O Centro Universitário de Belo Horizonte

Biossorção de metais, óleos e corantes de ambientes aquáticos utilizando biomassa vegetal

Biosorption of metals, oils and dyes from water using plant biomass

Silva, Bruna Tolentino, Marinho, Débora Baeça Rezende, Almeida, Gil Dutra, Sena, Raphaela Nayara, Verona, Vanessa Marques, Pereira, Yara Sena

Curso de Engenharia Química -DCET- Centro Universitário de Belo Horizonte

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Resumo - Esse trabalho tem como objetivo apresentar uma revisão de estudo sobre os resíduos industriais e biossorção de plantas aquáticas. Apresentou-se uma análise dos principais aspectos sobre o uso de plantas aquáticas e sua capacidade de adsorção e absorção de metais pesados, óleos e corantes. Aspectos químicos responsáveis pela biossorção foram trabalhados, ressaltando-se as interações hidrofóbicas. A vantagem do uso de biossorventes está ligada ao custo/beneficio, por serem de fácil captura e apresentarem alta velocidade de reprodução. O uso da biomassa vegetal realizou a tarefa de despoluir, mesmo que parcialmente, os efluentes, de maneira econômica e sustentável. O engenheiro químico pode atuar diretamente no melhoramento dessa biomassa e então trazer benefícios tanto para a indústria quanto para o meio ambiente.

Palavras-chave – biossorção, plantas aquáticas, resíduos industriais, biomassa, hidrofobicidade.

I INTRODUÇÃO

Ambientes aquáticos vêm sendo contaminados pelo processo de industrialização de algumas empresas. Essa contaminação se dá por meio da liberação de metais pesados, óleos e corantes resultantes das atividades industriais. Essa é uma das áreas de atuação do engenheiro químico, reciclar e tratar de resíduos industriais, desenvolvendo assim métodos de prevenção ambiental.

A precipitação química, oxidação/redução, filtração, processos eletroquímicos e outros métodos são os mais utilizados para a despoluição de efluentes contaminados pelas indústrias, mas o custo desses métodos é mais oneroso o gasto de energia mais elevado e a reprodutibilidade mais baixa (BARROS et al., 2006). Por isso experimentos com plantas aquáticas foram feitos, e os resultados mostram que elas têm uma eficiente capacidade de absorver e adsorver esses poluentes, revelando um projeto mais barato e que têm grande importância ambiental. Tais plantas podem ser tratadas e reutilizadas em processo de biossorção apresentando uma saída sustentável. O Engenheiro químico tem a importante função de ajudar as indústrias a elaborar tais métodos viáveis, tanto para essas quanto para o meio ambiente.

Comparações entre os mecanismos de descontaminação com plantas aquáticas serão estudadas. O objetivo geral é realizar revisão de estudo sobre os resíduos industriais e biossorção de plantas aquáticas.

II POTENCIAL FÍSICO-QUÍMICO DE BIOSSORÇÃO DAS ALGAS

A sorção consiste em moléculas de soluto se fixarem em sítios vagos da superfície do substrato, sendo atraídas por forças físicas ou ligações químicas (SAWYER et al., 1994). A composição da parede celular das plantas interfere diretamente na capacidade de absorção e adsorção de resíduos industriais. Os componentes das plantas responsáveis pela captação de poluentes são as espécies químicas amina, carboxila, hidroxila, fosfato, sulfato e outros que se ligam a íons metálicos. Tais grupos químicos compõem as proteínas, ácidos nucléicos e polissacarídeos (TSEZOS, 1996). A adsorção física possui como mecanismo pequenas forças intermoleculares (dipolo-dipolo, dispersão) que mostram que a molécula do adsorvido não está imóvel na superfície do adsorvente e, portanto possui mobilidade, podendo ser reversível este processo (ATKINS, 1999). A adsorção química faz referência a ligações químicas entre o material sorvido e o biossorvente (SAWYER ET al., 1994). Cada espécie de planta aquática possui uma específica capacidade de adsorver e/ou absorver diferentes poluentes. Alguns desses dados podem ser encontrados na Tabela 1.

Tabela 1

MASSA DE POLUENTE SORVIDO POR UNIDADE DE MASSA DE SALVINIA SP.

Biossolvente - Poluente	Sorção (mg/g)
Salvinia sp - níquel (II) Salvinia sp – zinco (II) Salvinia sp – cobre (II) Salvinia sp – petróleo Salvinia sp – verde- brilhante (corante) Salvinia sp – Rodamina β Salvinia sp – cristal-violeta	14,4 18,1 19,7 14,5 ≈ 50 133 120

Fonte: RUBIO et al, 2004

O Brasil possui uma grande diversidade de plantas aquáticas sendo algumas das mais comuns: Eichornia crassipes (aguapé, líriod’água, jacinto-d’água, baronesa ou rainha-dos-lagos), Pistia stratiotes (alface-d’água) e outras dos gêneros Salvinia (samambaia-aquática, marrequinha, erva-de-sapo e murerê) e Potamogeton (potamogeton). Essas plantas possuem o potencial de captação de poluentes tão eficientes quanto os métodos tradicionais.

III RESÍDUOS INDUSTRIAIS

O aumento da industrialização teve como conseqüência a liberação em maior quantidade de resíduos industriais no meio ambiente. Esses poluentes alteram prejudicialmente ambientes aquáticos e dependentes, sobretudo os mais próximos das indústrias.

Órgãos ambientais cobram métodos para reduzir a concentração de tais poluentes, como: metais pesados, óleos, corantes e radionuclídeos, visando à legislação ambiental. Entra então o papel da engenharia, buscando métodos eficientes e econômicos para remover tais contaminantes (RUBIO et al., 2004).

IV TRATAMENTOS DE ÁGUA

Métodos convencionais de tratamento de água revelam um custo de produção e manutenção mais elevado do que o uso de plantas. Sistemas convencionais utilizam elevada quantidade de energia e alto custo de manutenção ao passo que plantas aquáticas podem ser coletadas facilmente, principalmente as arribadas, além de possuírem rápida proliferação. Cada poluente é absorvido ou adsorvido de forma especifica, considerando pH, a concentração da espécie, o tempo de contato, a capacidade adsorvente e outros que influenciam diretamente no processo. Propriedades físicas e bioquímicas também devem ser consideradas (RUBIO et al., 2004).