DESFLUORETAÇÃO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS A PARTIR DO USO DA MORINGA OLEIFERA

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VIII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica 27 a 30 de julho de 2009

Uberlândia, Minas Gerais, Brasil

DESFLUORETAÇÃO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS A PARTIR DO USO DA MORINGA

OLEIFERA

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Daniel Trentini Monteiro, 2 Rosângela Bergamasco, 3 Gisele Cristina dos Santos Bazanella

1

Bolsista de Iniciação Científica PIBIC/CNPQ/UEM, discente do curso de Engenharia Química

2

Professora da Universidade Estadual de Maringá UEM/PR

3

Bolsista de mestrado CNPQ/UEM, discente do curso de pós-graduação em Engenharia Química

1,2,3

Universidade Estadual de Maringá Avenida Colombo, 5790. CEP: 87020-900. Maringá – PR e-mail: rosangela@deq.uem.br

RESUMO - O presente trabalho teve como objetivo verificar a eficiência de remoção do flúor em águas fluoradas, utilizando-se um tratamento com extrato de semente de Moringa oleifera, em diferentes concentrações. O extrato foi preparado misturando-se sementes de Moringa, sem casca, em água de osmose reversa, de acordo com as concentrações desejadas (5, 10, 25 e 50g/L). Agitação por 5min e filtração a vácuo. Os ensaios consistiram em misturar 50mL do ex-trato com 1000mL da solução de interesse, em diferentes concentrações, 3, 5, 7 e 10mg/L F-. Jar test por 5 min, seguido de análise de fluoreto em espectro. Os resultados obtidos mostra-ram uma remoção de até 90,9%. O procedimento é simples, de baixo custo e mostra-se uma alternativa de tratamento de águas, cuja concentração de flúor encontra-se acima do permitido pela legislação.

Palavras-Chave: Flúor, Moringa oleifera, águas.

INTRODUÇÃO

É fato que das águas existentes em nosso planeta, 97,5% formam os oceanos e mares, sendo impróprias ao consumo direto (BAZANEL-LA, 2006). Pode-se, então, afirmar que apesar de existir água em abundância, nem toda ela é apro-veitada pelo homem (BRAGA, et al., 2005). Os restantes 2,5% são águas doces. Todavia, 68,9% desse volume forma as calotas polares, geleiras e neves permanentes que revestem os cumes das mais altas montanhas do Planeta. Essa água é de difícil utilização, considerando os processos tec-nológicos e os custos de logística que seriam ne-cessários para que fosse apropriada para o con-sumo do ser humano. Os 29,9% restantes consti-tuem as águas subterrâneas. A pequena parcela restante 1,2% se compõe das águas dos pânta-nos, umidade dos solos e das águas dos rios e lagos. (BAZANELLA, 2006).

Vale ressaltar que falar sobre disponibilida-de disponibilida-de água significa que ela está presente não somente em quantidade adequada em uma dada região, mas também que sua qualidade seja satis-fatória para suprir as necessidades de um deter-minado conjunto de seres vivos. (BRAGA et al., 2005).

Neste sentido, a Portaria nº 518 de 25 de março de 2004 do Ministério da Saúde estabelece os procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade e dá outras providências.

No Brasil as águas subterrâneas são con-sideradas a maior reserva de água doce do plane-ta, desta forma, sua utilização como alternativa para suprir as populações é cada ano considera-da a saíconsidera-da, visto que, a qualiconsidera-dade dessas águas, levará na maioria dos casos, à sua utilização sem nenhum tratamento. (ABAS, 2000; GRECCO, 1998 apud MACÊDO, 2004).

Há, entretanto um destaque a fazer: exis-tem registros de um número significativo de muni-cípios dos Estados do Paraná, São Paulo, e Rio Grande do Sul, cujas águas subterrâneas apre-sentam problemas de excesso de flúor, impedin-do que as mesmas sejam utilizadas para consu-mo humano sem tratamento prévio. (AMANTHEA, 2004. Adaptado).

O flúor é o halogênio mais abundante na crosta terrestre. Ele ocorre em muitos minerais, incluindo a fluorita (CaF2), a criolita (Na3AlF6), e a

fluorapatita (Ca5F(PO4)3). No estado natural, é um

gás quase incolor. (ATKINS, 2006).

É importante ressaltar que quando presente em concentrações adequadas, o flúor produz efei-tos benéficos, promovendo a redução da incidên-cia de cáries dentais, porém pode originar a fluo-rose quando em concentrações acima das reco-mendadas. (BRASIL, 2005).

Daí a necessidade de estudos relacionados a alternativas de tratamentos que visam retirar o excesso de flúor na água.

