Adsorção de íons Cu2+ em latossolo vermelho-amarelo húmico e ácidos húmicos de origem comercial

Abstract

Em estudos ambientais, há a necessidade de se conhecer o comportamento adsortivo de metais, por solos e ácidos húmicos, pois os efeitos desfavoráveis dos metais pesados e mesmo de micronutrientes, em altas concentrações, no meio ambiente, estão relacionados à habilidade desses substratos em adsorver tais substâncias. Utilizaram-se amostras de latossolo vermelho-amarelo húmico, da região de Araponga, MG, bem como ácidos húmicos de origem comercial (Fluka AG), sem dialisar e dialisados, com o objetivo de verificar o comportamento de adsorção dos íons Cu2+ por esses substratos. Aplicou-se o modelo matemático descrito pela equação de adsorção de Langmuir, na sua forma linearizada, obtendo-se os valores da capacidade máxima de adsorção “b” e da constante relacionada à energia de ligação “a”. Alíquotas de soluções de nitrato de cobre contendo várias concentrações desse metal foram adicionadas a amostras de solos e de ácidos húmicos, sendo o pH ajustado para valores pré-determinados, com a finalidade de desenvolver os experimentos de adsorção. Foram realizadas caracterizações físicas e químicas da amostra de solo, por meio dos experimentos, para avaliar a capacidade de troca catiônica (CTC), determinar o pH, determinar a concentração de carbono orgânico, avaliar o teor de matéria orgânica, nitrogênio e fósforo, determinar a concentração de metais (Al, Fe, Pb, K, Mg, Ni, Cr, Zn, Cu, Co, Ca e Cd), realizar a análise granulométrica e a difração de raios-X. Para a caracterização física e química da amostra de ácidos húmicos, foram executadas as seguintes etapas analíticas: purificação por diálise, teor de cinzas, difração de raios-X e concentração de metais (Ca, K, Mg, Al, Fe, Mn, Co, Cu, Zn, Pb, Cd, Ni e Cr). A capacidade máxima de adsorção dos íons Cu2+, para a amostra de solo, foi similar nos dois valores de pH examinados, isto é, 4 e 5, e o valor da constante relacionada à energia de ligação também. Os resultados evidenciaram que a amostra de ácidos húmicos de origem comercial, sem dialisar, apresentou maior capacidade máxima de adsorção em pH 5 que em pH 4. Em relação à amostra dialisada, a constante relacionada à energia de ligação foi maior para a amostra sem dialisar, em pH 4. Quando se compara a amostra de solo com a de ácidos húmicos, verifica-se que os valores mais altos da capacidade máxima de adsorção foram observados para os ácidos húmicos, enquanto que a constante relacionada à energia de ligação foi maior para a amostra de solo.

In environmental studies it is necessary to know the adsorption behavior of metals by both soil and humic acids, since the unfavorable effects of heavy metals and even the micronutrients at high concentrations in the environment are related to these substrates’ ability to adsorb them. Samples of a humic yellow red oxisol from Araponga region - MG, as well as the dialysed and undialysed humic acids (Fluka AG) commercially originated were used to verify the adsorption behavior of Cu2+ ions in these substrates. The mathematical model described by Langmuir’s adsorption equation in its linearized form was applied and the values of the maximum capacity “b” and those of the constant related to the bonding energy “a” were obtained. Aliquots of copper nitrate solutions containing several concentrations of this metal were added to samples of soil and humic acids, the pH being predetermined for developing the adsorption experiments. The chemical and physical characterization of soil samples were performed by determinating the cationic exchange capacity (CEC), pH, organic carbon, nitrogen and phosphorus concentrations, organic matter content, concentration of metals (Al, Fe, Pb, K, Mg, Ni, Cr, Zn, Cu, Co, Ca and Cd), granulometric analysis and X-ray diffraction. For chemical an physical characterization of the humic acids sample the following analysis were accomplished: purification by dialysis, ash content, metal concentrations (Ca, K, Mg, Al, Fe, Mn, Co, Cu, Zn, Pb, Cd, Ni and Cr) and X-rays diffraction. The maximum capacity of Cu2+ ions adsorption for soil sample was similar in both examined pH values, that is, 4 and 5, and the constant value related to bonding energy was also similar. According to the results, the sample of undialysed humic acids from commercial origin showed a greater maximum adsorption capacity at pH 5 than at pH 4. In relation to the dialysed sample, the constant related to bonding energy was greater for the undialysed sample, at pH 4. When comparing the soil sample with the one of humic acids, higher values of the adsorptive capacities were observed for humic acids, whereas the constant related to bonding energy was greater for the soil sample.