Biossorção de metais pesados através da casca de banana

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PROCOTIL EDUCACIONAL 
TÉCNICO EM QUÍMICA 
 
 
 
 
ANDERSON FERNANDO GALDINO 
LUCAS BRITO CAVENAGHI 
NATALIA AKEMI TAKESHITA 
 
 
 
 
BIOSSORÇÃO DE METAIS PESADOS ATRAVÉS DA CASCA 
DE BANANA 
 
 
 
 
 
 
LIMEIRA/SP 
AGOSTO/2016
 
 
 
PROCOTIL EDUCACIONAL 
TÉCNICO EM QUÍMICA 
 
 
 
ANDERSON FERNANDO GALDINO 
LUCAS BRITO CAVENAGHI 
NATALIA AKEMI TAKESHITA 
 
 
BIOSSORÇÃO DE METAIS PESADOS ATRAVÉS DA CASCA 
DE BANANA 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado como requisito 
 parcial para obtenção do título de Técnico em Química 
 do curso de Química da Escola Procotil Educacional. 
 Orientador: Prof. Fábio Henrique dos Santos 
 
 
 
LIMEIRA/SP 
AGOSTO/2016 
 
 
DEDICATÓRIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedicamos para todas as pessoas que estiveram 
presentes enquanto estávamos elaborando nosso 
trabalho. Principalmente: 
-Nossas mães: Evangelita, Marilda e Albertina. 
-Nossos pais: Ney, Pedro (in memoriam). 
-Nossos professores que acompanharam nossa 
evolução durante o curso. 
-Todos os nossos amigos 
- Especialmente, para meu amigo Mateus Couto, que me 
ajudou tanto psicologicamente como fisicamente neste 
trabalho. (Natalia) 
Dedicamos a todos que de alguma maneira nos 
incentivaram a melhorar e ser uma pessoa melhor. 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
Primeiramente, á Deus pela oportunidade de adquirir novos conhecimentos e 
experiências, ás nossas famílias pelo amor, aos nossos amigos que acompanham 
nossos passos e nos ajudam sempre que podem, seja direta ou indiretamente. 
À nossa capacidade de sonhar e buscar melhores caminhos para crescer. 
Agradecemos todos os professores que passaram em nossas vidas, e 
principalmente os que estão acompanhando nosso crescimento nesse curso. 
Principalmente, o Prof. Fábio que nos orientou neste trabalho, nos 
incentivando e ajudando na elaboração do mesmo. 
Agradecemos a tudo que nos faz crescer a cada dia que passa. 
O nosso muito obrigado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Quando vejo uma criança, ela inspira-me 
dois sentimentos: ternura, pelo que é, e 
respeito pelo que pode vir a ser.” 
- Louis Pasteur 
 
 
 
 
 
RESUMO 
As grandes indústrias que geram efluentes com metais pesados, estão na 
obrigação de trata-lo para que possam descarta-lo no meio ambiente. Vários 
materiais e métodos são utilizados por elas, porém, como geralmente os efluentes 
são gerados em grande escala, o custo desse tratamento fica muito alto. No 
presente trabalho, procura-se mostrar uma nova maneira, com custo baixo de se 
fazer esse tipo de procedimento. Basicamente, desidratamos cascas de banana e 
trituramos. Essa farinha gerada é o biossorvente que tem como principal 
propriedade a adsorção. O próximo passo é adicionar ao efluente e analisar casos 
como: pH, concentração do biossorvente em relação ao efluente, tempo de agitação 
e, principalmente, a adsorção dos metais pesados em relação a esses fatores. Os 
metais pesados que foram analisados, são: Cromo hexavalente (Cr+6), Níquel (Ni+2) 
e Zinco (Zn+2). Para analisar quantitativamente os metais utilizamos o método 
simples da volumetria de complexação (complexometria) para o Zinco e para os 
demais levamos para análise em laboratório especializado. Vale ressaltar que o 
efluente não está desprovido de odores ou coloração indesejados pela adição de 
biossorventes. A casca de banana em si, faz com que o efluente adquira uma 
coloração amarelada devido substâncias presente em sua composição. 
Palavras-chave: Metais pesados. Biossorção. Cascas de banana. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ABSTRACT 
The major industries that generate effluents with heavy metals are obliged to 
treat it so that they can discard it in the environment. Various materials and methods 
are used by them, however, as usually effluents are generated on a large scale, the 
cost of treatment is very high. In this study, we aimed to demonstrate a new way, with 
low cost of doing this procedure. Basically, we remove the moisture in the banana 
peel and grind. This generated flour is biosorbent whose main property adsorption. 
The next step is to add to the effluent and analyze cases such as pH, concentration 
of the biosorbent with respect to the effluent, agitation time, and especially the 
adsorption of heavy metals in relation to these factors. Heavy metals that have been 
analyzed are: Hexavalent Chromium ( Cr+ 6) , Nickel ( Ni+ 2 ) and Zinc (Zn+ 2). 
To quantitatively analyze the metals we use the simple method of volumetrics 
complexation (complexometry) for zinc and others take for analysis at a specialized 
laboratory. It is noteworthy that the effluent is not devoid of unwanted odors and 
discoloration by adding biosorbents. The banana peel itself causes the effluent 
acquires a yellowish coloration due to substances present in its composition. 
Keywords: heavy metals. Biosorption. Banana peels. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 1 – Produção de bananas no mundo ...........................................................17 
Figura 2 – Representação esquemática do processo de secagem .........................19 
Figura 3 – Modelo de adsorção-redução do Cr VI ...................................................24 
Figura 4 – Representação do processo de adsorção ..............................................32 
Figura 5 – Tipos de isotermas de adsorção ...........................................................35 
Figura 6 – Esquema de um processo de biossorção ..............................................43 
Figura 7 – Materiais utilizados para preparação do biossorvente ...........................54 
Figura 8 – Estufa utilizada para secagem de cascas ..............................................55 
Figura 9 – Amostra no agitador magnético . ...........................................................55 
Figura 10 – Esquema do processo .............. ...........................................................56 
Figura 11 – Amostra ANTES/DEPOIS da titulação .................................................59 
Figura 12 – Cascas de banana desidratadas utilizados no trabalho .......................62 
Figura 13 – Micrografia da casca de banana ampliada 1000x ................................62 
Figura 14 – Microg. da casca de banana em contato com o chumbo 500x ............63 
Figura 15 – Espectro de infravermelho da casca de banana ..................................64 
Figura 16 – Gráfico para comparação dos resultados das análises ........................66 
Figura 17 – Influência do tempo de contato do processo de adsorção pela casca de 
banana (estudos feitos com urânio) ........... ...........................................................67 
Figura 18 – Efluente com zinco (Zn2+) ........ ...........................................................68 
Figura 19 – Efluente após adsorção filtrado (esquerda) e efluente com biossorvente 
(direita) ....................................................... ...........................................................69 
Figura 20 – Efluente filtrado ........................ ...........................................................69 
Figura 21 – Efluente inicial .......................... ...........................................................70 
Figura 22 – Efluente inicial2 ....................................................................................70 
Figura 23 – Porcentagem da adsorção dos íons metálicos pela casca de banana .72 
Figura 24 – Comparação dos resultados da análise ...............................................73 
Figura 25 – Comparação Zinco (mgL) ......... ...........................................................73 
Figura 26 – Comparação Níquel (mg/L) ...... ...........................................................74 
Figura 27 – Comparação Cromo VI ............. ...........................................................74 
Figura 28 – Logo LNA tratamentos biosustentáveis ................................................78 
Figura 29 – Fluxograma do processo .......... ...........................................................79 
Figura 30 – Mapa de risco ........................... ...........................................................80 
 
 
LISTA DE TABELAS 
Tabela 1 – Composição da banana madura ...........................................................14 
Tabela 2 – Teor mineral da banana madura ...........................................................15 
Tabela 3 – Vitaminas existentes na banana madura ...............................................15 
Tabela 4 – Regiões dos principais países que produzem banana ..........................16 
Tabela 5 – Processos de tratamentos de efluentes para metais pesados ..............29 
Tabela 5 – Processos de tratamentos de efluentes para metais pesados ..............30 
Tabela 6 – Algumas aplicações de adsorventes comerciais ...................................33 
Tabela 7 – Reações entre Kf e a capacidade de adsorção ......................................38 
Tabela 8 – Mecanismos e características do processo de biossorção ....................41 
Tabela 9 – Resolução CONAMA .............................................................................50 
Tabela 10 – NBR 9800, NB 1032 Parâmetros básicos ...........................................51 
Tabela 11 – Valores da titulação .............................................................................59 
Tabela 12 – Valores da titulação 2 ..........................................................................60 
Tabela 13 – Valores da titulação 3 ..........................................................................60 
Tabela 14 – Valores da titulação 4 ..........................................................................61 
Tabela 15 – Principais grupos funcionais presentes na casca de banana ..............65 
Tabela 16 – Concentração do efluente inicial..........................................................71 
Tabela 17 – Concentração do efluente após adsorção ...........................................71 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 11 
2 OBJETIVO ................................................................................................................... 12 
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ........................................................................................ 13 
3.1 BANANA ................................................................................................................... 13 
3.1.1 CARACTERÍSTICAS DA FRUTA ......................................................................... 13 
3.1.2 PRODUÇÃO E COMÉRCIO DE BANANA ........................................................... 15 
3.1.3 CASCAS DE BANANA ......................................................................................... 17 
3.2 DESIDRATAÇÃO/SECAGEM .................................................................................. 19 
3.3 EFLUENTES ............................................................................................................ 20 
3.3.1 METAIS PESADOS .............................................................................................. 21 
3.4 CARACTERÍSTICAS DOS METAIS ........................................................................ 22 
3.5 PROCESSOS UTILIZADOS PARA REMOÇÃO DOS METAIS PESADOS ............ 27 
3.6 ADSORÇÃO ............................................................................................................. 31 
3.6.1 EQUILÍBRIO DE ADSORÇÃO.............................................................................. 34 
3.6.2 ISOTERMAS DE ADSORÇÃO ............................................................................. 34 
3.6.2.1 ISOTERMA DE LANGMUIR ................................................................................. 36 
3.6.2.2 ISOTERMA DE FREUNDLICH .............................................................................. 37 
3.6.3 ADSORÇÃO EM LÍQUIDOS ................................................................................. 38 
3.6.4 BIOSSORÇÃO ...................................................................................................... 39 
3.6.4.1 FATORES QUE INFLUENCIAM O DESEMPENHO NA BIOSSORÇÃO ............. 43 
3.6.4.2 BIOSSORVENTES ............................................................................................... 45 
3.7 COMPLEXOMETRIA/VOLUMETRIA DE COMPLEXAÇÃO.................................... 47 
3.8 LEGISLAÇÃO AMBIENTAL ..................................................................................... 49 
4 METODOLOGIA .......................................................................................................... 52 
5 MATERIAIS E MÉTODOS ........................................................................................... 53 
5.1 MATERIAIS .............................................................................................................. 53 
5.1.1 AMOSTRAS .......................................................................................................... 53 
5.1.2 EQUIPAMENTOS E VIDRARIAS DE LABORATÓRIO ........................................ 53 
5.1.3 PRODUTOS E REAGENTES UTILIZADOS ........................................................ 54 
5.2 MÉTODOS ............................................................................................................... 54 
5.2.1 PREPARAÇÃO DO BIOSSORVENTE ................................................................. 54 
5.2.2 PRAPARAÇÃO DA AMOSTRA ............................................................................ 55 
 