A Moringa oleífera é uma árvore nativa do norte da Índia que agora é amplamente cultivada ao longo dos trópicos, e cresce rapidamente da

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semente ou enxertos, mesmo em solos pobres. Quase todas as partes da moringa são ditas como sendo de valor alimentar (folhas, frutos verdes, flores e sementes) e medicinal (todas as partes da planta). No Brasil, a Moringa oleífera é conhe-cida no Estado do Maranhão desde 1950. Atual-mente, a cultura da moringa vem sendo difundida em todo o semi-árido nordestino, devido a sua utilização no tratamento de água para uso domés-tico. (GALLÃO et al, 2006). As sementes possu-em polissacarídeos com forte poder aglutinante, o que permite o uso das sementes pulverizadas no tratamento de água por floculação e sedimenta-ção. (OKUDA, 2001).

Neste sentido, a semente de Moringa foi o objetivo de estudo, no que diz respeito a sua ca-pacidade de remover o flúor da água.

Materiais e Métodos

A parte experimental foi realizada no Laboratório de Gestão, Controle e Preservação Ambiental, do Departamento de Engenharia Química – DEQ, da Universidade Estadual de Maringá – UEM.

Foram realizados ensaios, em “jar test”, a fim de avaliar a remoção do flúor em águas previamente fluoradas, em diferentes concentrações, utilizando extratos de semente de Moringa oleifera (figura 1) também em diferentes concentrações.

Figura 1 – Sementes de Moringa oleifera com e sem Casca

Inicialmente preparou-se uma solução es-toque padrão de 1g/L F- e utilizou-se, da mesma, para buscar as concentrações desejadas, a partir da diluição apropriada. A solução estoque foi con-servada em geladeira. O sal utilizado para fluore-tar a água foi o fluossilicato de sódio (Na2SiF6). E

a água utilizada foi de osmose reversa.

Depois de preparada a solução de concen-tração de interesse, antes de iniciar os ensaios, era feito uma leitura de flúor, utilizando o método spadns, cor e turbidez em espectrofotômetro.

As soluções utilizadas de Zircônio-Spadns e Arsenito de Sódio foram fornecidas pela Sane-par - Maringá. Todos os ensaios foram realizados em triplicata e as dosagens de acordo com o Standard Methods. (APHA, 1995).

O extrato foi preparado misturando-se diferentes quantidades de semente de Moringa (de acordo com as concentrações desejadas - 5,

10, 25 e 50g/L), sem casca, em água de osmose reversa. Agitação por 5min e filtração a vácuo.

Os ensaios foram realizados em jar test simples, Milan, Modelo JT 101/6 de seis provas, com regulador de rotação das hastes misturadoras (Figura 2), os quais consistiram em misturar 50mL do extrato com 1000mL de solução de interesse por um tempo de 5 min.

Figura 2 – Aparelho “Jar test” utilizado nos ensaios em escala de bancada

Resultados e Discussões

A figura 3 apresenta os resultados de re-moção do flúor em água fluorada nas concentra-ções iniciais de 3, 5, 7 e 10mg/L F-, após trata-mento com extrato de Moringa oleifera na concen-tração de 5g/L. 0 2 4 6 8 10 mg/L F-1 2 3 4 Redução do Flúor

Concentração Inicial Concentração após Tratamento

Figura 3 – Remoção de flúor, após tratamento com extrato de Moringa oleifera 5g/L

Observa-se pelos resultados que houve remoção apenas para as concentrações iniciais de 3 e 5 mg/L F-, uma porcentagem de remoção de flúor de aproximadamente 42% e 48%, respec-tivamente.

A figura 4 apresenta os resultados das por-centagens de remoção do flúor em água fluorada nas concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10mg/L F-, após tratamento com extrato de Moringa oleifera na concentração de 10g/L. 0 2 4 6 8 10 mg/L F-1 2 3 4 Redução do Flúor

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Figura 4 – Redução de flúor, após tratamento com extrato de Moringa oleifera 10g/L

Observa-se pelos resultados que houve remoção de flúor para todas as concentrações iniciais, porém maiores porcentagens para as concentrações iniciais de 3 e 5mg/L F-, aproxima-damente 47,3% e 55,4%, respectivamente.

Observa-se pelos resultados que houve remoção de flúor para todas as concentrações iniciais, entretanto, novamente as maiores por-centagens de remoção foram para as concentra-ções iniciais de 3 e 5mg/L F-, aproximadamente 46,33% e 69,10%, respectivamente.

Observa-se pelos resultados que houve sa-tisfatórias porcentagens de remoção de flúor para todas as concentrações inicias, 3, 5, 7 e 10mg/L F-, aproximadamente 65,67%, 79,6%, 85,43% e 90,9%, respectivamente.

Portanto, observa-se que para as concen-trações iniciais de 3 e 5 mg/L F- as porcentagens de remoção de flúor, independente das concen-trações de extrato utilizadas, tiveram pouca varia-ção, entretanto os melhores resultados encontra-dos foram para a concentração de extrato de 50g/L, visto que, apenas neste caso, houve uma redução suficiente para encontrar valores de

con-centrações de flúor abaixo da faixa permitida pela legislação.

