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Avaliação de um novo agente ligante preparado a partir da borra do café para a técnica DGT: especiação de Pb e Zn

Lauren N. M. Yabuki (PG)1,3*, Milena R. Boniolo (PG)3, Amauri A. Menegário (PQ)1, Daniel L. Garcez (PG)1,3, Jorge H. Pedrobom (PG)3, Marcelo L. Garcia (PQ)2, Didier Gastmans (PQ)1

 

1 Centro de Estudos Ambientais, UNESP - Univ Estadual Paulista, 13506-900, Rio Claro, SP, Brasil.
2 Instituto de Geociências e Ciências Exatas, UNESP - Univ Estadual Paulista, 13506-900, Rio Claro, SP, Brasil.
3 Programa de Pós-Graduação em Geociências e Meio Ambiente, IGCE, UNESP - Univ Estadual Paulista, 13506-900, Rio Claro, SP, Brasil.

Palavras Chave: DGT, biomassas residuais, borra de café.

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Resumo do Pôster:

A técnica de difusão em filmes finos por gradiente de concentração (DGT) permite medir in situ os metais lábeis em águas naturais. Esta técnica apresenta uma importante vantagem de realizar amostragem in situ, evitando que a natureza e a distribuição das espécies dos metais presentes na água não sofram alterações, como ocorre em técnicas comuns, que têm etapas de amostragem e armazenamento1. Uma limitação para a técnica DGT é o desempenho reduzido do agente ligante tradicional (resina quelante Chelex-100) em valores baixos de pH, como ocorre em águas de drenagem ácida2. A fim de contornar a aplicação desta técnica, foi avaliado o uso de biomassa residual (borra de café – Coffea arabica L.) imobilizado em géis de agarose como agente ligante.

O dispositivo DGT foi montado colocando-se, o agente ligante (gel de agarose 3% m/v e biomassa 10% m/v) em contato com o agente difusivo (gel de poliacrilamida-agarose) e, por cima deste a membrana filtro de acetato de celulose. Os analitos foram eluídos com HCl  2 mol L-1 e subsequentemente determinados por espectrometria de emissão atômica por plasma acoplado indutivamente (ICP OES). Foram realizadas curvas de imersões em uma solução-padrão contendo 500 μg.L-1de Pb e Zn (pH = 5, força iônica = 0,05 mol.L-1 e temperatura = 23°C). Também, foi avaliado o efeito do pH (3,5; 5,0; 6,5; 8;0) na retenção dos dois analitos pelo agente ligante. Finalmente, os dispositivos foram avaliados para amostrar in situ os analitos em água de drenagem ácida (Indústrias Nucleares do Brasil – Poços de Caldas/SP, pH = 3,6).

As curvas de imersão obtidas para Pb (y = 0,00021x - 0,56) e Zn (y = 0,00018x + 0,19) foram satisfatoriamente lineares, caracterizadas por um R2 de 0,99, mostrando que o processo de difusão obedeceu a 1° Lei de Fick (fundamentação da técnica DGT). Os coeficientes de difusão calculados para Pb e Zn foram: 6,26 ± 0,15 e 5,52 ± 0,11(.10?? cm²/s), respectivamente. Os valores obtidos foram similares aos valores esperados (7,2 e 5,4.10?? cm²/s), indicando a eficiência do agente para retenção dos analitos.

O teste do pH mostrou que a retenção de Pb cai com a diminuição do pH, porém, mesmo para pH = 3,5, o analito pode ser retido com recuperações de até 70 %. Para Zn, na faixa de pH avaliada, as recuperações variaram entre 70 e 85 %.
Para as imersões in situ, as concentrações de Pb e Zn amostradas pelos dispositivos DGT representaram 47 % e 16 % da fração solúvel, respectivamente. Para Pb, segundo os cálculos de especiação obtidos com o programa VMinteq (52 % de Pb2+ e 46 % PbSO4 (aq)), os resultados obtidos com DGT representaram quase toda a fração livre de Pb na amostra. Para Zn, somente uma parte da fração livre foi amostrada, segundo a especiação obtida com o programa VMinteq (70 % de Zn2+ e 28 % ZnSO4 (aq)).

  1. Zhang, H.; Davison, W.  Anal. Chem. 1995, 67, 3391.
  2. Sondegaard, J. Anal. Chem. 2007, 79, 6419.
  3. Zhang, H.; Davison, W. Anal. Chim. Acta 1999, 398, 329.

Agradecimentos: CAPES, CNPq e FAPESP.