros, que se apresentam como uma tecnologia de alto custo. Constantemente a procura de técnicas eficientes de baixo custo está sendo muito desenvolvidas. Um dos metais que mais se busca remover é o Fe 2+. O presente trabalho tem por objetivo remover de forma sustentável e de baixo custo, íons de Fe 2+ e íons Mn +2, utilizando a cinza da folha de Nim (CFN). Foram feitos testes de adsorção avaliando a influência da temperatura, ph e agitação. Foi verificada uma eficiência de % na adsorção nos testes padrões. A adsorção não foi influenciada pela agitação e variação do ph inicial. Com variação de temperatura houve uma diminuição da adsorção com a diminuição da temperatura. Nos testes realizados, o material apresentou-se muito eficiente com excelente potencial de utilização. Palavras chave: CFN (cinza da folha de nim), metais tóxicos, adsorção. 1. Introdução Os efluentes industriais como de formulação de compostos orgânicos e de elementos e compostos inorgânicos, industriais de couros, peles e produtos similares entre outros, quando lançados inadequadamente nos corpos hídricos, ou por meio da

2 2 lixiviação das jazidas por meio das águas subterrâneas, contribuem efetivamente para poluição dos ecossistemas aquática. De acordo com a legislação os padrões de concentração de metais considerados tóxicos para classificação de águas naturais bem como para o lançamento de efluentes são estabelecidos pela legislação ambiental vigente no país de acordo com o Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) em sua Resolução n. 357 (BRASIL, 05) e em sua resolução n. 397 (BRASIL, 08). O Ministério da Saúde (MS), por sua vez, na Portaria n de 11, também estabelece valores máximos permitidos de metais para água de consumo humano e seu padrão de potabilidade. Metais tóxicos em excesso podem causar muitas doenças e sérios problemas fisiológicos, já que é acumulativa no corpo humano, intoxicação por metais tóxicos provoca um conjunto especifico de sintomas e um quadro clínico próprio, desde a formação de complexos com os grupos funcionais das enzimas ou bioacumulação, combinando-se com as membranas celulares. O contato com a pele pode causar dermatite alérgica e, mais raramente, provocar ulcerações na pele formando cicatrizes, perfurações do septo nasal, câncer, distúrbios afetivos, irritação neuromuscular, cefaléia, náuseas e desmaios. Há também suspeitas de que possam afetar o sistema imunológico de seres humanos (JIMENEZ et al, 04). O ferro e o manganês encontram-se frequentemente associados, eles são dissolvidos pela água subterrânea que tem um alto conteúdo de CO 2 e um baixo ph. Os limite legais para ferro é no máximo 0,3mg/L e 0,05mg/L de manganês, em concentração elevada contribuem para a dureza da água, causando manchas em roupas e em objeto de porcelana além de causar um saber adstringente na água ( RICHERTER 09). Sempre que o ferro se encontra na água em concentração superior a 0,3mg/L, ou quando o ferro e o manganês, conjuntamente, sumam mais que 0,3mg/L, apresentam-se os seguintes transtornos aos usuários da água: manchas na louça sanitária; gosto metálico adstringente (quando a concentração é superior a 0,5mg/L); perturbações em processos industriais (lavanderias, curtumes, fábricas de bebida e de papel) entre outros (BARROS, 01). A CFN, cinza da folha de nim (Azadirachta indica A. Juss.) uma árvore originária da índia que adapta-se bem em climas secos e quentes possui propriedades inseticidas é o aspecto de sua folhagem, o nim é amplamente empregado na arborização

3 3 de cidades. A árvore pode resistir a muitas adversidades ambientais incluindo estiagem, solo infértil, pedregoso, raso ou ácido (HOWATT, 1994). Diante disso, este trabalho teve por objetivo estudar a eficiência do uso da CFN como adsorvente de manganês e ferro em amostras sintéticas, sendo avaliado estudo de agitação, estudo da temperatura inicial, efeito da concentração inicial e do tempo de contato e influência do ph inicial (ph o ). Mediante os resultados obtidos testou-se também a eficiência do material em testes paralelos ao carvão mineral em pó. 2. Material e métodos Obtenção das cinzas Inicialmente as folhas frescas foram lavadas agitando-as por alguns segundos em água destilada, em seguida foram colocadas para secar à sombra, estando as folhas secas em estado quebradiço, estas foram processadas no micro moinho para se obter o pó da folha cinco gramas desse material foram colocados em cápsulas de porcelana, a mesma fora posta no forno mufla sofrendo alteração de temperatura até atingir 0 C passando assim três horas na dita temperatura, mediante a obtenção do material desejado iniciou-se os ensaios de adsorção. Estudo de agitação Para a verificação a influência da agitação no processo de remoção, utilizou-se 0,5g do material adsorvente e 50mL das soluções sintéticas, na concentração de 50mg/L. As misturas foram deixadas em repouso e outras submetidas à agitação em mesa agitadora orbital, à velocidade de 150rpm por diferentes intervalos de tempo (1, 2, 3 e 24h). As alíquotas coletadas foram determinadas por Espectrofotômetro de Absorção Atômica(EAA). Estudo da temperatura inicial Avaliando a temperatura inicial no processo de adsorção, colocou-se ml das soluções, em uma chapa aquecedora modificando suas temperaturas (25, e ºC) tendo as condições satisfeitas colou-se 0,2g do adsorvente na solução de 50 mg/l. As amostras coletadas foram determinadas por EAA.