 
5.2.3 DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE ÍONS ZN2+ POR 
COMPLEXOMETRIA .......................................................................................................... 57 
6 RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................................ 62 
6.1 CARACTERIZAÇÃO ................................................................................................ 62 
6.2 REMOÇÃO DOS METAIS PESADOS ..................................................................... 65 
6.3 TEMPO DE EQUILÍBRIO ......................................................................................... 67 
6.4 INFLUÊNCIA DA VARIAÇÃO DE pH ....................................................................... 67 
6.5 DETERMINAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DE ZN POR COMPLEXOMETRIA ....... 68 
6.6 RESULTADOS DO EFLUENTE COM NIQUEL E CROMO VI .................................. 70 
7 CONCLUSÃO .............................................................................................................. 75 
8 ANEXOS ...................................................................................................................... 77 
9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 83 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
1 INTRODUÇÃO 
O meio ambiente sofre ameaçasá medida que a população cresce e faz com 
que os processos de produção de alimentos, acessórios, objetos, ou seja, tudo que 
é utilizado pelo ser humano, seja produzido desenfreadamente, ou até mesmo em 
excesso. Toda indústria gera resíduos ou efluentes que são sobras do processo de 
fabricação. Existem leis que demandam o tratamento para que esse efluente possa 
ser descartado no meio ambiente. 
Com efeito, a superprodução gerou um acúmulo de resíduos industriais e 
agrícolas, como por exemplo, os metais em forma de íons metálicos presentes em 
ambientes aquosos em quantidades acima da permitida pela legislação. Tais 
substâncias, denominadas metais pesados, são bioacumulativas e sua ingestão 
pode ocasionar desde intoxicações leves a doenças crônicas que podem levar a 
óbito (GOULART; MARINHO; SOUZA, 2012). 
As formas de tratamento são várias, como por exemplo: Iodos ativados, 
processos de floculação, sedimentação e coagulação, processos biológicos, 
precipitação, troca iônica, entre outros. Todos possuem uma característica em 
comum, o alto custo, por isso, atualmente, são realizadas pesquisas com o objetivo 
de encontrar novas maneiras de se tratar esse efluente sem que se utilizem altos 
investimentos com equipamentos, materiais e reagentes. 
A adsorção é um dos métodos estudados como uma alternativa diferente de 
tratamento. O adsorvente mais conhecido é o carvão ativo ou carvão ativado, porém, 
mesmo sendo o mais eficaz, não é o mais barato e se enquadra junto com as outras 
maneiras que possuem alto custo de investimento. 
Visando substituir ou melhorar a remoção dos metais, métodos alternativos de 
adsorção vêm sendo desenvolvidos, com ênfase nos processos que utilizam 
biomassa. Isso porque o Brasil produz diversos subprodutos agroindustriais que 
normalmente seriam descartados e apresentam uma solução menos onerosa e 
eficiente (J. FILHO; MOTA; SEOLATTO, s.d.). 
 
 
 
12 
 
2 OBJETIVO 
O fenômeno chamado de adsorção consiste na retenção de substâncias 
líquidas, gasosas ou dissolvidas na superfície do adsorvente. O fenômeno difere da 
absorção, pois ocorre somente na superfície do material (MIMURA; SALES; 
PINHEIRO, 2010). 
Um dos mais conhecidos é o carvão ativo, porém neste trabalho vamos 
explorar um adsorvente de origem natural e que, segundo pesquisas e vários 
trabalhos acadêmicos possui um alto teor de adsorção. Nosso objetivo é provar que 
ele é eficiente e pode substituir o carvão ativo, trazendo como vantagens a 
diminuição do custo, pois como é natural, obviamente é mais barato e não tem que 
ser produzido e sim adaptado para uso. 
Esses adsorventes de origem natural são chamados biossorventes, e o 
método de biossorção. A biossorção consiste na utilização de biomassa, ou seja, 
matéria orgânica viva ou morta como substituto do carvão ativo. São utilizados 
cascas de fruta desidratadas e trituradas. Espera-se que com esse trabalho, seja 
possível determinar a capacidade de adsorção da casca de banana in natura na 
remoção de metais pesados em efluentes. 
Os mecanismos subjacentes à biossorção dependem de diversos fatores 
como a composição química da célula, mais especificamente da parede celular do 
material biossorvente, as condições físico-químicas do meio externo e as 
propriedades químicas do metal. Segundo Volesky, a biossorção pode envolver uma 
combinação de vários processos como complexação, permuta iónica, adsorção e 
microprecipitação. A acrescentar à capacidade de remover metais, Mattuschka et al. 
referiram a adsorção seletiva como sendo uma importante qualidade detectada na 
diversidade biológica (TAVARES; SILVA; GONÇALVES, s.d.). 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
3.1 BANANA 
A banana é o nome de um fruto que se origina de uma planta 
monocotiledônea (angiosperma que contém um cotilédone para reserva de 
nutrientes para o embrião), da ordem Scitamineae. Nessa ordem existe a família 
Musaceae, subfamília Musoidaee genêro Musa. Dentro desse existe, 
aproximadamente, 30 espécies diferentes, as quais são consumíveis pelo ser 
humano. 
Segundo a FAO (2013), a banana é o segundo fruto mais consumido no 
mundo, perde apenas para a laranja. São 11,4 kg/hab/ano. Sendo o continente 
americano, América do Sul e América Central uns dos maiores consumidores 
anuais. 
A banana seca ou banana passa apresenta elevado teor de açúcares. Pode 
ser classificada entre os produtos de alto valor alimentício, facilmente assimilável. 
Seu valor energético é da ordem de 318 kcal/100g, sendo que 125g por dia 
bastariam para cobrir um quarto das necessidades alimentícias de um menino de 10 
anos, em valor energético, glicídios, proteínas de origem vegetal, potássio, ferro e 
magnésio, e um oitavo das necessidades em fósforo, cloro, zinco e vitamina C 
(TRAVAGLINI, 1995). Se consumida na forma in natura ou seca, apresenta altos 
níveis de valor alimentício, energético, ou seja, ela é uma fonte rica de nutrientes 
necessários ao nosso organismo. 
 
3.1.1 CARACTERÍSTICAS DA FRUTA 
A banana madura apresenta 19% de açucares e 1% de amido. O fruto é 
basicamente composto de: água (70%); proteína (1,2%); carboidrato rico em fósforo 
(27%), apresentando regular teor de cálcio, ferro, cobre, zinco, iodo, manganês e 
cobalto, vitamina A, tiamina, riboflavina, niacina e vitamina C (Simão, 1971). 
As bananas têm recebido atenção especial dos pesquisadores devido as suas 
características aromáticas. Com mais de 350 compostos identificados, os maiores 
constituintes são os ésteres amil e éster isoamil de ácidos butírico, propiônico e 
acético (LIMA; NEBRA; QUEIROZ, 2000). 
Os ésteres são compostos de baixa polaridade e com ponto de ebulição 
menor do que os ácidos carboxílicos de peso molecular semelhante. Podem ser 
14 
 
sintetizados através de reação entre um ânion carboxilato e um haleto de alquila, ou 
ainda, pela reação de esterificação de Fischer, à qual se tem dado maior ênfase 
devido à viabilidade de aplicação industrial para síntese de flavorizantes (RIGONI 
MEDEIROS, 2008). 
A banana pode ser chamada de produto biológico higroscópico, ou seja, 
possui uma alta capacidade de absorver a umidade/água presente no ar. 
Os produtos higroscópicos têm a propriedade de realizar trocas de água, sob 
a forma de vapor ou líquido, com o ambiente que os envolve, por absorção ou 
dessorção, considerando as características hídricas dos produtos e do meio que o 
circunda (LIMA; NEBRA; QUEIROZ, 2000). 
Nas tabelas (1,2,3) abaixo estão representados os componentes como: 
nutrientes, vitaminas, minerais, açúcares, entre outros, que estão presentes na 
banana madura. 
Tabela 1 – Composição da banana madura 
Fonte: Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais (2000, p. 88) 
As referências nas tabelas são de autores de livros, cientistas, que se 
propuseram a fazer o experimento para obter os valores. Porém, como é percebível, 
alguns constituintes são bem distintos um dos outros de acordo com o autor, isso 
devido a espécie de banana analisada e os instrumentos utilizados no processo. 
15 
 
