Mecanismo de acumulação de ferro e arsênio em biomassa vegetal fibrosa

• Autor(a) principal: Gabriela Cordeiro da Silva
• Data de Publicação: 2008
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/MAPO-7QJPCT
• topic: Arsênio; Grupo carboxílico; Biomassa; Ferro; Exafs; Tecnologia mineral; Engenharia metalúrgica; Engenharia de minas; Biomassa

O objetivo geral do presente trabalho é estudar a sorção de ferro arsênio por folhas secas e trituradas de alface para investigar em detalhe o mecanismo de acumulação de arsênio por alface. Diversas técnicas espectroscópicas foram utilizadas para caracterizar a biomassa e investigar os estados de oxidação e vizinhos das espécies de ferro e arsênio sorvidas. Os resultados indicam que o arsênio só é sorvido quando a biomassa é previamente carregada com ferro. A sorção dos íons de ferro e arsênio é rápida, com cerca de 80 a 90% dos íons sendo sorvidos nos primeiros 60 minutos de contato com a biomassa, indicando um fenômeno de superfície. A capacidade sortiva máxima para o íon de As(V) em biomassa carregada com ferro (0,22mmol/g) é de 0,13mmol/g, comparável aos maiores valores encontrados na literatura para sorventes contendo ferro. A quantidade de As(III) adsorvido não foi significativa (0,03mmol/g) em nenhum dos valores de pH utilizados (pH 3,0 e 10,0). A esterificação da biomassa provoca uma queda de 84% no carregamento de ferro indicando que o ferro se liga predominantemente aos grupos carboxílicos presentes. Os resultados de XANES e Mssbauer mostram que o ferro e o arsênio são oxidados durante a sorção e os ensaios de especiação com resina provam que a oxidação do arsênio não ocorre em solução. A presença do grupo nitrato nos espectros Raman dos aminoácidos presentes na alface levam à hipótese de que este grupo é o provável agente oxidante do ferro e do arsênio. Os resultados de EXAFS indicam que o ferro é coordenado por 6 átomos de oxigênio (distância Fe-O de 2,0) e 2 de carbono (distância Fe-C de 2,81) em uma estrutura bidentada mononuclear e o arsênio é coordenado por 4 átomos de oxigênio (distância As-O de 1,69) em uma geometria tetraédrica. O papel essencial do ferro na sorção do arsênio sugere que os tetraedros AsO4 estão diretamente ligados aos octaedros FeO6 na biomassa na forma monodentada.