A contaminação dos corpos d’agua é um problema conhecido, diferentes casos que vão de despejos impróprios de reagentes químicos em rios a mortes de animais por ingestão de pedaços de objetos plásticos frequentemente estampam as capas de jornais e são compartilhados nas redes sociais. Porém, além dessas perturbações mais evidentes causadas pela poluição das águas, o excesso de nutrientes como o nitrogênio no meio aquático é outro problema muito sério que afeta tanto a natureza quanto a saúde humana.
As principais origens antrópicas de contaminação por nitrogênio são o uso e descarte inadequado de fertilizantes nas atividades agrícolas, vazamentos de redes coletoras de esgoto, além de lixões e aterros sanitários construídos em locais impróprios. O nitrogênio é um nutriente essencial para o desenvolvimento da vida, mas, como tudo em nossas vidas, quando em excesso se torna um grande problema, sendo conhecido por ser um dos responsáveis por causar o fenômeno conhecido como eutrofização quando em grande quantidade no meio aquoso. Durante esse fenômeno uma camada esverdeada, causada pela alta reprodução de algas e cianobactérias ao se alimentarem do excesso de nutrientes no meio, recobre a superfície aquática bloqueando a entrada de luz e impedindo a fotossíntese, responsável pelo fornecimento de oxigênio ao ecossistema, e, da mesma maneira que os seres humanos não sobrevivem sem oxigênio, as espécies aquáticas são levadas a morte e toda a região dependente daquele corpo d’agua é afetada.
Uma das fontes de nitrogênio frequentemente encontradas em esgotos domésticos é o nitrato. O consumo da água por seres humanos com excesso de nitrato não é recomendado, pois pode causar a síndrome do bebê azul e está associado a formação de espécies cancerígenas. Portanto, o tratamento de esgotos domésticos que posteriormente são despejados em corpos aquáticos é de extrema importância para impedir diversos problemas ambientais e danos causados à saúde humana, mas como podemos fazer isso?
Uma das formas de combater o excesso de nitrogênio no meio aquático é o investimento em maneiras mais baratas e práticas de serem aplicadas nas Estações de Tratamento de Esgoto (ETEs), as responsáveis por limpar as águas residuais que deixam nossas casas. Dentro das próprias estações de tratamento são gerados resíduos sólidos conhecidos como lodo de esgoto, que assim como outros resíduos industriais, como é o caso do glicerol, em vez de serem descartados podem e devem ser reaproveitados de maneira que possam ajudar nossa sociedade e o meio ambiente. Dessa forma, com a intenção de ser uma comunidade cada vez mais sustentável, esta pesquisa teve como objetivo estudar maneiras de produzir materiais sólidos, conhecidos como adsorventes, capazes de remover nitrato do meio aquoso, a partir de duas matérias primas: (1) Glicerol e (2) Compósito de argila e lodo esgoto obtido na Estação de tratamento de esgoto de Monjolinho em São Carlos.
O glicerol foi transformado em carvão ao ser misturado com ácido sulfúrico e cloreto de ferro em um reator de ácido inox sob aquecimento (180 °C) por 15 min. Em seguida foi ao forno elétrico por 90 min a 515 °C e posteriormente foi novamente ao forno elétrico, porém com fluxo de amônia sob diferentes temperaturas (400, 600 e 800 °C). Os carvões de glicerol tratados a 600 °C e 800 °C demostraram ser capazes de remover nitrato do meio aquoso. O carvão de argila/lodo de esgoto foi diretamente tratado em forno elétrico com fluxo de gás amônia sob diferentes temperaturas (400, 600 e 800 °C) e não apresentou capacidade de remover nitrato da água. O esquema abaixo demostra como foi feita a produção desses carvões e os testes para remoção de nitrato do meio aquoso.
A principal questão para remoção do nitrato foi o desenvolvimento do que chamamos de estrutura porosa dos carvões e a inclusão de grupos nitrogenados que pudessem ajudar a remover o nitrato da água. De maneira mais clara, os carvões de glicerol produzidos apresentaram uma grande área e a presença de grupos contendo oxigênio que permitiram a inserção de outros grupos funcionais contendo nitrogênio em sua superfície por meio do tratamento com a amônia (NH3(g)). Esses novos grupos contendo nitrogênio somados a presença de espécies de ferro funcionaram como um local onde o nitrato pode ser ancorado (sítios adsortivos), isso porque eles geram uma carga positiva na superfície do carvão de glicerol que atrai a carga negativa presente no nitrato (“opostos se atraem”), além de estabelecerem ligações e trocas com o nitrato, facilitando sua remoção da água. O carvão a base de argila/lodo de esgoto não apresentou uma área bem desenvolvida e nem aceitou a adição de grupos em sua superfície que ajudassem na ancoragem do nitrato, ou seja, é basicamente como se você fosse ao mercado e não houvesse local para estacionar seu carro e ninguém na rua para te levar a um local disponível e você continuasse rodando pelas ruas. Portanto, este estudo é mais um passo na direção do reaproveitamento de resíduos ao mesmo tempo que ajuda a solucionar a contaminação dos corpos d’agua por fontes nitrogenadas como o nitrato.
Autor(a): Lucas Gorito dos Santos
Orientador(a): Wagner Alves Carvalho
Título da Tese: REMOÇÃO DE NITRATO EM SOLUÇÕES AQUOSAS POR PROCESSOS DE ADSORÇÃO EM COMPÓSITOS
O texto acima foi escrito com o objetivo de divulgar o trabalho desenvolvido no Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia/Química da Universidade Federal do ABC para o público geral e é de responsabilidade do(a) autor(a) da tese.