Tabela 2 – Teor mineral da banana madura 
Fonte: Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais (2000, p. 89) 
Cada espécie de banana contém um percentual diferente em relação á sua 
composição. Como se vê na tabela 2, alguns minerais variam drasticamente, como o 
potássio. Provavelmente, os autores utilizavam bananas diferentes ou talvez os 
resultados nunca sejam objetivos. 
Tabela 3 – Vitaminas existentes na banana madura 
Fonte: Revista Brasileira de Produtos Agroindustriais (2000, p. 89) 
 
3.1.2 PRODUÇÃO E COMÉRCIO DE BANANA 
A bananeira é uma planta tropical, que apenas se desenvolveem locais 
úmidos e calorentos. 
16 
 
Essas condições são, geralmente, registradas na faixa entre os paralelos de 
30° norte e sul, nas regiões onde as temperaturas permanecem acima de 10°C e 
abaixo de 40°C. Entretanto, há possibilidade de seu cultivo em latitudes maiores de 
30°, contanto que a temperatura o permita (Departamento de Tecnologia de 
Alimentos, do ICTA – Instituto de Ciência e Tecnologia de Alimentos – UFRGS, s.d.). 
Tabela 4 – Regiões dos principais países que produzem banana 
África Região do 
Caribe 
Oriente Médio América do 
Sul 
América 
Central 
Angola Cuba Israel Argentina Costa Rica 
Rep. Camarões 
Ocidental 
Guadalupe 
(França) 
Jordânia Brasil Guatemala 
Rep. Camarões 
Oriental 
Ilhas Windward Líbano Colômbia Honduras 
Zaire (Congo) Jamaica --- Equador México 
Costa do Marfim Martinica 
(França) 
--- Guianas Nicarágua 
Guiné República 
Dominicana 
--- Paraguai Panamá 
Madagascar --- --- Venezuela --- 
Moçambique --- --- --- --- 
Somália --- --- --- --- 
 
Fonte: Departamento de Tecnologia de Alimentos, do ICTA – Instituto de Ciência e Tecnologia de 
Alimentos – UFRGS, s.d. 
 
A tabela 4 representa as principais regiões de produção de banana, com 
exceção do continente asiático, que é o maior e não foi mencionado na tabela 
acima. 
A banana é uma das frutas mais importantes no mundo, tanto no que se 
refere à produção quanto à comercialização. Para muitos países, além de ser um 
alimento primordial, a banana apresenta grande relevância social e econômica 
(FIORAVANÇO, 2003). 
17 
 
A banana destaca-se na primeira posição no ranking mundial das frutas, com 
uma produção de 106,5 milhões de toneladas. O Brasil produz sete milhões de 
toneladas, com participação de 6,9% nesse total (IBGE, fevereiro de 2014). 
O continente asiático lidera a produção de banana no ranking mundial. O 
Brasil está entre os cinco maiores produtores de banana. 
A banana é a segunda fruta mais consumida no planeta, com 11,4 
kg/hab/ano, perdendo apenas para a laranja, com 12,2 kg/hab/ano. O continente 
americano é o maior consumidor, com 15,2 kg/habitantes/ano, destacando-se a 
América do Sul, com 20 kg/habitantes/ano e a América Central, com 13,9 
kg/habitantes/ano (FAO, agosto de 2013). 
Figura 1 – Produção de bananas no mundo 
Fonte: VIEIRA, 2015 
A figura 1 representa os seis países que produzem mais bananas 
anualmente. O continente asiático lidera essa lista, Índia, China, Filipinas, Indonésia. 
Dentre os seis, quatro são países do continente asiático e dois da América do Sul. 
 
3.1.3 CASCAS DE BANANA 
Dentre tantas bananas consumidas, nos esquecemos das cascas que são 
jogadas fora. 
A casca da banana corresponde entre 30- 40% de seu peso total. Com o seu 
descarte tem-se a geração de uma grande quantidade de resíduos agroindustriais. 
As principais utilizações desses resíduos são na produção de adubos, ração animal 
e para a produção de proteínas (COSTA et al., 2012). 
18 
 
Geralmente as cascas das bananas consumidas, são descartadas, 
representando mais de um terço do seu peso total (ROSSO, 2009). O descarte 
inadequado dessas cascas podem causar problemas à saúde e ao meio ambiente, 
pois quando acumulados a céu aberto podem atrair e proliferar vetores (ratos, 
baratas e moscas), que podem transmitir doenças (VIZU et al., 2012). 
A casca da banana constitui-se em uma proteção individual, de fácil remoção, 
higiênica e prática. A ausência de suco na polpa ou de sementes duras e 
disponibilidade durante todo o ano também contribuem para a sua aceitação 
(LICHTEMBERG, 1999). 
A casca da banana pode ser utilizada para a fabricação de farinha para a 
produção de pães, bolos e biscoitos (ALVARENGA, 2011). Ela também pode ser 
usada na produção de álcool e metano, para a alimentação animal e na 
compostagem (ROSSO, 2009). 
De acordo com Gondim et al. (2005) as cascas são ricas fontes de fibras e 
possuem maior teor de nutrientes do que o fruto, que é a parte comestível. 
No estudo de Emaga et al. (2008) os autores sugerem que a caracterização 
química das fibras dietéticas1 de cascas de banana mostraram que as pectinas2 são 
adequadas para a formação de géis e serviriam para utilização em geleias e outras 
formulações alimentícias e para o enriquecimento de produtos alimentícios. Merece 
ser ressaltada ainda, a relevância em se minimizar o impacto ambiental causado 
pelo excesso de resíduos das cascas de frutas (MIGUEL et al., 2008). 
Além desse aproveitamento, as cascas de bananas podem ser usadas 
também como adsorventes, ou melhor, biossorventes. 
O uso da casca de banana como adsorvente diminui o impacto ambiental de 
duas formas, ou seja, a biomassa residual que muitas vezes torna-se um poluente 
pelo acúmulo é retirada do local onde é gerada ou depositada e as águas 
residuárias podem ser tratadas com esta biomassa (BONIOLO, 2008). 
Observa-se que nos últimos anos tem se intensificado o uso da casca de 
banana como um excelente adsorvente na remoção de compostos orgânicos e 
metais presentes em efluentes contaminados, uma vez que a casca de banana 
 
1
 As fibras dietéticas são nutrientes encontrados nos vegetais que não são digeridos pelas enzimas 
do sistema digestivo humano, não possuindo calorias. 
2
 As pectinas consistem em complexos de polissacarídeos estruturais presentes em vários tecidos 
vegetais, as quais fazem parte de uma variada classe de substâncias denominadas de pécticas. 
19 
 
possui em sua estrutura a presença de substâncias como ácidos orgânicos 
pequenos, proteínas, lignina, dentre outros (JESUS et al., 2005; KAUFMANN et al., 
2002). Tal utilização, segundo Goulart et al. (2011), se deve ao fato da mesma 
possuir em sua constituição materiais lignocelulósicos (polares e higroscópicos). 
A presença de substâncias como ácido péctico, ácidos orgânicos pequenos, 
lignina e proteínas torna este material muito atrativo para a adsorção de substâncias 
catiônicas (Jesus et al., 2005). 
 
3.2 DESIDRATAÇÃO/SECAGEM 
A desidratação ou secagem é um método antigo utilizado para conservar 
alimentos, pois retirando a água, que é um dos pontos decisivos na validade do 
alimento, é possível conserva-lo. Há vários processos que podem ser utilizados, os 
mais conhecidos são: Exposição ao ar quente, desidratação osmótica e a por micro-
ondas. 
O processo de secagem envolve o transporte de umidade do interior para a 
superfície do alimento. Desta forma, a água nele contida é eliminada, tanto na forma 
líquida como de vapor. Os valores de tempo e temperatura do processo devem ser 
bem controlados para evitar danos ao material e alteração nas propriedades físicas 
e químicas do produto (PONTES et al,. 2009). 
Basicamente, ocorre a transferência de calor e de massa, consequentemente, 
diminuindo o teor de água do material por meio de evaporação. 
Figura 2 – Representação esquemática do processo de secagem 
Fonte: DIAS, 2013 
Muitas vezes a secagem convencional é realizada em uma estufa. A 
transferência de calor em estufas ocorre por meio da convecção, através da troca de 
calor entre um fluido e um sólido. Assim, o ar, aquecido por uma fonte de energia, 
20 
 
transfere calor para a superfície sólida do produto a ser seco. O gradiente de 
temperatura entre esta superfície aquecida e o centro do material provoca, então, a 
troca de calor entre estas duas regiões, agora por condução térmica. Esse processo 
é o mesmo que se observa em fornos domésticos a gás, onde grande parte do calor 
gerado é inicialmente utilizada no aquecimento do ar e das paredes de dentro do 
forno (DIAS, 2013). 
 
