Avaliação eletroquímica da afinidade entre a opuntia ficus indica e metais pesados (cádmio, chumbo, mercúrio e o níquel)

Abstract

Com o intuito de utilizar biopolímeros naturais e biodegradáveis no tratamento de águas contaminadas, foi estudado o emprego de cacto (Opuntia ficus indica) na extração de metais pesados (Pb2+, Cd2+, Hg2+ e Ni2+) do meio aquoso. Para isso foi obtido o extrato desse cacto, que foi caracterizado por FTIR, TGA e EDS. A análise da afinidade entre a Opuntia e os metais foi realizada por meio de técnicas eletroquímicas, como voltametria cíclica e de redissolução anódica, que nos forneceram parâmetros como a corrente de pico anódica e a carga envolvida nos processos, permitindo estimar da quantidade de metal removida quando estão isolados ou em conjunto no mesmo meio. Também foram avaliados o tempo de contato entre o extrato da Opuntia e a solução metálica, a concentração do extrato e o pH da solução por meio de um planejamento fatorial de modelo quadrático 23, onde utilizamos como parâmetro a corrente de pico anódica do voltamograma cíclico. Como principais resultados foi observado que o extrato da Opuntia suporta temperaturas próximas 600 °C, pois a partir da análise termogravimétrica foi visto que nesta temperatura 37% do extrato não se degradou. Já na análise do EDS observou-se a presença de traços de Pb2+ e Cd2+ no extrato, após duas horas de imersão na solução metálica. Em relação as técnicas eletroquímicas, por voltametria cíclica foi observado a formação de complexo entre o extrato e os metais, por meio do deslocamento dos picos redox. E por redissolução anódica foi estimado, a partir da análise da carga, que a Opuntia remove 48%, 23%, 25% e 93% do Pb2+, Cd2+, Hg2+ e Ni2+ quando estão isolados, respectivamente, e 26%, 22% e 52% para o Pb2+, Cd2+ e Ni2+, respectivamente, e um aumento de 12% para o Hg2+ quando estão em conjunto no mesmo meio, ambos os sistemas foram avaliados após uma hora de contato com o extrato e solução contendo 1 mmol L-1 dos íons em 0,1 mol L-1 de HCl. Já utilizando a corrente de pico anódica a remoção foi equivalente à 91%, 99% e 33% para o Pb2+, Cd2+ e Hg2+, respectivamente, porém em relação ao Ni2+ não foi possível quantificar devido ausência de picos característicos deste metal. Nesta análise foi utilizado o tempo de contato de duas horas e a concentração dos metais foi de 10-5 mol L-1. Quanto ao planejamento foi observado que o tempo de contato e a concentração da Opuntia são mais efetivos na remoção dos metais.