Extração de Metais Pesados nas diferentes formas geoquimicas

Lunes, 26 de Enero de 2009

Marcio Osvaldo Lima MagalhãesDoutorando do CPGA-CS UFRRJ

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Comportamento dos Metais Pesados

variações de pH; oxidação/redução; adsorção;ação microbiana.

SHEPPARD & THIBAULT (1992).

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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FORMAS DE COMBINAÇÃO DE METAIS PESADOS EM SOLOS. (Formas geoquímicas)

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Solúveis; Trocáveis; Adsorvidos especificamente na superfície dos óxidos;Retidos em material orgânico;Oclusos em óxidos de Fe, Al ou Mn;Precipitados.

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

Os Metais Pesados no Solo

Pb++

Pb++

Cd++

Zn++

Zn++

Zn++

Pb++

Pb++

Cd++

Cd++

Cd++ Cd++

Zn++

Zn++

Zn++

Zn++

Zn++

C=O

O

C=O

O

Zn++

C=O

O

C=O

O

PbCO3ZnCO3 CdCO3

+

+

-

-

-

---+

-

--

--

-

--

+

+

++

+

-

Argila

Argila

Pb++Pb++

Cd++

Cd++

Zn++Zn++

Zn++

Pb++

MO

PbFe

Fe

FeFe

Fe

__ Pb++

Zn++

C=O

O

C=O

O

EXTRATORES DE METAIS PESADOS 5

Algumas técnicas são utilizadas para fracionar e quantificar os metais do solo e sedimentos.

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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Uma dessas técnicas é a extração simples onde um reagente, ou um conjunto de reagentes, extrai de uma só vez os metais pesados ligados a uma ou mais formas geoquímicas no solo, de maneira a se correlacionar, por exemplo, com a fração biodisponível às plantas.

EXTRAÇÃO SIMPLES

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EXTRATORES DE METAIS PESADOS

UFRRJ Departamento de Solos5

Capacidade de diferentes extratores de extrair elementos de uma fração ou fase do solo

Solúvel Trocável Adsorvido e Ligado, ocluso em Residual:em água Organicamente em óxidos e minerais Retículo de

EXTRATOR ligado de argila secundários minerais primários

Água

NaNO3 0,1 mol.L-1

CaCl2 0,05 mol.L-1

HNO3 0,1 mol.L-1

NH4OAc 1 mol.L-1

Ca(NO3)2 0,1 mol.L-1

HOAc 0,5 mol.L-1

DTPA 0,005 mol.L-1

HNO3 1 mol.L-1

EDTA 0,05 mol.L-1

Ox(NH4)2

HNO3/HF

As linhas sólidas indicam extraçãoAs linhas pontilhadas indicam extração parcialALLOWAY,B.J. 1995. Heavy metals in soils. pp71. 1995

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EXTRATORES DE METAIS PESADOS

Método de Extração SimplesLab. De Química e Poluição de solo UFRRJ

Pesar 3g de solo e adicionar 30 mL dos extratores:

Água - agitar por 1hs;

MgCl2 - agitar por 1hs;

DTPA - agitar por 2hs;

Ácido acético - agitar por 1hs;

Residual água régia (ISO 11466, 1995).

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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Exemplo de Frações GeoquímicasLab. De Química e Poluição de solo UFRRJ

F1 = Extraído com Água (Solúvel em Água)

F2 = Extraído com MgCl2 -Extraído com Água (Trocável)

F3 = Extraído com DTPA - Extraído com MgCl2 (Precipitados)

F4 = Extraído com Ácido acético-Extraído com MgCl2 (Óxidos de Fe e Mn e compostos orgânicos)

F5 = Total - das frações ( F1; F2; F3; F4) (Residual)

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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Os métodos de extração simples são bastante rápidos e econômicos, porém, é muito difícil encontrar um reagente simples e efetivo na separação quantitativa das formas.

Tessier et al., (1979),

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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EXTRAÇÃO SEQUENCIAL

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• Na técnica denominada “extração seqüencial”, geralmente de três

a oito extratores são adicionados em seqüência de tal modo que o

reagente anterior seja pouco agressivo e mais específico, e que os

extratores subseqüentes sejam progressivamente mais

destrutivos.

• Ao serem adicionados sucessivamente, esses reagentes químicos

extraem seqüencialmente os metais pesados associados às

diversas frações da amostra.