3.3EFLUENTES 
Com o aumento da poluição devido à necessidade de produzir cada vez mais, 
as pessoas começaram a perceber como isso afeta de forma direta o meio 
ambiente. Assim, as indústrias são obrigadas a descartar um resíduo ou efluente de 
forma que não agrida o meio ambiente. Obviamente, esse ato melhora a imagem de 
várias empresas, e apenas tratam porque viram que na terra, quem fica no topo da 
cadeia, é o meio ambiente e sem ele, não tem nós e mesmo sem querer temos que 
admitir que esse mundo não é nosso. E quanto mais o destruímos, mais nos 
destruímos. 
Então, como uma forma de evitar uma catástrofe, para prevenir todos são 
obrigados a seguir normas nas quais devem deixar o seu efluente de acordo para o 
descarte. A Resolução CONAMA nº 357, de 17 de Março de 2005, estabelece que 
“Os efluentes de qualquer fonte poluidora somente poderão ser lançados, direta ou 
indiretamente, nos corpos de água, após devido tratamento e desde que obedeçam 
as condições, padrões e exigências dispostos nesta Resolução e em outras normas 
aplicáveis”. 
Assim, surgiu um custo a mais para todas as indústrias, porém elas poderiam 
aproveitar para colocar outro tipo de método em prática, a “reutilização”. O 
reaproveitamento de seus efluentes seria outra maneira de tratar, mas em favor da 
empresa. 
Vale ressaltar os efluentes que contém grande concentração de íons 
metálicos, ou seja, vários metais pesados. São esses os responsáveis pela poluição 
de lagos e rios, quando descartados de forma inadequada. 
Segundo a ABETRE (Associação Brasileira de Empresas de Tratamento, 
Recuperação e Disposição de Resíduos Especiais) dos 2,9 milhões de toneladas de 
resíduos industriais perigosos gerados anualmente no Brasil, apenas 850 mil 
21 
 
toneladas são descartadas adequadamente, sendo o restante depositado 
indevidamente em lagos, rios e lixões sem serem tratados (LIMA; MERÇON, 2011). 
 
3.3.1 METAIS PESADOS 
Duffus (2002), em um relatório técnico apresentado à União Internacional de 
Química Pura e Aplicada (IUPAC), relatou os resultados de uma extensa revisão 
bibliográfica sobre as definições de metal pesado. Em relação às propriedades 
químicas, as principais definições identificadas foram: 
 Massa específica: metais pesados apresentam massa específica elevada, 
sendo maior ou igual a um determinado valor de referência que, em função de cada 
publicação, varia entre 3,5 e 7,0 g/cm3; 
Massa atômica: metais pesados apresentam elevada massa atômica, sendo o 
sódio (massa atômica igual a 23) usado como referência; 
Número atômico: metais pesados apresentam elevado número atômico, 
sendo o cálcio (número atômico igual a 20) usado como referência. Dentro desses 
critérios, alguns autores consideram que qualquer tipo de metal pode ser um metal 
pesado, enquanto outros incluem apenas os metais de transição (LIMA; MERÇON, 
2011). 
Além das propriedades químicas utilizadas nessas definições, outros autores 
destacam aspectos importantes a serem considerados na conceituação de metal 
pesado. Hawkes (1997) observou que, além da elevada massas específicas existiam 
outras propriedades importantes para a sua definição: a formação de sulfetos e 
hidróxidos insolúveis, a formação de sais que geram soluções aquosas coloridas e a 
formação de complexos coloridos (LIMA; MERÇON, 2011). 
Os metais pesados quando em excesso podem afetar de forma grave a saúde 
dos seres humanos, pois são acumulativos. Alguns deles podem ser cancerígenos. 
Em corpos d’água, a toxicidade de um metal em água varia em função do pH 
e dos teores de carbono dissolvidos e em suspensão, visto que os metais interagem 
com o carbono e seus compostos, formando complexos ou sendo adsorvidos (Baird, 
2002). 
Quando se encontra na forma de cátion ou ligado a cadeias carbônicas, o 
metal é bem mais tóxico do que quando está em sua forma livre. Em organismos, 
como exemplo, os seres humanos, a pior coisa é a afinidade desse metal com o 
22 
 
enxofre, pois ele reage com o radical sulfidrila (-SH) que está presente na estrutura 
das proteínas, tendo como consequência a alteração das propriedades dessa 
proteína, alterando de forma definitiva o metabolismo desse organismo. 
A presença de um metal em um corpo d’água pode afetar os seres que ali 
habitam de duas formas básicas: pode ser tóxico ao organismo ou pode ser 
bioacumulado, tendo seu efeito potencializado ao longo da cadeia alimentar. A 
biomagnificação ou amplificação biológica consiste no aumento progressivo da 
concentração do metal à medida que se avança na cadeia alimentar. A 
biomagnificação3 decorre dos seguintes fatores: a necessidade de um grande 
número de seres do nível trófico anterior para alimentar um ser do nível trófico 
posterior e o contaminante não é metabolizável, mas é lipossolúvel, acumulando-se 
nos tecidos gordurosos dos seres vivos. Em função desse processo, mesmo um 
descarte de um metal em concentração reduzida pode trazer dano a um 
ecossistema (Braga et al., 2002). 
Um evento marcante em termos de contaminação por metais pesados e que 
exemplifica a biomagnificação foi registrado na década de 1950 na Baía de 
Minamata (Japão). Nesse local, o contínuo descarte de resíduos contendo mercúrio 
contaminou os peixes e, em consequência, milhares de pessoas que se 
alimentavam desses peixes (Baird, 2002). 
Geralmente, efluentes contaminados com metais pesados são encontrados 
em indústrias de diferentes tipos, como: mineradoras, galvanoplastia, curtumes e 
manufaturas de produtos eletrônicos. Mas, além de indústrias, instituições de ensino 
geram efluentes devido o uso de substâncias e soluções em laboratórios e devem 
também descartar de forma adequada. 
 
3.4 CARACTERÍSTICAS DOS METAIS 
No presente trabalho, os metais pesados analisados foram: Cromo 
hexavalente (Cr+6), Níquel (Ni+2) e Zinco (Zn+2). Segue abaixo as principais 
características e informações sobre cada um desses metais: 
 
3
 Biomagnificação e bioconcentração são termos que englobam aspectos semelhantes, mas que 
apresentam significados distintos. A bioconcentração é o acúmulo de uma determinada substância 
nos organismos aquáticos, preferencialmente em seu tecido adiposo, devido à sua lipossolubilidade. 
Por sua vez, a biomagnificação corresponde ao aumento da concentração de uma determinada 
substância ao longo da cadeia alimentar. 
23 
 
Cromo hexavalente (Cr+6): 
Nome químico: Cromo 
Fórmula Molecular: Cr 
Massa molecular: 51,996 
Número atômico: 24 
O cromo é o sétimo metal mais abundante na Terra. E não é encontrado livre 
na natureza, apenas em seus estados de oxidação. 
O cromo, a despeito de seus vários estados de oxidação, está presente na 
natureza comumente em apenas dois estados de oxidação, Cr (III) e Cr (VI). As 
propriedades do Cr (III) e do Cr (VI) têm sido relatadas quanto à sua toxidade aguda 
e crônica, à sua toxidade dermatológica e sistêmica, à sua toxicocinética, 
citotoxidade, genotoxidade e à sua ação cancerígena (Senthurchelvan et al., 1996). 
Cromo VI existe na forma de cromato (CrO4
2-), dicromato (Cr2O7
2-) ou trióxido 
de cromo (CrO3). Os compostos de Cr (VI) são fortemente oxidantes sob condições 
ácidas (pH = 0) (Seiler et al., 1988): 
 Cr2O
2- + 14H+ 6e- ⇔ 2Cr3+ + 7H2O Eº= 1,33 V (1) 
e muito menos oxidantes em condições básicas (pH = 14) onde ele existe 
como cromato (Seiler et al., 1988): 
CrO4
2- + 4H2O + 3e
- ⇔ Cr(OH)3(s) + 5OH
- Eº= - 0,13 V (2) 
Ao contrário do íon trivalente, o cromo no estado de oxidação VI é conhecido 
como um poderoso irritante epitelial que pode causar lesõese dermatites e é 
confirmadamente um cancerígeno para os humanos. Adicionalmente, Cr (VI) 
também é tóxico para muitas plantas, animais aquáticos e bactérias (Kimbrough et 
al., 1999). 
Quanto a genotoxidade e mutagenicidade, compostos de Cr (VI) e Cr (III) têm 
sido testados em culturas celulares e bactérias in vivo e os resultados dos testes 
foram positivos para o Cr (VI), enquanto que os compostos de Cr (III) se mostraram 
essencialmente inativos. O modelo absorção-redução mostrado na figura 3 é usado 
para esclarecer os mecanismos da ação toxicológica do cromo dentro da célula. No 
pH fisiológico, o Cr (VI) se encontra nas formas HCrO4
- e CrO4
2-, as quais se 
assemelham estruturalmente aos íons SO4
2- e HPO4
2- e por isso são absorvidas para 
dentro da célula através dos canais iônicos. Por outro lado, a absorção de 
24 
 
complexos de Cr (III) é muito mais lenta, entretanto o potencial mutagênico de 
alguns de seus complexos não pode ser desconsiderado. Uma vez que atravessou a 
membrana celular, o Cr (VI) passa por um processo de redução do qual podem 
participar vários agentes redutores presentes no meio celular (glutationa, ascorbato, 
cisteína, íon peróxido, flavoenzimas e açúcares). O Cr (VI) pode ser convertido aos 
estados de oxidação V, IV e III, os quais podem causar danos ao DNA que são 
divididos em quatro grupos: formação de adutos Cr-DNA, ligações Cr-DNA-proteínas 
de diferentes formas, clivagem do DNA e oxidação do DNA (Ferreira, 2002). 
Portanto, o Cr (VI) não é genotóxico por si próprio; a genotoxidade do cromo é 
mediada pela redução intracelular do Cr (VI) para Cr (III), que é a forma genotóxica 
do cromo (RUOTOLO, 2003). 
Figura 3 – Modelo “adsorção-redução” do Cr (VI) no interior da célula 
Fonte: Katz e Salem, 1994 
A presença do cromo nos corpos hídricos causa impactos, altamente 
desfavoráveis, afetando a saúde da população humana que consome a água e se 
alimenta de peixes que se desenvolvem nestes locais. A bioacumulação em 
humanos pode apresentar efeitos imediatos e crônicos pela acumulação por longos 
25 
 
