Mecanismo de biossorção seletiva de arsênio (III) em rejeitos ricos em proteinas fibrosas

• Autor(a) principal: Monica Cristina Teixeira
• Data de Publicação: 2004
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/MAPO-7REMNT
• topic: Arsênio (III); Rejeitos; Proteínas; Biossorção seletiva; Engenharia metalúrgica; Tecnologia mineral; Metais pesados Toxicologia

A metodologia aqui proposta difere dos demais sistemas de adsorção de arsênio pelo fato de não depender da oxidação prévia do íon arsenito, As (III) a arsenato, As (V) para garantir a eficiência de sua remoção e ainda pelo fato do arsenito ser mais eficientemente adsorvido em pH ácido como uma espécie neutra. Os resultados experimentais obtidos a partir de análises da estrutura molecular do complexo de adsorção por intermédio da espectroscopia de absorção de Raios-X (EXAFS e XANES) apontam para a ocorrência de adsorção específica dos átomos de arsênio em seu estado trivalente, os quais se ligam diretamente aos átomos de enxofre presentes na biomassa por meio de ligações covalentes. O complexo de adsorção As (III)/S formado com proporção 1:3, possui geometria trigonal piramidal com distâncias interatômicas de aproximadamente 2,24-2,26 . Em pHs mais elevados, entretanto, a adsorção do arsenito é diminuída e o complexo de adsorção apresenta-se estruturalmente diferente. As análises XANES e EXAFS de tal complexo obtido em pH 10,5 apontam para uma oxidação parcial do arsenito e para a ocorrência de um complexo de adsorção com geometria desordenada. Nestas condições experimentais as espécies de arsênio desprotonadas são adsorvidas pela biomassa como o oxi-ânion arsenito. Apenas um átomo de oxigênio da primeira esfera de coordenação do arsênio é substituído pelo enxofre, originando um complexo As (III)/S com proporção 1:1 onde a distância As-S se encontra aumentada, 2,31 . Através do emprego da Espectroscopia Vibracional Raman foi possível caracterizar a biomassa empregada e ainda elucidar alguns pontos importantes sobre o mecanismo de adsorção do arsenito. A estrutura secundária da queratina presente na amostra de biomassa em seu estado natural foi identificada como sendo, predominantemente, do tipo folha -pregueada, além disso os grupos vibracionais característicos das proteínas, em geral, foram observados. Foi possível ainda confirmar a participação dos átomos de enxofre da cistina na complexação do As (III) visto que o surgimento de bandas características dos grupos vibracionais da ligação As-S estava associado à diminuição da intensidade do sinal das bandas atribuídas à ligação S-S. As predições teóricas das estruturas dos complexos de adsorção de arsênio calculadas por meio da teoria DFT (Density Functional Teory) legitimaram os dados experimentais obtidos e contribuíram para a discussão dos mesmos. Confirmou-se a hipótese de que biomassa animal rica em cisteína seria capaz de adsorver especificamente o arsênio em seu estado trivalente. Foi possível propor um mecanismo para explicar essa adsorção e identificar a estrutura molecular do complexo formado.