O uso dos metais - cinética quimica

INTRODUÇÃO O uso de metais tem afetado seriamente o meio ambiente desde a Revolução Industrial. Hoje, duzentos e cinquenta anos mais tarde, na Idade de Remoção do Metal, estamos todos muitos conscientes dos riscos inerentes à disseminação descontrolada de metais pesados no ambiente. Os metais que são preucupantes são aqueles que, por sua presença ou sua acumulação, podem ter um efeito tóxico ou inibitório sobre os seres vivos. Se descarregados diretamente no sistema de esgotos, podem prejudicar seriamente o funciomento dos esgotos, bem como fazer com que a lama biologica inadequada para aplicação agricola. A poluição por cadmio e chumbo foi reconhecida como um risco potencial para o ar, solo e água. O contato com niveis excessivos destes metais no trabalho e casa infligem custos e efeitos adversos para a saude, bem como o desenvolvimento intelectual prejudicado de muitos milhoes de crianças e adultos. De acordo com Tackett(1987), verificou-se que o chumbo é extremamente tóxico para os seres humanos quando presente em grande quantidade. Adultos ingerem entre 0,3 a 0,6 mg de chumbo em sua dieta e aproximadamente 10% é retido no corpo. O chumbo prejudica o figado, os rins e o sistema reprodutor, funções cerebrais e processos celulares básicos( US EPA, 1984). Efeitos adversos para a saúde por causa de cadmio tambem estão bem documentados e relacionado como causa de insuficiência pulmonar, cancer, disturbios renais, lesões ósseas e hipertensão em humanos(Lee e White, 2007). As principais fontes contribuintes para poluição por chumbo incluem o uso de gasolina com chumbo, fundição de chumbo, mineração de chumbo e queima de carvão, uso de tintas à base de chumbo e tubos contendo chumbo no sistema de abastecimento de água, além da fabricação de esmaltes cerâmicos, baterias e cosméticos. O cádmio é liberado para o meio ambiente atraves de fluxos de resíduos de fundição, fabricação de pigmentos, plásticos e baterias, e dos processos de galvanoplastia, mineração e refino (Forster et al., 1997). Cd(II) e Pb(II) estão incluidos no grupo prioritário dos metais para remoção e/ recuperação, como referido por Volesky (2001), de acordo com a associação de risco ambiental e esgotamentode reservas. Métodos tradicionais (precipitação química, coagulação, complexação) de remoção de íons metálicos de efluentes aquosos são insuficientes para reduzir as concentrações até os limites aceitos pelas agências reguladoras nacionais e internacionais.

 Além disso, métodos como troca de íons, adsorção por carvão ativado e remoção eletrolítica são proibitivamente caros. O alto capital e custos de regeneração envolvidos no uso de carvão ativado e resinas trocadoras de íons resultara em um aumento na pesquisa de adsorventes de baixo custo (Singh et al., 1993). A utilização

de microrganismos como bactérias,.fungos e algas no tratamento de efluentes cotendo ions metalicos tóxicos é uma tecnica atrativa, mas ainda nao é adequada para aplicações de larga escala( Yetis et al., 2000). Varios adsorventes de baixo custo foram investigados para remoção de Cd, Pb e outros metais de soluções aquosas: bentonita ( Naseem e Tahir, 2001), perlita expandida (Torab-Mostaedi et al., 2010), lama (Salim, 1986), solo de cinzas vulcânicas ( Cajuste et al., 1996), casca de pinheiro (Al-Asheh et al., 1998), resíduo de cinzas de borracha de pneus (Mousavi et al., 2010), macrófitas de água doce (Schneider and Rubio, 1999), bactéria (Yilmaz et al., 2010), musgo aquático (Al-Asheh et al., 1998; Martins e Boaventura, 2002), musgo de turfa (McKay e Porter, 1997), lodo de alumínio (Chu, 1999), cascas de soja , algodão, palha de arroz e bagaço de cana-de-açúcar (Marshall e Champagne, 1995), casca de arroz (Vieira et al., 2012; Senthil Kumar et al., 2010), caroço de azeitonas (Calero et al., 2010), carvão ativado a partir de resíduos lignocelulósicos (Giraldo e Moreno Piraján 2008; Attia et al., 2010). A literatura mostra uma extensiva de lista de biomassa utilizada na biossorção de metais; a novidade deste trabalho é exatamente o uso de um musgo aquático, um material menos estudado. Informações sobre capacidade de saturação do musgo para uma variedade de ions metalicos baseado no estudo de equilibrio é escassa (Martins e Boaventura, 2002) e somente alguns estudos cinéticos tem sido apresentados para fornecer parâmetros cinéticos (Martins e Boaventura 2001; Martins e Boaventura, 2002). Como afirmado por Shaw (1990), os briófitos são bem conhecidos por exibirem tanto a sensibilidade como a tolerância para uma vasta gama de metais pesados. As respostas tóxicas podem ser devidas à absorção direta de contaminantes pelo corpo todo da planta. Não há barreira à absorção incotrolada de metais, como apresentado pela endoderme para o metais absorvidos pela raiz de plantas vasculares. Por outro lado, os briófitos tambem nao tem cutícula, o que aumenta o acesso direto de metais solúveis ao citoplasma em tecidos fotosintéticos. A combinação destes fatores, e o fato de estarem disponíveis na maiorio dos rios do norte de Portugal, torna nos musgos aquáticos um potencial biossorvente para remoção de metais pesados de águas poluídas. Este trabalho visa testa o musgo aquático Fontinalis antipyretica, abundante em rios não poluídos do norte de Portual, para o tratamento de águas residuais simuladas contendo cádmio e chumbo, contribuindo para um melhor conhecimento dos processos de biossorção. Cinco modelos cinéticos foram ajustados para os dados experimentais e comparados. Os parâmetros que influenciam a adsorção, como tempo de contato, pH da solução e concentração inicial de ions metalicos foram previamente estudas. MODELOS CINÉTICOS DE BIOSSORÇÃO A captação de metal pela biossorção foi modelada por um variedade de modelos cinéticos de adsorção. Os quatro modelos cinéticos utilizdos neste trabalho baseiamse nos modelos de equações de velocidade de Lagergren (Lagergren e Sven, 1898), Elovich (Low, 1960) Ho e McKay (Ho e Mckay, 2000) e Ritchie (Ritchie, 1997). Estes modelos foram ajustados aos dados experimentais por um programa de regressão não-linear, Software Fig.P para Windows da Biosoft, baseado no método de Levenberg-Marquardt.