períodos de tempo, e consequências genéticas para gerações futuras (CHEIS, 
2013). 
Alguns dos sintomas causados por envenenamento de Cr são: rinite e sinusite 
crônica, atrofia da mucosa nasal, alterações na pele, no sistema circulatório e no 
trato gastrointestinal (RIBEIRO et al., 2009). 
Além dos aspectos toxicológicos e da necessidade de cumprimento da 
legislação que estabelece limites de emissão de compostos de cromo, o fato de que 
este metal é amplamente utilizado pelas indústrias vem ainda reforçar a necessidade 
do desenvolvimento de novas tecnologias para o tratamento de efluentes contendo 
cromo (RUOTOLO, 2003). 
Níquel (Ni+2): 
Nome químico: Níquel 
Fórmula Molecular: Ni 
Massa molecular: 58,6934 
Número atômico: 28 
O Níquel é o vigésimo-segundo elemento mais abundante na Terra. 
O Níquel é um metal que em temperatura ambiente é sólido, prateado e 
razoavelmente duro, dúctil e maleável. Ele forma compostos inorgânicos solúveis 
(hidróxidos, sulfatos, cloretos e nitratos) e insolúveis (óxidos e sulfetos). Possui 
vários estados de oxidação, porém o mais comum é o Ni2+, pois pode formar vários 
complexos. 
O metal é muito usado sob a forma pura, para fazer a proteção de peças 
metálicas, pois oferece grande resistência à oxidação. Suas principais aplicações 
são em ligas ferrosas e não ferrosas para consumo no setor industrial, em material 
militar, em moedas, em transporte/aeronaves, em aplicações voltadas para a 
construção civil e em diversos tipos de aços especiais, altamente resistentes à 
oxidação, como os aços inoxidáveis, bem como em ligas para a fabricação de imãs 
(metal Alnico), em ligas elétricas, magnéticas e de expansão, ligas de alta 
permeabilidade, ligas de cobre-níquel, tipo níquel-45, e em outras ligas não ferrosas. 
A niquelagem de peças é feita por galvanoplastia, usando banhos de sais de níquel. 
O óxido de níquel é usado como catalisador em diversos processos industriais e, 
dos sais, o sulfato é o mais empregado, destinando-se a banhos para niquelagem, 
que é realizado através da galvanoplastia usando banhos de sais de níquel. 
26 
 
Efeitos colaterais relacionados ao níquel podem ocorrer por inalação de ar, 
ingestão de água e alimentos ou contato com a pele. Quando em contato com a 
pele, pode causar dermatite de contato, muito presente em pessoas que usam 
bijuterias e adereços de roupas que contenham esse metal. O tabaco também é 
uma forma de exposição ao níquel, pois ele pode conter 1,3 a 4,0 µg de Ni/kg. 
A maior preocupação em relação à exposição ao níquel é a respiratória, que 
ocorre principalmente por inalação de poeiras de compostos insolúveis, de aerossóis 
formados a partir das soluções dos compostos solúveis e de vapores de carbonila de 
níquel. Geralmente, atividades como: mineração, moagem e a fundição dos 
minérios, são as principais formas de exposições ocupacionais, a partir de sulfetos e 
óxidos. Além da produção de aço inoxidável e de ligas quanto em fundições, com a 
utilização de produtos primários de níquel. 
Zinco (Zn+2): 
Nome químico: Zinco 
Fórmula Molecular: Zn 
Massa molecular: 65,39 
Número atômico: 30 
O Zinco é um elemento químico presente em diversos ambientes naturais 
(água e solo), sendo utilizado na indústria de galvanização, protegendo peças de 
aço e ferro da corrosão, além de ser essencial à vida (MEDEIROS, 2012). 
Biologicamente, o zinco é um dos metais mais importantes que há, sendo 
necessário para quase todas as formas de vida (Bryce-Smith, 1989). 
Praticamente, o zinco apresenta um único estado de oxidação, que é o 2+. 
Reage com ácidos não oxidantes passando para seu estado de oxidação e liberando 
hidrogênio. Pode dissolver-se em bases e ácido acético. O Zinco é muito utilizado 
para fabricação de ligas metálicas como o latão e bronze. Encontra-se ele como 
metal de sacrifício para preservar o ferro da corrosão, entre outras utilidades. 
Os principais compostos de zinco são o óxido (ZnO), utilizado nas indústrias 
cerâmica e das borrachas e ainda no fabrico de tintas. O sulfato de zinco (ZnSO4) 
tem aplicação na indústria têxtil e no enriquecimento de solos pobres em zinco. O 
cloreto de zinco é usado para preservar madeiras bem como desodorizante em 
diversos fluidos. Este composto pode também ser usado em pilhas secas e como 
mordente em tintas (NAUTILUS, s.d.). 
27 
 
Esse metal é encontrado principalmente combinado a enxofre e oxigênio, sob 
a forma de sulfeto e óxido, associado a chumbo, cobre, prata e ferro. O sulfeto de 
zinco (ZnS), também conhecido como blenda de zinco ou esfalerita, ocorre 
principalmente em rochas calcárias. Outros importantes minérios de zinco são 
willemita (Zn2SiO4), smithsonita (ZnCO3), calamina ou hemimorfita (Zn4Si3O(OH)2), 
wurtzita (Zn,Fe)S, franklinita (Zn,Mn)O.Fe2O3 , hidrozincita [2ZnO3.3Zn(OH)2] e 
zincita (ZnO) (MEDEIROS, 2012). 
Em nossos corpos, o zinco tem uma relação importante com o cádmio, um 
metal pesado extremamente tóxico, que é encontrado naturalmente na natureza. O 
cádmio também é usado na produção de óleos hidrogenados, cigarros, café 
instantâneo e cola. Se o nível de zinco está muito baixo, uma pessoa se torna 
vulnerável a exposição ao cádmio. Níveis adequados de zinco impedem a absorção 
de cádmio (MILNER, 2015). 
Diversos órgãos e processos corporais requerem zinco para funcionar 
corretamente. O zinco contribui para a cicatrização de feridas, fertilidade, 
crescimento celular, saúde óssea e é essencial para o olfato, paladar e apetite 
(MILNER, 2015). 
O zinco em altas concentrações é altamente tóxico e pode ser prejudicial à 
saúdehumana. As correntes de descarte de efluentes industriais que contêm níveis 
significativos de zinco incluem aquelas resultantes da produção de aço, contendo 
etapas de galvanização, durante a etapa de chapeamento de metais e de zinco, na 
produção de fibra e fio de viscose, na produção de polpa de madeira e de papel. 
Sais de zinco são também usados como pigmentos inorgânicos industriais como, por 
exemplo, o cromato de zinco, e altos níveis de zinco têm sido encontrados no 
escoamento ácido de minas (DELIYANNI et al., 2006). 
Uns dos perigos que esse metal pesado pode causar são: perda da 
concentração e memória, repetitividade de gestos e pensamentos são 
características de excesso de zinco, também causa inquietação e má circulação, 
assim como sérias dificuldades de aprendizado (TEIXEIRA, s.d.). 
 
3.5 PROCESSOS UTILIZADOS PARA REMOÇÃO DOS METAIS PESADOS 
As empresas e instituições de ensino, públicas ou privadas, são geradores de 
efluentes. O tratamento adequado é de suma importância para minimizar efeitos 
28 
 
negativos sobre o meio ambiente, além de atender às legislações vigentes 
(BANDEIRA, 2007). 
Atualmente, em razão do aumento da população mundial e das atividades 
industriais, o tratamento de efluentes é um dos principais campos de estudos. 
Esforços têm sido dedicados com o objetivo de otimizar as técnicas para a 
prevenção e o controle das poluições visando à purificação e reuso de água (FATIN- 
ROUGE et al., 2006). 
Dentre as diferentes alternativas para o tratamento de efluentes contendo 
metais pesados, os processos mais utilizados são (BANDEIRA, 2007): 
 Precipitação: as espécies em solução são precipitadas através de uma 
mudança no pH, utilizando geralmente algum produto químico. O processo visa a 
incrementar o tamanho de partícula do precipitado na solução, para que os metais 
sedimentem e sejam retirados como lamas residuais; 
 Troca iônica: baseia-se no emprego de resinas sintéticas de troca iônica. As 
resinas sequestram os íons presentes na solução por meio de uma reação química, 
acumulando-se; 
 Processo de separação de membranas: empregam-se membranas 
sintéticas porosas com tamanho de poros tão pequenos que filtram os sais 
dissolvidos na água; 
 Tratamento eletroquímico: baseia-se em desestabilizar os contaminantes 
presentes num meio aquoso, mediante a passagem de uma corrente elétrica através 
do mesmo. Esta corrente provoca reações químicas que conduzem os 
contaminantes a um estado estável, visando sua precipitação e posterior remoção 
por eletroflotação (PINO, 2005). 
Quando presentes em altas concentrações ou baixas, além dos métodos 
citados acima, há vários outros, como: evaporação, extração por solvente, 
eletrodeposição, processos de separação por membrana, Iodos ativados, Processos 
de floculação, sedimentação e coagulação, processos biológicos, oxidação e 
redução química e biológica e osmose inversa. As possibilidades são ilimitadas, 
porém o custo não é barato. 
 
