5. METODOLOGIA EXPERIMENTAL

5.2 COLETA E PREPARO DO MANDACARU

As hastes do mandacaru foram coletadas na comunidade rural no município de Lajes Pintadas/RN (Figura 5), aproximadamente 6 km do centro da cidade (coordenada geográfica 6°06’18.3” S 36°05’57.4” O). A coleta da espécie foi realizada no período da pesquisa, entre outubro de 2019 a outubro de 2021, sempre no final da tarde e, levada no dia seguinte para as análises nos laboratórios do Instituto de Química da Universidade Federal do Rio Grande do Norte – UFRN.

Figura 5: Coordenada geográfica da comunidade rural, localizada à 6 km do centro de Lajes Pintadas/RN, onde foi coletado o mandacaru.

Fonte: IBGE (2021). Elaboração cartográfica: Ana Clara Celestino Belchior (Técnica em Meio Ambiente).

A limpeza das hastes do mandacaru (Figura 6) foi realizada retirando todos os espinhos e a parte externa lavada minuciosamente com água corrente e com água destilada para a retirada de quaisquer contaminantes externos (poeira, insetos e outros). Após a lavagem, as hastes foram cortadas frescas e divididas em três partes distintas, denominadas de polpa sem casca (PSC) que corresponde ao tecido parenquimatoso, a polpa com casca (PCC) que corresponde a camada fina de cera que envolve a haste e o miolo (M) ou região vascularizada. Essa divisão foi realizada para avaliar a influência das diferentes estruturas que compõem o mandacaru no processo de remediação.

Figura 6: Limpeza e preparo do mandacaru a) mandacaru com espinhos. b) mandacaru lavado e sem espinhos. c) Corte e divisão do mandacaru: miolo (M), polpa sem casca

(PSC) e polpa com casca (PCC).

Fonte: autora (2022).

5.2.1 Identificação da espécie

A identificação da espécie foi realizada pelo Laboratório de Botânica do Departamento de Ciências Biológicas da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN).

5.2.2 Análise inicial dos constituintes químicos do mandacaru

Inicialmente foi preparado um extrato aquoso adicionando em erlenmeyer de 500 mL, 100 g de cada parte do mandacaru (PCC, PSC, M) cortados em pedaços com cerca de 0,3 cm, na proporção de 100 g para 250 mL em água destilada (

Figura 7). A extração aconteceu durante o período de 4h total do contato com o mandacaru e a água. Por fim, os extratos foram armazenados em tubos Falcon para posterior liofilização, que ocorreu durante 48h seguidas, sendo realizada no equipamento Labconco FreeZone 4.5 Liter Freeze Dry System, com as condições de temperatura -50

°C e sob pressão 0,018 mbar.

Figura 7: Extração aquosa dos constituintes químicos do mandacaru de cada uma das regiões PCC, PSC e M.

Fonte: autora (2022).

5.2.2.1 Quantificação dos constituintes químicos

Para a análise química dos extratos aquosos foi realizada a quantificação de proteínas solúveis, carboidratos totais e compostos fenólicos. Esta análise foi realizada no Laboratório de Proteomas, no Instituto de Medicina Tropical, Centro de Biociências, da UFRN e as leituras das absorbâncias foram realizadas em espectrofotômetro (Epoch-Biotek, Winooski, VT, EUA).

5.2.2.2 Dosagem do teor de proteínas solúveis totais

O teor de proteínas solúveis foi determinado conforme método descrito por Bradford (1976), utilizando albumina sérica bovina como padrão (1,0 mg mL-1) e Coomassie Brilliant Blue G-250 como reagente colorimétrico. O branco constou de solução salina (NaCl 0,15M). A curva analítica obtida da leitura no espectrofotômetro, em comprimento de onda de 595 nm, foi A595 = 1,0301[proteínas] + 0,0129, com R2 = 0,996.

5.2.2.3 Dosagem de carboidratos totais

Os açúcares totais foram determinados pelo método do ácido fenol-sulfúrico por Dubois et al., (1956), usando D-galactose como padrão (10 mg/mL). As amostras foram solubilizadas em solução aquosa, contendo fenol 80% e ácido sulfúrico P.A. O branco constou de água destilada. A curva analítica obtida da leitura no espectrofotômetro, em comprimento de onda de 490 nm, foi A490 = 12,99[carboidratos] + 0,0232, com R2 = 0,9874.

5.2.2.4 Dosagem do teor de fenólicos totais

O teor dos componentes fenólicos totais foi quantificado pelo método colorimétrico de Folin-Ciocalteu (SINGLETON, ORTHOFER & LAMUELA-RAVENTÓS, 1999), usando ácido gálico como padrão (10 mg mL-1). As amostras foram solubilizadas em reagente colorimétrico de Folin-Ciocalteu e em uma solução de carbonato de sódio 0,01 mol L-1. O branco constou de água destilada. A curva analítica obtida da leitura no espectrofotômetro, em comprimento de onda de 790 nm, foi A790 = 1,8596[fenólicos] – 0,0049, com R2 = 0,9957.