Em contrapartida, os resultados para as concentrações de 7 e 10mg/L F- tiveram variação da porcentagem de remoção de flúor, bastante significativa, da não remoção do flúor, para a con-centração de extrato de 5g/L, à remoção de 85,43% e 90,9%, respectivamente, para a con-centração de extrato de 50g/L.

A figura 7 apresenta os resultados de cor, antes e após tratamento com extrato de Moringa oleifera, na concentração de 5g/L, para as con-centrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F-, respec-tivamente. 0 20 40 60 80 100 120 140 units PtCO 1 2 3 4 Cor

Cor Inicial Cor após tratamento

Figura 7 – Cor antes e após tratamento

A figura 8 apresenta os resultados de cor, antes e após tratamento com extrato de Moringa oleifera, na concentração de 10g/L, para as con-centrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F-, respec-tivamente. 0 50 100 150 200 units PtCO 1 2 3 4 Cor

Figura 8 – Cor antes e após tratamento

A figura 9 apresenta os resultados de cor, antes e após tratamento com extrato de Moringa oleifera, na concentração de 25g/L, para as con-centrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F-, respec-tivamente. 0 50 100 150 200 250 300 units PtCO 1 2 3 4 Cor

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A figura 10 apresenta os resultados de cor, antes e após tratamento com extrato de Moringa oleifera, na concentração de 50g/L, para as con-centrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F-, respec-tivamente. 0 100 200 300 400 500 600 700 units PtCO 1 2 3 4 Cor

Figura 10 – Cor antes e após tratamento A figura 11 apresenta os resultados de tur-bidez, antes e após tratamento com extrato de Moringa oleifera, na concentração de 5g/L, para as concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F-, respectivamente. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 NTU 1 2 3 4 Turbidez

Turbidez Inicial Turbidez após tratamento

Figura 11 – Turbidez antes e após tratamento A figura 12 apresenta os resultados de tur-bidez, antes e após tratamento com extrato de Moringa oleifera, na concentração de 10g/L, para as concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F-, respectivamente. 0 5 10 15 20 25 NTU 1 2 3 4 Turbidez

Figura 12 – Turbidez antes e após tratamento A figura 13 apresenta os resultados de tur-bidez, antes e após tratamento com extrato de Moringa oleifera, na concentração de 25g/L, para

as concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F-, respectivamente. 0 5 10 15 20 25 30 NTU 1 2 3 4 Turbidez

Figura 13 – Turbidez antes e após tratamento A figura 14 apresenta os resultados de tur-bidez, antes e após tratamento com extrato de Moringa oleifera, na concentração de 50g/L, para as concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F-, respectivamente. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 NTU 1 2 3 4 Turbidez

Turbidez inicial Turbidez após tratamento

Figura 14 – Turbidez antes e após tratamento Observa-se pelos resultados apresentados nos gráficos de 5 à 12 que ambos aumentos, cor e turbidez, são proporcionais às concentrações do extrato utilizado, onde quanto mais concentrado o extrato, maior o aumento da cor e turbidez, o que já era esperado.

Inclusive, tal aumento, levou tanto a cor como a turbidez, a faixas acima da permitida pela legislação (15 units PtCO e 5 NTU, respectiva-mente).

Ainda, pode-se observar que os maiores aumentos de cor e turbidez foram detectados pa-ra os ensaios que obtivepa-ram as melhores porcen-tagens de remoção do flúor.

Neste sentido, deve-se considerar, um pos-sível tratamento, posterior, ao processo de retira-da de flúor, a fim de clarificar a água trataretira-da. Conclusão

O tratamento com extrato de sementes de Moringa oleifera produziu uma água fluorada den-tro do padrão de potabilidade, em relação ao flúor, entretanto não em relação à cor e turbidez, o que permite considerar a necessidade de um trata-mento posterior.

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Sabendo-se da constante necessidade do aprimoramento das técnicas existentes e desen-volvimento de novas tecnologias, decidiu-se estu-dar a remoção do flúor em águas fluoradas, a par-tir do tratamento com extrato de sementes de Mo-ringa oleifera, já que tal tratamento mostrou-se simples e de baixo custo.

De maneira geral, se pode concluir que o processo mostrou-se promissor para a desfluore-tação de águas.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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Á-guas. 2. ed. 2004. 997p.

APHA – AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCI-ATION, 1995, Standard Methods for the Ex-amination for Water and Wastewater. 19th ed., Washington, D.C.

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OKUDA T, Baes AU, Nishijima W, Okada M. Iso-lation and characterization of coagulant ex-tracted from Moringa oleifera seed by salt so-lution, Water Res. 35: 405-410, 2001. BRASIL. Ministério da Saúde. Agência Nacional

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ATKINS, Peter, JONES, Loreta; trad. Ricardo Bic-ca de AlenBic-castro. Princípios da QuímiBic-ca: questionando a vida moderna e o meio am-biente. 3. ed. Porto Alegre: Bookman, 2006. AMANTHEA, Nelson R. De volta para o futuro: o

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