 
29 
 
Tabela 5 – Processos de tratamentos de efluentes para metais pesados 
Processo Vantagens Desvantagens 
Precipitação química e 
filtração 
Remoção de constituintes 
dissolvidos; 
Baixa manutenção; 
Baixo custo de operação; 
Fácil operação; 
Emissões voláteis; 
Requer manuseio e 
armazenamento de 
reagentes; 
Produção de rejeitos ou 
lamas; 
Difícil remoção seletiva/ 
separação difícil; 
Não muito efetiva; 
Para altas concentrações; 
Requer aditivos químicos; 
Recuperação eletrolítica Remoção de constituintes 
dissolvidos; 
Fácil operação; 
Não produz rejeito; 
Alto custo de investimento, 
operação e energia; 
Difícil remoção seletiva; 
Difícil manutenção; 
Suscetível à formação de 
incrustações (“fouling”); 
Para altas concentrações; 
Troca iônica Para baixas concentrações; 
Remoção dos constituintes 
dissolvidos; 
Fácil operação; 
Não produz rejeito; 
Água pode ser reutilizada; 
Efetivo; 
Possível recuperação do 
metal; 
Alto custo de investimento, 
operação e energia; 
Difícil remoção seletiva; 
Difícil manutenção; 
Suscetível à formação de 
incrustações (“fouling”); 
Sensível á presença de 
partículas; 
Resinas de custo elevado; 
Osmose inversa Para baixas concentrações; 
Remoção dos constituintes 
dissolvidos; 
Fácil operação; 
Não produz rejeito; 
Água pode ser reutilizada; 
Alto custo de investimento, 
operação e energia; 
Difícil remoção seletiva; 
Difícil manutenção; 
Suscetível à formação de 
incrustações; 
30 
 
Osmose reversa Efluente pura (para 
reciclagem); 
Altas pressões; 
Custo elevado; 
Extração líquido-líquido Remoção dos constituintes 
dissolvidos; 
Baixo custo de investimento; 
Fácil operação; 
Emissões voláteis; 
Alto custo de energia; 
Difícil manutenção; 
Efluentes adicionais a 
serem tratados; 
Não efetivo para alguns 
metais; 
Oxidação e redução 
biológica 
Mineralização; Quando sistemas 
biológicos são utilizados; 
Taxas de conversão lentas; 
Sensível ao clima; 
Oxidação e redução 
química 
Mineralização; Requer agentes químicos; 
 
Tratamento eletroquímico Possibilita a recuperação 
dos metais; 
Para altas concentrações; 
Custos elevados; 
Evaporação Obtenção do efluente pura; Requer fonte de energia; 
Custo elevado; 
Produz lamas; 
Adsorção Sorventes convencionais 
(carvão); 
Baixo custo de investimento 
(exceto para resinas); 
Fácil operação; 
Sensível à formação de 
incrustações (“fouling”); 
Odor; 
Crescimento de bactérias; 
Alto custo de operação; 
Requerimento de 
regeneração ou despejo; 
Não efetivo para alguns 
metais; 
Fonte: BELHATECHE, 1995; PINO, 2005 
O processo chamado de adsorção é o que vai ser mais explorado neste trabalho, 
principalmente em relação a uso de adsorventes naturais. Como pode ser 
observado, existem muitas maneiras de se tratar o efluente, porém o custo com 
equipamentos ou reagentes faz com que esses processos sejam muitas vezes 
inviáveis. 
31 
 
3.6 ADSORÇÃO 
A adsorção é um processo em que moléculas no estado gasoso ou líquido 
são colocadas em contato com um composto sólido na tentativa de promover 
interações e reter uma ou mais espécies (XU et al., 2002). As substâncias que se 
acumulam ou são adsorvidas na interface sólido/líquido de um material são 
denominadas adsorvato, enquanto o material sólido que exerce a atração é o 
adsorvente (SOUSA, 2015). 
O processo de adsorção surge como uma técnica de grande significância 
para o tratamento de efluentes industriais e/ou laboratoriais, principalmente devido à 
utilização de adsorventes naturais, onde estes na maioria das vezes são obtidos de 
subprodutos da indústria ou da agricultura (BATISTA,et al., 2012). 
Os adsorventes são substâncias naturais ou sintéticas com estrutura 
microcristalina ou amorfa, cuja superfície pode apresentar poros com cargas 
capazes de atuarem no processo de separação. As forças atrativas responsáveis 
pela interação entre adsorvente-adsorvato podem ser classificadas como interações 
químicas ou físicas, sendo as físicas consideradas como interações fracas e menos 
específicas que as de uma ligação química. Neste caso a adsorção é, usualmente, 
análoga à condensação das moléculas de um gás ou à cristalização de um líquido 
(ROCHA & TORQUETTI, 2002). 
A adsorção química ocorre por troca de elétrons, mais especificamente, por 
interações do tipo forças eletrostáticas e ligações covalentes entre o complexo 
adsorvente-adsorvato, tendo como característica principal ser um processo 
irreversível e formar apenas uma camada sobre a superfície do adsorvente. Já a 
adsorçãofísica ocorre por interações fracas como, por exemplo, forças de Van der 
Walls, é reversível e forma mais de uma camada sobre o adsorvente. 
Resumidamente, os tipos de adsorção têm nomes técnicos e são conhecidos 
e caracterizados pelas ligações: 
Fissiossorção: Interações do tipo Van der Walls, ligações fracas. 
Quimiossorção: Ligações químicas fortes, ex: ligações covalentes. 
Este fenômeno de adsorção ocorre porque os átomos da superfície têm uma 
posição incomum em relação aos átomos do interior do sólido. Os átomos da 
superfície apresentam uma força resultante na direção normal à superfície, atraindo 
e mantendo na superfície do adsorvente as moléculas de gases ou de substâncias 
32 
 
Material adsorvente 
Adsorvato 
de uma solução com que estejam em contato. Durante o processo, as moléculas 
encontradas na fase fluida são atraídas para a zona interfacial devido à existência 
de forças atrativas, tais como ligações de Hidrogênio, ligações covalentes, 
interações dipolo-dipolo, forças de Van der Waals, ligações eletrostáticas, entre 
outras (NIEDERSBERG, 2012). 
Vários são os fatores que interferem na adsorção, tais como temperatura, 
concentração do soluto na fase fluida, distribuição da energia superficial e a área 
superficial do sólido podem influenciar na quantidade de soluto adsorvido em 
determinada massa de adsorvente (WEBB; ORR, 1997). 
A intensidade do efeito da adsorção depende da temperatura, natureza, 
concentrações do adsorvato, pH do meio, solubilidade do soluto, tempo de contato, 
agitação, entre outros. O diâmetro molecular é bastante significativo num processo 
de adsorção, visto que compostos menores tem maior facilidade em difundirse para 
o interior do sólido (BONIOLO, 2008). 
Figura 4 – Representação do processo de adsorção 
 
 
 
 
Na figura 4 temos ilustrado o processo de adsorção. Como pode ser 
observado, o adsorvato que é o material a ser adsorvido se adere à superfície 
adsorvente. Isso ocorre devido a forças e interações presentes, tudo depende do 
tipo de adsorção envolvida. 
Em geral, a adsorção de componentes de uma fase líquida é mais efetiva 
quando os componentes se encontram em concentração baixa (ppm). Em alguns 
casos, os componentes adsorvidos podem promover a recuperação de materiais 
com valor agregado ou simplesmente remover substâncias nocivas, tais como os 
metais pesados presentes em efluentes industriais (RICHARDSON & HARKER, 
2002). 
33 
 
A polaridade do adsorvente deve ser uma característica considerável, pois 
adsorventes apolares ou hidrofóbicos interagem com adsorvatos menos polares. E 
os polares ou hidrofílicos interagem com adsorvatos polares. 
Devido à interação do sólido com o fluido, o que garante a adsorção, o 
tamanho dos poros do adsorvente é de fundamental importância, uma vez que 
permite a interação das moléculas de interesse com o interior do adsorvente 
(ULSON et al., 2003). 
Os processos de adsorção fornecem uma desvantagem quanto à capacidade 
de adsorção, que é limitada para cada tipo de adsorvente/adsorvato. Por conta 
disso, o adsorvente tem que ser regenerado de tempos em tempos, visando 
restabelecer as suas condições originais. Por esta razão, a unidade de adsorção foi 
considerada inicialmente nas aplicações industriais ser a de mais difícil integração 
em um processo contínuo em uma planta do que, por exemplo, uma coluna de 
destilação. Além disso, deve-se registrar a dificuldade de reprodutibilidade das 
propriedades físico-químicas do adsorvente de uma batelada para outra a que exigiu 
uma flexibilidade nos projetos que empregam adsorventes comerciais 
(RICHARDSON & HARKER, 2002). 
Tabela 6 – Algumas aplicações de adsorventes comerciais 
Tipos de adsorventes Algumas das suas aplicações 
Sílica-gel Secagem de gás, refrigerantes, solventes orgânicos e óleos de 
transformador; Dessecante de embalagens; Controle do ponto 
de orvalho de gás natural; 
Alumina ativada Secagem de gás, solventes orgânicos e óleos de 
transformador; Remoção de HCl do hidrogênio; Remoção de 
compostos de boro-fluoreto e de fluoreto nos processos de 
alquilação; 
Carbono Remoção do nitrogênio do ar, hidrogênio dos processos de 
hidrogenação; Recuperação de vapores; Remoção de odores 
de gases; Remoção de SOx e NOx; 
Zeólitas Remoção de água de azeótropos; Recuperação de dióxido de 
carbono; Separação do oxigênio e argônio; Separação de 
xileno e etil- benzeno; 
Polímeros e resinas Purificação de água, incluindo remoção de fenóis e cloro-
fenóis, cetonas, etc; Separação de aromáticos de alifáticos; 
Remoção de cor de xaropes; Recuperação de proteínas e 
enzimas; 
Argilas Tratamento de óleos comestíveis; Remoção de pigmentos 
orgânicos; Refino de óleos minerais; 
Hidroxiapatita Produção de fertilizantes; Revestimento de implantes 
metálicos; Substituto ósseo e dentário em implantes; 
Fonte: RICHARDSON & HARKER, 2002 
34 
 
3.6.1 EQUILÍBRIO DE ADSORÇÃO 
O equilíbrio é alcançado quando a quantidade de moléculas adsorvidas se 
iguala a quantidade de moléculas que adsorvem. Durante anos e ainda nos dias 
atuais se procura por respostas e criações de novas teorias para se explicar os 
aspectos físicos e químicos que estão envolvidos, porém não se pode acreditar em 
qualquer uma, pois é algo muito complexo e que deve ser mais estudado. Existem 
mais teorias sobre sistemas gás-sólido do que líquido-sólido, porque o estado 
gasoso é mais bem compreendido. 
A capacidade de equilíbrio de um adsorvente para diferentes moléculas é um 
fator que afeta a sua seletividade. Outro fator é a estrutura morfológica do sistema, 
responsável pelo tipo e tamanho de poros presente no adsorvente. Isto determina o 
tamanho de moléculas que podem ser admitidas e a taxa nas quais diferentes 
moléculas se difundem através da superfície (BANDEIRA, 2007). 
 