4 4 Influência do ph inicial (ph o ) O efeito do ph o no processo de adsorção foi avaliado em sistemas contendo ml de solução com concentração 50 mg/l dos metais em estudo e 0,2 g de CFN. O ph foi ajustado para valores de 3; 5; 7; 9 e 11 pela adição de soluções 0,1 mol/l de NaOH ou HCl. Os sistemas foram mantidos sob agitação orbital por 30 min a 150 rpm, onde ao final desse processo a primeira alíquota foi coletada, tendo feito o sistema foram mantidos em repouso e após diferentes tempos de contato ( 1, 2 e 24 h). As alíquotas coletadas foram determinadas por EAA. 3.Resultados e discussão Estudo de agitação Estudou-se a influência da agitação na remoção do íon metálico, avaliou-se tempos de contato da solução de Fe 2+ e Mn 2+. Os resultados apresentados no gráfico 1 e 2, mostram que a eficiência de % aparte da primeira hora de contato, onde permanece em equilíbrio não apresentando dessorção nos intervalos de tempo observado. Com agitação Sem agitação Retenção (%) Tempo de contato (h) Gráfico 1: Estudo de agitação Fe 2+ 50mg/l

5 5 Com agitação Sem agitação Retenção (%) Tempo de contato (h) Gráfico 2: Estudo de agitação Mn 2+ 50mg/l Estudo da temperatura inicial Os resultados abaixo (gráfico 3), expressa os resultados da CFN em contato com solução sintética de Ferro (Fe 2+ ). Sabe-se que a temperatura modifica o ph do meio, como prescrito no gráfico o adsorvente estudado adsorveu em % a da amostra de 50mg/L da solução de Fe 2+, sendo uma adsorção estável sem liberação de íons metálicos. Como pode ser observado, mesmo em um tempo de contato pequeno de trinta minutos, a eficiência do material é a mesma de um tempo superior como pode ser visto abaixo. Retenção (%) T25 T T Tempo de Retenção (h) Gráfico 3: Estudo de temperatura Fe 2+ 50mg/l

6 6 Os ensaios de temperatura realizados em paralelo com ao teste de ferro, o manganês mostro uma variação de remoção efetiva ao passar o tempo, todavia a variação de temperatura influência na remoção do adsorbato (Gráfico 4). Na temperatura de ºC e ºC tem a mesma remoção, porém em uma temperatura de 25ºC no intervalo de 2h a sua remoção é 25% o que diferencia das outras temperaturas testada com uma eficiência de %, as três temperaturas mostram resultado iguais na última hora de contato. O resultado encontrado na temperatura de 25 C ou seja na temperatura ambiente, o valor encontrado foi mais baixo que o esperado, possivelmente devido a falta de homogeneização entre o adsorvente e o adsorbato o teste será repetido com agitação para que se possa comprova essa hipótese. Retenção (%) T25 T T Tempo de Retenção (h) Gráfico 4: Estudo de temperatura Mn 2+ 50mg/l Influência do ph inicial (ph o ) Os resultados do gráfico 3 mostram que com o aumento do ph o de 3 para 11 o processo de adsorção não sofre alteração algumas chegando a valores de % de retenção. Em valores de ph o superiores a 5 nas amostra em branco observou-se que houve diminuição na concentração do soluto. Os metais em estudo apresentam o mesmo resultado (Gráfico 5 e 6 ) quanto a remoção e o tempo de contato.

7 7 % de Retenção ph5 ph7 ph9 ph Tempo de Contato Gráfico 5: Estudo de ph Fe 2+ 50mg/l % de Retenção ph5 ph7 ph9 ph Tempo de Contato Gráfico 6: Estudo de ph Mn 2+ 50mg/l 4. CONCLUSÃO A CFN apresentou capacidade máxima de adsorção bastante elevada, mostrando que possui grande afinidade pelos metais testados, nos parâmetros físicoquímico estudados a cima tendo um percentual de % em todos, e uma adsorção

8 8 igual ao carvão mineral em pó. Pode-se então concluir que a CFN, pode-se ser utilizado como adsorvente de íons metálicos em água, em estado de temperatura e ph variados. REFERÊNCIAS BARROS, A. R. B.;Remoção de íons metálicos em água ultilizando diversos adsorventes. Florianopolis, Universidade Federal de Santa Catarina, p (dissertação de mestrado). BRASIL. CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. Resolução n 357. BRASIL. CONSELHO NACIONAL DO MEIO AMBIENTE. Resolução n 397. HOWATT, K. Azadirachta indica: one tree s arsenal against pests. Department of bioagricultural sciences and pest management, Colorado State University, 1994 Disponívelem:< howatt.html>. Acesso em:21 jun.06 JIMENEZ R. S. DAL BOSCO S.M.,. CARVALHO W. A; Remoção de metais pesados de efluentes aquosos pela zeólita natural escolecita Influência da temperatura e do ph na adsorção em sistemas monoelementares, Quim. Nova, Vol. 27, 04. RICHTER. CARLOS A., Àgua métodos e tecnologias de tratamento, 09. p