Extração de Metais Pesados nas diferentes formas geoquimicas Marcio Osvaldo Lima Magalhães Doutorando do CPGA-CS UFRRJ Lunes, 26 de Enero de 2009

Comportamento dos Metais Pesados variações de pH; oxidação/redução; adsorção; ação microbiana. SHEPPARD & THIBAULT (1992). EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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

EXTRATORES DE METAIS PESADOS Os Metais Pesados no Solo Pb++ Cd++ Zn++ MO Pb++ Cd++ Zn++ + - Argila Pb++ Cd++ Zn++ C=O O _ Pb++ Zn++ C=O O Zn++ C=O O Pb Fe PbCO3 ZnCO3 CdCO3 EXTRATORES DE METAIS PESADOS

EXTRATORES DE METAIS PESADOS Algumas técnicas são utilizadas para fracionar e quantificar os metais do solo e sedimentos. EXTRATORES DE METAIS PESADOS

EXTRATORES DE METAIS PESADOS EXTRAÇÃO SIMPLES 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. EXTRATORES DE METAIS PESADOS

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Método de Extração Simples Lab. 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

EXTRATORES DE METAIS PESADOS Exemplo de Frações Geoquímicas Lab. 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

EXTRATORES DE METAIS PESADOS 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

EXTRATORES DE METAIS PESADOS EXTRAÇÃO SEQUENCIAL 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

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

Método BCR Lab. 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 Fonte: Sahuquillo et al., (1999). EXTRATORES DE METAIS PESADOS

EXTRATORES DE METAIS PESADOS 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

EXTRATORES DE METAIS PESADOS 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

EXTRATORES DE METAIS PESADOS 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

EXTRATORES DE METAIS PESADOS 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

EXTRATORES DE METAIS PESADOS 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

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

EXTRATORES DE METAIS PESADOS 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

Resumo 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 3 H2O2 8,8 mol L‑1 CH3COONH4 1 mol L‑1 pH 2,0  10 22 ± 5 85 ± 2 22 ± 5 1,ocasional Baixo Vol. Baixo Vol. 16 4 Água Régia (ISO 11466, 1995) 130 ± 3 Fonte: Modificado de Bascones (2003). EXTRATORES DE METAIS PESADOS

EXTRATORES DE METAIS PESADOS 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

MUITO OBRIGADO GRACIAS Marcio Osvaldo Lima Magalhães Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro CPGA-CS marciomagalhaes@gmail.com marciomagalhaes@ufrrj.br