3.6.2 ISOTERMAS DE ADSORÇÃO 
Isotermas de adsorção são modelos matemáticos que expressam através de 
gráficos a quantidade de soluto adsorvido pelo adsorvente em função da 
concentração do adsorvato em solução quando se alcança o equilíbrio da adsorção 
(TAN et al., 2007). 
A adsorção pode ser avaliada quantitativamente através de isotermas, as 
quais permitem estudar a capacidade de adsorção e a força com a qual os metais se 
ligam a um determinado adsorvente (SALEHIZADEH & SHOJAOSADATI, 2003). 
As isotermas descrevem o comportamento termodinâmico durante o processo 
de adsorção. Diversas são as formas das isotermas de adsorção, destacando-se as 
quatro principais: isotermas do tipo L (Langmuir), do tipo S (Spherical), do tipo C 
(Constant partition) e do tipo H (High affinity) (FALONE et al., 2004). 
35 
 
Figura 5 – Tipos de isotermas de adsorção 
Fonte: ZUQUETTE; SILVA Jr.; GARCIA, 2008 
Nas isotermas do tipo S, a adsorção aumenta à medida que o número de 
moléculas adsorvidas aumenta (adsorção cooperativa). Nas isotermas do tipo L os 
sítios ativos de adsorção diminuem sua disponibilidade quando a concentração da 
solução aumenta. A do tipo H ocorre quando a superfície do adsorvente possui alta 
afinidade pelo soluto adsorvido. Na do tipo C ocorre uma partição constante do 
soluto entre a solução e o adsorvente (SOUSA, 2015). 
Para determinação da isoterma que representa a relação adsorvato e 
adsorvente é necessário determinar valores de Ce (concentração de adsorvato após 
equilíbrio) e Qe (quantidade adsorvida por determinada quantidade de adsorvente). 
Para isso a solução contendo concentrações variadas do composto em estudo é 
colocada em contato com determinada massa de adsorvente até que se alcance o 
equilíbrio. Posteriormente determina-se a concentração de adsorvato em solução 
(Ce) e a quantidade de material adsorvido (Qe). As isotermasconstruídas após as 
analises determinam a relação de equilíbrio, assim como a intensidade da adsorção 
entre o adsorvato e o adsorvente em determinada temperatura. Dentre os modelos 
matemáticos mais utilizados para obtenção das isotermas mais utilizadas, destaca-
se: Freundlich, Langmuir, Giles e Brunauer, Henry, Emmelt e Teller (BET) (ATKINS, 
2002). 
 
 
 
36 
 
3.6.2.1 ISOTERMA DE LANGMUIR 
Foi desenvolvida com o intuito de descrever os processos envolvidos quando 
se analisa a dependência da adsorção de gases em superfícies solidas em 
determinada temperatura. Representa a adsorção em monocamadas através de 
algumas considerações: (1) a adsorção é máxima quando o adsorvente é recoberto 
por uma camada monomolecular; (2) a adsorção é constante e independente da 
extensão de cobertura da superfície; (3) a adsorção ocorre em sítios específicos; (4) 
cada sitio adsorve apenas uma molécula; (4) todos os sítios possuem a mesma 
energia adsortiva (ALLEONI et al., 1998). 
Algumas suposições estão implícitas em seu desenvolvimento, pois além de 
estar limitada a adsorção de uma monocamada, a equação de Langmuir assume 
que: a) Não há interação entre moléculas vizinhas na superfície; b) A energia de 
adsorção é a mesma em toda a superfície; c) As moléculas adsorvem em sítios fixos 
e não migram sobre a superfície; (BANDEIRA, 2007). 
A isoterma representa a seguinte equação (1): 
 Qe = Qmaxb Cf 
 1+ b Cf (1) 
De acordo com a equação (1): 
Qe = Quantidade adsorvida no equilíbrio (mg g-1) 
Qmax = Parâmetro de Langmuir relativo à capacidade de adsorção (L mg-1) 
b = Constante de Langmuir relativa a energia de adsorção (L mg-1) 
Cf = Concentração da substância na solução quando em equilíbrio (mg L-1) 
Após a linearização4 da equação, é possível, graficamente, encontrar os 
valores de b e Qmax (2): 
Cf 1 Cf 
Qe Qmaxb Qmax (2) 
 
4
 Procedimento para tornar uma curva que não é uma reta em uma reta, ou, encontrar uma relação 
entre duas variáveis, que satisfaça a equação da reta, ou seja, determinar os coeficientes angular e 
linear da reta (y=b+ax). 
37 
 
Ao realizar a representação gráfica de Cf /Qe em função de Cf obtém-se uma 
função linear que permite através do coeficiente angular da reta calcular Qmax 
(capacidade de adsorção máxima considerando a cobertura de uma monocamada) e 
através do coeficiente linear calcula-se a constante de adsorção b (SOUSA, 2015). 
A característica essencial da isoterma pode ser expressa pela constante 
adimensional RL, chamada parâmetro de equilíbrio. Seu valor corresponde ao grau 
de adsorção (RAO et al., 2006) que é definida por (3): 
RL = 1 
 1+b Ce (3) 
Onde: 
Ce = Concentração de equilíbrio mais alta da substância (mg L
-1) 
b = Constante de Langmuir 
3.6.2.2 ISOTERMA DE FREUNDLICH 
A isoterma de Freundlich é a que melhor se aplica fenômenos de adsorção 
que ocorrem com formação de multicamadas na superfície do material adsorvente. É 
um modelo empírico aplicado a sistemas não ideais (FREUNDLICH, 1907). 
A isoterma de Freundlich é originariamente de natureza empírica, porém mais 
tarde foi interpretada como sorção em superfícies heterogêneas ou superfícies com 
sítios de afinidades variadas. É assumido que os sítios com ligação mais forte são 
ocupados primeiro e que a força de ligação diminui com o aumento do grau de 
ocupação do sítio (BANDEIRA, 2007). 
A isoterma de Freundlich é representada pela equação (4): 
Qe = Kf Cf 1/n (4) 
Onde: 
Qe = Quantidade adsorvida no equilíbrio (mg g-1) 
Kf = Indicador da capacidade de adsorção do material (L mg-1) 
Cf = Concentração da substância na solução quando em equilíbrio (mg L-1) 
n = Eficiência do processo de adsorção (intensidade da adsorção) (mg g-1) 
Após a linearização da equação (5): 
38 
 
log Qe = log Kf + 1/n logCf (5) 
Onde: 
1/n = Coeficiente angular 
log Kf = Coeficiente linear 
Kf = Capacidade de adsorção do adsorvente (quanto maior o seu valor, maior a 
capacidade de adsorção). 
A isoterma de Freundlich é obtida quando se constrói a curva log Qe versus logCf 
(SOUSA, 2015). 
Tabela 7 – Relação entre Kf e a capacidade de adsorção 
Valores de Kf Adsorção 
0 – 24 Pequena 
25 – 49 Média 
50 – 149 Grande 
150 Elevada 
Fonte: ALLEONI et al., 1998 
 
3.6.3 ADSORÇÃO EM LÍQUIDOS 
Uma das mais populares equações de isotermas de adsorção utilizada para 
líquidos foi proposta por Freudlich em 1926. Foi obtida de um estudo de adsorção de 
compostos orgânicos em soluções aquosas com carvão. Diante desse estudo, foi 
possível relacionar os dados com a seguinte equação (6): 
C’s=α2.(C*)1/n (6) 
Onde: 
C’s= Massa de soluto adsorvido por unidade de massa de carvão 
C*= Concentração de soluto na solução em equilíbrio com o sólido (carvão) 
α2 e n= Constantes e normalmente são maiores do que 1,0. 
A quantidade adsorvida é determinada pelas mudanças de concentração de 
um volume conhecido depois que o equilíbrio é atingido com uma conhecida 
quantidade de adsorvente (BANDEIRA, 2007). 
39 
 
O modelo de Langmuir em sistemas sólido-líquido segue a seguinte equação 
(7): 
q= qm. b.C 
 1+b.C (7) 
Onde: 
q= Quantidade adsorvida por massa de adsorvente 
qm= Quantidade máxima adsorvida por massa de adsorvente 
b= Constante de afinidade 
C= Concentração de equilíbrio do adsorvato 
 