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

Extração Sequencial BCR (Ure et al., 1993).

Lab. De Química e Poluição de solo UFRRJ

•CH3COOH 0,11M (Fração Ácido Solúvel) = F1

•NH2OH.HCl 0,1 mol L‑1 pH = 2 (Fração Ligada a Óxidos) = F2

•H2O2 8,8 mol L‑1 + CH3COONH4 1 mol L‑1 pH 2,0 (Fração associada a Matéria orgânica) = F3

•Água Régia (ISO 11466, 1995).Fração Residual = Total – (Soma F1 + F2 + F3) = F4

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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Método BCRLab. De Química e Poluição de solo UFRRJ

Preparo das soluções:

Solução A: Ácido acético 0,11 mol L-1

Solução B: Hidroxilamina hidrocloride 0,1 mol L-1

Acidificada a pH 2,0 com HNO3

Solução C: Peróxido de hidrogênio 8,8 mol L-1

Solução D: Acetato de amônio 1,0 mol L-1

Acidificada a pH 2,0 com HNO3

Fonte: Sahuquillo et al., (1999).

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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Primeira etapa

Pesar 1 g de solo, adicionar 40 mL da solução A

(Ácido acético 0,11 mol L-1), cololocar em agitador

(shaking) por 16 horas, em temperatura ambiente.

Após a agitação centrifugar por mais ou menos 15

minutos e retirar o sobrenadante e armazenar em

geladeira ou analisar imediatamente.

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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Antes de iniciarmos a segunda etapa, teremos que

lavar o solo adicionando 20 mL de água destilada e

agitar por 15 minutos, centrifugar e descartar o

sobrenadante.

Cuidado: Não perder solo no momento do descarte

da água ou coleta dos reagentes.

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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Segunda etapa

Adicionar 40 mL da solução B (Hidroxilamina 0,1

mol L-1), colocar em agitador por 16 horas, em

temperatura ambiente.

Após a agitação centrifugar por mais ou menos 15

minutos e retirar o sobrenadante e armazenar em

geladeira ou analisar imediatamente.

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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Antes de iniciarmos a terceira etapa, novamente

teremos que lavar o solo, adicionando 20 mL de

água destilada e agitar por 15 minutos, centrifugar

e descartar o sobrenadante.

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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Terceira etapa

Adicionar 10 mL da solução C ( H2O2 8,8 mol L-1 ),

colocar em temperatura ambiente por 1 hora com

eventual agitação manual.

Adiciona mais 10 mL e coloca o tubo em banho-

maria (85 °C) por mais 1 hora ou até reduzir a um

pouco volume.

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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Continuação da terceira etapa

Adicionar 50 mL da solução D (Acetato de amônio

1,0 mol L-1), colocar em agitador por 16 horas, em

temperatura ambiente.

Após a agitação centrifugar por mais ou menos 15

minutos e retirar o sobrenadante e armazenar em

geladeira ou analisar .

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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Quarta etapa

Realizar a abertura da amostra com água régia,

relação de HNO3 e HCl de 1:3.

É melhor que se faça separado e depois realizamos

a subtração pelo somatório das frações anterior.

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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Procedimento de extração sequencial pelo método BCR, para 1g de solo.

Fração

Reagente Vol. mL T °C Tempo (h)

1 CH3COOH 0,11M 40 22 ± 5 16

2 NH2OH.HCl 0,1 mol L‑1 pH 2,0

40 22 ± 5 16

3 H2O2 8,8 mol L‑1

CH3COONH4 1 mol L‑1 pH 2,0 

10

10

40

22 ± 5

85 ± 2

22 ± 5

1,ocasionalBaixo Vol.Baixo Vol.

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4 Água Régia (ISO 11466, 1995)

10 130 ± 3 Fonte: Modificado de Bascones (2003).

Resumo

EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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Apesar dos métodos de extração sequencial serem mais dispendiosos, não só na quantidade de reagentes, mas também pelo tempo gasto, tais métodos dão uma informação mais clara acerca da distribuição físico-química e da disponibilidade dos metais pesados nos solos.

Fiszman et al.,(1984). EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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MUITO OBRIGADO

GRACIAS

Marcio Osvaldo Lima Magalhães

Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

CPGA-CS

marciomagalhaes@gmail.commarciomagalhaes@ufrrj.br

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