Macrocomponentes Inorgânicos e Elementos Traço Inorgânicos

Os macrocomponentes inorgânicos e os elementos traço inorgânicos encontrados no chorume foram analisados pelo ICP-OES mostrado na figura 24.

Figura 24 – ICP-OES utilizado para macrocomponentes e elementos traço inorgânicos.

Espectrômetro de Emissão Óptica com Fonte e Plasma Indutivamente Acoplado (ICP OES), seqüencial, com visão radial, marca Jobin Yvon Horiba, modelo Ultima 2, equipado com amostrador automático modelo AS 421.

Software operacional: Analyst 5.4;

Potência de operação do plasma: 1200W; Vazão do gás do plasma: 12 L/min;

Vazão do gás de revestimento: 0,20 L/min (para demais elementos);

Vazão do gás de revestimento: 0,40 L/min (para alcalinos e alcalinos terrosos; e para Ba, Ca, K, Mg e Na);

Pressão do nebulizador: 1,0 bar.

A tabela 17 mostra alguns dados específicos para os elementos analisados pelo ICP-OES.

Tabela 17 – Parâmetros dos elementos analisados pelo ICP-OES. Elementos Comprimento de Onda

(nm)

Limite de Detecção (ppm)

Al 226,909 0,001

86 Ba 455,403 0,001 Ca 396,847 - Cd 226,502 0,001 Co 228,616 0,001 Cr 205,502 0,001 Cu 324,750 0,001 Fe 259,940 0,001 K 766,490 0,001 Mg 279,553 - Mn 257,610 0,001 Na 588,995 0,05 Ni 231,604 0,003 Pb 220,353 0,001 Si 221,667 - Ti 323.452 0,001 V 311,858 0,001 Zn 213,856 0,001

Para o caso do Arsênio:

As - determinado por CMA (Concomitant Metal Analysis) através da geração de hidretos.

Princípio: adição de reagentes que geram hidreto reativo in situ, que reage com o As gerando arsina (AsH3).

Reagentes: Borohidreto de sódio (NaBH4) 1% em meio de NaOH 0,5 mol/L e HCl 6 mol/L.

A figura 25 mostra um esquema para o CMA e uma foto da câmara de CMA usada.

87

Figura 25 – Esquema do CMA. 4.4 ENSAIOS DE BATELADA 4.4.1 Metodologia

A capacidade de materiais geológicos com potencial de atenuação de poluentes tem sido estudada por muitos pesquisadores, (Li, 1997; Wang, 2005; Jiang, 2005; Biterna, 2007 e Mouni, 2009) especialmente durante os últimos 30 anos. Em trabalhos de percolação de contaminantes em meio porosos um dos objetivos é verificar se ocorre adsorção, absorção ou fixação permanente de alguns elementos no solo. Os ensaios de batelada nos informam com alguma precisão a capacidade de sorção do solo.

Devido a sua simplicidade e rapidez, o ensaio de batelada tem sido freqüentemente usado nos estudos em laboratório, para avaliar a capacidade dos solos de remover constituintes químicos da solução, sendo este o método mais comum na obtenção dos valores do coeficiente de distribuição (USEPA, 1992).

A metodologia dos ensaios de batelada foi baseada no documento de pesquisa técnica da EPA de 1992: “Batch-Type Procedures For Estimating Soil Adsorption of Chemicals”. Este documento contém procedimentos de laboratório e um guia para conduzir experimentos usando técnicas de batelada para o estudo de adsorção em solos de elementos químicos dissolvidos em solução (solutos). Estes procedimentos ainda podem ser usados para gerar dados para a construção das curvas ou isotermas de adsorção.

Para determinar o coeficiente de distribuição (Kd) e a obtenção das isotermas de adsorção, resumidamente, procedeu-se da seguinte forma: uma solução contaminada de concentrações conhecidas (chorume), foi misturada com uma massa conhecida de solo (AM01, AM02 e AM03); deixou-se o sistema equilibrar (24

88

horas) para, depois, tornar a medir a concentração do dos elementos presentes no chorume.

A determinação do tempo de equilíbrio entre o solo e a solução é muito importante para que todas as reações aconteçam. O tempo de equilíbrio é definido como o número mínimo necessário para estabelecer uma mudança de concentração menor que 5% por intervalo de 24horas. A bibliografia difundiu o tempo de 24horas como sendo o tempo suficiente para a maioria dos contaminantes entrarem em equilíbrio com o solo. Neste trabalho o tempo de 24horas foi adotado para o tempo de equilíbrio solo:chorume.

Pensando na obtenção das isotermas de adsorção a determinação das proporções solo:chorume foi escolhida da seguinte forma: (1:4), (1:10), (1:20), (1:40) e (1:60). De modo que tivemos 0,5g de solo seco para 2mL, 5mL, 10mL, 20mL e 30mL de chorume respectivamente. Para cada proporção indicada acima foi feita uma amostra em branco, isto é, água destilada no lugar do chorume nas mesmas proporções.

A determinação da quantidade de soluto absorvida por massa de solo foi dada pela seguinte equação:

0 / C C x m m − = (16) Onde:

x/m – quantidade de soluto adsorvido por unidade de massa do adsorvente; m – massa do adsorvente;

C0 – concentração inicial do soluto;

C – concentração do soluto após o equilíbrio com o adsorvente.

A seguir, tópicos da metodologia utilizada nos ensaios de batelada:

1 – pesar, em tubo Falcon de 50mL, 0,5 gramas das três amostras de solo seco separadamente;

2 – adicionar os volumes correspondentes de 2mL, 5mL, 10mL, 20mL e 30mL de chorume, em seguida fechar os tubos;

3 – misturar as fases por agitação mecânica durante 24 horas;

4 – para cada tubo, proceder a separação à centrifugação para a separação das fases durante 20minutos numa rotação 3000rpm;

5 – fase líquida foi levada para a análise por ICP-AES e a fase sólida foi levada para digestão ácida assistida por microondas.

89

A figura 26 exibe as etapas desta metodologia.

Figura 26 – Metodologia adotada para os ensaios de batelada. 4.4.2 Isotermas de Adsorção

As curvas ou isotermas de adsorção é uma representação gráfica mostrando a quantidade de soluto adsorvida por um adsorvato em função da concentração de equilíbrio do soluto. Esta relação é quantitativamente definida por algum tipo de função de partição ou equação da isoterma de adsorção (coeficiente de distribuição) que é estatisticamente aplicada para informações de adsorção.

O valor numérico do coeficiente de distribuição é função das propriedades do substrato sólido e da composição da solução. Deve ser, portanto, medido experimentalmente para cada sistema de interesse e não pode ser facilmente transferido de um sistema para outro (Drever, 1997).

Assim, por meio, das isotermas de adsorção obteve-se os valores de coeficiente de distribuição para todos os elementos presentes no chorume. Os resultados que melhor se ajustaram aos principais tipos de isoterma (Freundlich e Langmuir) foram selecionados para a obtenção do Kd. Os resultados e as isotermas de adsorção estão mostrados no capítulo 5 da tese.

90