3.6.4 BIOSSORÇÃO 
Biossorção é a remoção de uma solução aquosa de compostos e particulados 
metálicos por biossorvente, material biológico de origem animal ou vegetal, também 
conhecido como biomassa (CALFA; TOREM, 2007). Ou seja, é baseada na 
capacidade de ligação entre o metal e o adsorvente, este, pode ser bactérias, 
biomassa, fungos e algas. 
 A biossorção é um processo passivo que ocorre por meio de interações físico-
químicas entre os grupos funcionais contidos na superfície da biomassa e os íons 
metálicos. Ele é relativamente rápido e pode ser reversível. A captura dos íons 
metálicos ocorre mesmo que a biomassa esteja inativa, ou seja, sem ação do 
metabolismo do biossorvente, e é independente de energia (PINO, 2005). 
 O processo de biossorção ocorre nas seguintes etapas: adsorção, separação 
sólido-líquido e possível regeneração da biomassa e recuperação do metal (PINO, 
2005). 
 A possibilidade de regeneração do biossorvente carregado é de crucial 
importância para manter baixos os custos do processo e possibilitar a recuperação 
dos metais extraídos da fase líquida. Os metais depositados são lavados 
(dessorvidos) e o biossorvente regenerado retorna ao processo (SILVA, 2002). 
 A determinação da capacidade de biossorção do metal pelo biossorvente está 
baseada no balanço do material do sistema, ou seja, todo o adsorvato removido da 
solução deve está presente no biossorvente. Os modelos clássicos mais usados 
40 
 
para descreverem a biossorção dos íons metálicos são os de Langmuir e Freundlich 
(SILVA, 2014). 
 O estudo da biossorção é de grande importância do ponto de vista ambiental, 
já que pode ser considerada uma técnica alternativa para a remoção de poluentes 
tóxicos de efluentes (VEGLIÒ e BEOLCHINI, 1997; VIEIRA e VOLESKY, 2000). 
Atualmente, o interesse tem sido focado em adsorvente biológico, tais como 
biomassas marinhas eoutros adsorventes, por causa das suas capacidades de 
adsorção e por estarem disponíveis em abundância (DAVIS et al., 2003; LODEIRO 
et al., 2005). 
 Na atualidade, encontrar métodos eficientes de tratamento de efluentes que 
contenha metais pesados antes do descarte no meio ambiente se tornou um 
importante estudo dentro da comunidade cientifica. A busca dessas novas técnicas 
tem se centralizado no uso de materiais biológicos para a remoção e recuperação de 
metais pesados, ganhando muita credibilidade nos últimos anos por apresentar um 
bom desempenho. A remoção de metais (sob formas catiônicas ou aniônicas) 
baseada em técnicas de sorção, especificamente empregando biomassa 
(biossorção), vem se apresentando como uma alternativa promissora para a 
resolução do problema, em decorrência da afinidade natural que compostos 
biológicos (biomassas) têm por elementos metálicos (SILVA, 2014). 
 A utilização de materiais de ocorrência natural dentre os muitos adsorventes 
existentes tem sido reconhecida como uma forma de redução dos custos de 
tratamento de efluente (BAILEY et al., 1999). 
 A sorção de metais em materiais biológicos mortos ou em materiais derivados 
de organismos vivos tem sido recentemente investigada devido à alta capacidade de 
remoção de metais pesados. Na biossorção, ocorre a captura do metal por células 
microbiológicas através do fenômeno de adsorção, troca iônica, coordenação e/ou 
complexação (KARAGUNDUZ et al., 2005). 
 
 
 
 
41 
 
Tabela 8 – Mecanismos e características dos processos de biossorção 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: BONIOLO, 2008 
 Segundo KRATOCHVIL & VOLESKY (1998), em relação aos métodos atuais 
de tratamento, as maiores vantagens da biossorção com matérias orgânicas mortas 
incluem: 
• Baixo custo 
• Alta eficiência de remoção de metais em soluções diluídas; 
• Minimização de rejeito ou lodo químico e/ou biológico; 
• Dispensa a adição de nutrientes; 
• Regeneração do adsorvente; e 
• Possibilidade de recuperação do metal; 
42 
 
 A biossorção envolve uma fase sólida (adsorvente) e uma fase líquida 
(adsorvato). É nesta fase que se encontram as espécies dissolvidas que serão 
adsorvidas pelo fato de o material adsorvente apresentar uma grande afinidade com 
tais espécies. O adsorvato é atraído pelo adsorvente por diferentes mecanismos. 
Sendo que cada mecanismo de remoção de metal pode ser diferente de um 
biossorvente para outro, devido ao fato dessa remoção estar ligada aos grupos 
funcionais químicos existentes em sua estrutura (SILVA, 2014). 
 Os mecanismos envolvidos no processo de biossorção diferem quantitativa e 
qualitativamente de acordo com as espécies utilizadas, a origem da biomassa e seu 
processamento. Tais mecanismos compreendem: complexação, (formação de um 
complexo a partir da associação de duas espécies); coordenação (ligação de um 
átomo central de um complexo com outros átomos por ligação covalente); quelação, 
(complexos formados por um composto orgânico são unidos ao metal por pelo 
menos dois sítios); troca iônica, (formação de espécies moleculares através do 
intercâmbio de íons); adsorção (sorção através da superfície do tecido orgânico); 
precipitação inorgânica (alteração no meio aquoso levando a uma precipitação do 
despejo) (PIETROBELLI, 2007). 
 Qualquer um destes mecanismos ou uma combinação destes pode ocorrer, 
imobilizado uma ou várias espécies metálicas na biomassa. Os íons são atraídos 
pelos sítios ativos na superfície da partícula, onde existem diferentes grupos 
funcionais responsáveis pela união daqueles à superfície da partícula, tais como 
fosfato, carboxila, sulfeto, hidroxila e amina (VOLESKY, 2004). 
43 
 
Figura 6 – Esquema de um processo de biossorção 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: BONIOLO, 2008 
 
3.6.4.1 FATORES QUE INFLUENCIAM O DESEMPENHO NA BIOSSORÇÃO 
O desempenho da sorção de um metal por meio de um biossorvente depende 
de vários fatores. A presença de outros íons (que poderiam competir pelos sítios de 
ligação), a área superficial, as propriedades do adsorvente e do adsorvato, 
temperatura do sistema, o pH, a concentração do metal e as condições da biomassa 
(viva ou morta, quantidade, tamanho, pré-tratamentos) podem afetar a capacidade 
de sorção (SILVA, 2014). 
Alguns fatores que influenciam o desempenho da biossorção: 
Área superficial: A intensidade da adsorção é proporcional à área superficial 
específica, já que a adsorção é um fenômeno de superfície. Para partículas maiores, 
a resistência à difusão é maior e grande parte da superfície interna da partícula não 
é disponibilizada para adsorção (SEKAR, 2004). 
44 
 
Propriedades do adsorvente: A natureza físico-química do adsorvente é fator 
determinante, já que a capacidade e a velocidade de adsorção dependem da área 
superficial específica, porosidade, volume específico de poros, distribuição do 
tamanho de poros, dos grupos funcionais presentes na superfície do adsorvente e 
da natureza do material precursor (BARROS, 2001; DOMINGUES, 2005). 
Propriedades do Adsorvato: O tamanho da molécula é sempre importante quando a 
velocidade de adsorção é dependente do transporte intra-particular. Outra 
característica de forte influência é a polaridade do adsorvato, já que um soluto polar 
terá mais afinidade para o solvente ou para o adsorvente, conforme a polaridade 
(DOMINGUES, 2005). 
Temperatura: A biossorção não é necessariamente uma reação exotérmica como 
outras reações de adsorção física. A faixa de temperatura para a biossorção é 
relativamente estreita, normalmente situada entre 10 e 70ºC e é função do tipo de 
biossorvente utilizado. Os estudos realizados demonstrados que na faixa de 5 a 
35ºC a temperatura exerce pouco efeito sobre a biossorção em meio aquoso 
(TSEZOS, 1981; KUYUCAK, 1989). 
Em processos de adsorção, o efeito da temperatura sobre o sistema, afeta 
principalmente a constante de velocidade de adsorção. Um aumento na temperatura 
pode ocasionar aumento de energia cinética e na mobilidade das moléculas do 
adsorvato e ainda provocar um aumento na taxa de difusão intra-partícula do 
adsorvato (JIMENEZ, 2004). 
O aumento na temperatura pode afetar a solubilidade e o potencial químico do 
adsorvato. Desta forma, a alteração na temperatura de um processo conduz a uma 
mudança na capacidade de adsorção (KHATTRI, 2000). 
pH: O valor do pH da solução é um dos fatores que mais afeta a sorção de metais 
pesados. Segundo KUYUCAK, 1989, a sorção aumenta com o aumento do valor de 
pH, devido ao aumento da densidade de carga negativa na solução, gerando sítios 
ativos para interação como metal pesado. Além de mudar o estado dos sítios da 
ligação metálica, valores extremos de pH, como os usados na regeneração 
(dessorção), podem danificar a estrutura do material biossorvente. O pH afeta 
também a especificidade do íon metálico na solução, uma vez que ocorre um 
decréscimo de solubilidade dos complexos metálicos com o aumento do pH. Como a 
45 
 
adsorção não depende somente da atração do sorbato pela superfície do sólido, 
mas também do comportamento liofóbico (a sorção aumenta com o decréscimo da 
solubilidade), para a maioria dos metais isto significa que a adsorção aumenta com o 
aumento do pH. Por outro lado, valores muito altos do pH, causam precipitação dos 
complexos metálicos, devem ser evitados durante experimentos de sorção, pois a 
distinção entre sorção e precipitação na remoção metálica seria difícil (SCHIEWER; 
VOLESKY, 1995). Um índice conveniente da tendência de uma superfície se tornar 
positiva ou negativamente carregada em função do pH, é o valor de pH requerido