5.2.2.5 Análises por Espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier - FTIR

Os pedaços do mandacaru utilizados antes e após o processo de remediação foram armazenados em tubos eppendorf® de 2 mL para a análise qualitativa dos grupos funcionais do mandacaru (PSC, PCC e M) e quais interagem com os íons metálicos. Para isso, foi realizada uma análise de espectrometria no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) acoplado a um módulo ATR. Os espectros foram obtidos na faixa entre 4000 e 400 cm-1, usando como resolução 4 cm-1 e 14 scans para cada análise.

5.2.3 Preparo das soluções aquosas contendo íons metálicos

A solução aquosa contendo os íons metálicos foi preparada a partir de uma alíquota de 500 µL de cada uma das soluções de referência de 1000 ppm dos metais Cd2+, Cu2+, Cr3+ e Pb2+. Em balão volumétrico de 1,0 L completando o seu volume com água

ultrapura formando uma solução padrão de referência 0,5 ppm para cada um dos metais de interesse. A solução padrão de referência foi utilizada para todos os estudos de bioadsorção dos metais.

5.2.4 Quantificação dos íons metálicos por ICP-OES

A determinação das concentrações dos metais nas soluções foi realizada utilizando um ICP-OES, com vista axial e radial, detector simultâneo CID (Charge Injection Device) da Central Analítica do Instituto de Química da UFRN e utilizando a metodologia analítica desenvolvida pelo Núcleo de Processamento Primário e Reuso de Água Produzida e Resíduos (NUPPRAR).

O Argônio comercial foi utilizado para purgar a parte óptica do equipamento e também para fazer a geração do plasma. O mesmo gás foi utilizado como gás de nebulização e auxiliar. No sistema de introdução de amostra foi utilizado um nebulizador Burgener Miramist e câmara de nebulização do tipo ciclônica. Nesse sistema, a amostra era introduzida no plasma com uma bomba peristáltica acoplada ao equipamento e seu fluxo era controlado pelo programa (iTeva – Thermo Scientific). A tocha utilizada foi de quartzo do tipo desmontável. Os parâmetros instrumentais foram otimizados em função da robustez do plasma para soluções aquosas acidificadas. A potência da fonte de raio frequência foi de 1350 W, a vazão do gás nebulizador, 0,75 L min-1, a vazão do gás auxiliar, 0,5 L min-1 e o tempo de estabilização de 10 segundos.

As soluções padrão utilizadas para a aquisição da curva analítica, foram as soluções de cádmio, cobre, cromo e chumbo, de concentração 1000 mg L-1, em 10% ácido nítrico. A faixa linear para ambos os elementos foi constituída por um branco e mais 09 pontos com concentrações crescentes: 0, 5, 10, 20, 40, 80, 160, 320, 640 e 1280 μg L-1. A curva analítica foi preparada com água de alta pureza, com resistividade de 18,2 MΩ cm. O limite de detecção (LD) foi obtido a partir do desvio padrão das 10 leituras do branco analítico, sendo multiplicado por três e dividido pela inclinação da curva analítica.

O limite de quantificação (LQ) foi três vezes o valor do LD. Os parâmetros para detecção dos íons metálicos estão descritos na Tabela 7.

Tabela 7: Parâmetros para detecção dos íons metálicos no ICP-OES.

Metais Faixa linear

(µg L -1) R2 LD (µg L-1) LQ (µg L-1) Comprimento de onda (nm) Cádmio 5,0 – 1280,0 0,9981 0,0001 0,0003 214,438

Cobre 5,0 – 1280,0 0,9998 0,0006 0,0018 324,754

Cromo 5,0 – 1280,0 0,9985 0,0002 0,0006 283,563

Chumbo 5,0 – 1280,0 0,9991 0,0025 0,0075 216,999 Fonte: autora (2022).

5.2.5 Cálculo da remoção dos metais

O cálculo da remoção dos metais pela bioadsorção foi efetuado a partir da Equação (VII):

(VII)

% 𝑑𝑒 𝑟𝑒𝑚𝑜çã𝑜 =(𝐶𝑜 − 𝐶𝑓)

𝐶𝑜 ∗ 100

Onde:

Co é a concentração inicial dos metais (mg L-1), Cf a concentração final no tempo t (mg L-1).

5.3 AVALIAÇÃO DA BIOSSORÇÃO DO MANDACARU

No documento UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA INSTITUTO DE QUÍMICA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA (páginas 46-52)