Remoção de bário por tecnologia de filtração direta utilizando meio filtrante com polímero sintético de alta capacidade de adsorção

Introdução

A presença de bário em águas subterrâneas pode estar relacionada a processos naturais ou a atividades antrópicas, como mineração e processos industriais. Por apresentar potencial toxicidade à saúde humana, sua concentração em águas destinadas ao consumo deve atender ao limite de 0,7 mg/L estabelecido pela legislação. A remoção desse contaminante apresenta desafios devido à sua elevada solubilidade. Nesse contexto, a filtração direta utilizando materiais adsorventes, como zeólitas modificadas com polímeros, destaca-se como alternativa promissora pela simplicidade operacional e pelo potencial de aplicação em sistemas descentralizados.

Objetivo

Avaliar a eficiência da zeólita natural modificada com polipirrol (PPy) na remoção de bário de águas destinadas ao abastecimento humano, considerando diferentes concentrações do contaminante.

Método

O estudo foi realizado em escala de bancada no Laboratório de Processos Ambientais da UFTM. Inicialmente, a zeólita natural foi modificada com polipirrol por meio de polimerização química em meio ácido, utilizando persulfato de amônio como agente oxidante. Em seguida, foram realizados ensaios de filtração por gravidade utilizando 20 g do meio filtrante e soluções de bário nas concentrações de 10, 20, 40 e 50 mg/L. Para cada condição, foram coletadas dez frações sucessivas de 25 mL. As amostras foram submetidas à digestão ácida e posteriormente analisadas por espectrometria de emissão atômica (MP-AES 4200, Agilent). A eficiência de remoção foi determinada pela comparação entre as concentrações inicial e final de bário.

Resultados e discussão

O meio filtrante apresentou eficiência superior a 90% para todas as concentrações avaliadas. Para 10 mg/L de bário, obteve-se eficiência média de 95,35%, com concentração final aproximada de 0,5 mg/L, atendendo ao limite de potabilidade de 0,7 mg/L. Para 20 mg/L, a eficiência foi de 94,53%, porém a concentração final média foi de aproximadamente 1 mg/L, permanecendo acima do limite estabelecido. Nas concentrações de 40 e 50 mg/L, foram obtidas eficiências médias de 90,13% e 90,55%, respectivamente, com concentrações finais de 4,1 e 4,9 mg/L. A redução da eficiência com o aumento da concentração inicial pode estar relacionada à saturação progressiva dos sítios de adsorção do meio filtrante. Entretanto, a manutenção de elevadas eficiências nas dez frações sucessivas indica boa capacidade de carga e estabilidade do material durante os ensaios.

Conclusão

Conclui-se que a utilização de zeólita ZN modificada com polipirrol (PPy) apresentou elevado potencial para a remoção de bário, com eficiências superiores a 90% em todas as concentrações avaliadas. O desempenho do meio filtrante, associado à estabilidade observada ao longo das frações, evidencia sua capacidade de retenção e potencial para aplicação em sistemas de tratamento de água. Entretanto, a elevada eficiência percentual de remoção não garantiu, em todas as condições, o atendimento ao padrão de potabilidade, sendo esse atendimento dependente da concentração inicial de bário. Dessa forma, o sistema mostra-se promissor como tratamento completo para águas com menores concentrações do contaminante e como etapa de pré-tratamento em situações de maior contaminação. Recomenda-se a continuidade dos estudos em escala piloto, visando avaliar o comportamento do material em condições próximas da aplicação real, especialmente quanto à saturação, capacidade de carga e vida útil do meio filtrante.

Palavras-chave

• Bário
• Zeólita ZN
• Polipirrol
• Adsorção
• Filtração