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DESFLUORETAÇÃO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS A PARTIR DO USO DA MORINGA
OLEIFERA
1
2
3
Daniel Trentini Monteiro, Rosângela Bergamasco, Gisele Cristina dos Santos Bazanella
1
Bolsista de Iniciação Científica PIBIC/CNPQ/UEM, discente do curso de Engenharia Química
Professora da Universidade Estadual de Maringá UEM/PR
3
Bolsista de mestrado CNPQ/UEM, discente do curso de pós-graduação em Engenharia Química
2
1,2,3
Universidade Estadual de Maringá Avenida Colombo, 5790. CEP: 87020-900. Maringá – PR
e-mail: [email protected]
RESUMO - O presente trabalho teve como objetivo verificar a eficiência de remoção do flúor em
águas fluoradas, utilizando-se um tratamento com extrato de semente de Moringa oleifera, em
diferentes concentrações. O extrato foi preparado misturando-se sementes de Moringa, sem
casca, em água de osmose reversa, de acordo com as concentrações desejadas (5, 10, 25 e
50g/L). Agitação por 5min e filtração a vácuo. Os ensaios consistiram em misturar 50mL do extrato com 1000mL da solução de interesse, em diferentes concentrações, 3, 5, 7 e 10mg/L F-.
Jar test por 5 min, seguido de análise de fluoreto em espectro. Os resultados obtidos mostraram uma remoção de até 90,9%. O procedimento é simples, de baixo custo e mostra-se uma
alternativa de tratamento de águas, cuja concentração de flúor encontra-se acima do permitido
pela legislação.
Palavras-Chave: Flúor, Moringa oleifera, águas.
INTRODUÇÃO
É fato que das águas existentes em nosso
planeta, 97,5% formam os oceanos e mares,
sendo impróprias ao consumo direto (BAZANELLA, 2006). Pode-se, então, afirmar que apesar de
existir água em abundância, nem toda ela é aproveitada pelo homem (BRAGA, et al., 2005). Os
restantes 2,5% são águas doces. Todavia, 68,9%
desse volume forma as calotas polares, geleiras e
neves permanentes que revestem os cumes das
mais altas montanhas do Planeta. Essa água é de
difícil utilização, considerando os processos tecnológicos e os custos de logística que seriam necessários para que fosse apropriada para o consumo do ser humano. Os 29,9% restantes constituem as águas subterrâneas. A pequena parcela
restante 1,2% se compõe das águas dos pântanos, umidade dos solos e das águas dos rios e
lagos. (BAZANELLA, 2006).
Vale ressaltar que falar sobre disponibilidade de água significa que ela está presente não
somente em quantidade adequada em uma dada
região, mas também que sua qualidade seja satisfatória para suprir as necessidades de um determinado conjunto de seres vivos. (BRAGA et al.,
2005).
Neste sentido, a Portaria nº 518 de 25 de
março de 2004 do Ministério da Saúde estabelece
os procedimentos e responsabilidades relativos
ao controle e vigilância da qualidade da água para
consumo humano e seu padrão de potabilidade e
dá outras providências.
No Brasil as águas subterrâneas são consideradas a maior reserva de água doce do planeta, desta forma, sua utilização como alternativa
para suprir as populações é cada ano considerada a saída, visto que, a qualidade dessas águas,
levará na maioria dos casos, à sua utilização sem
nenhum tratamento. (ABAS, 2000; GRECCO,
1998 apud MACÊDO, 2004).
Há, entretanto um destaque a fazer: existem registros de um número significativo de municípios dos Estados do Paraná, São Paulo, e Rio
Grande do Sul, cujas águas subterrâneas apresentam problemas de excesso de flúor, impedindo que as mesmas sejam utilizadas para consumo humano sem tratamento prévio. (AMANTHEA,
2004. Adaptado).
O flúor é o halogênio mais abundante na
crosta terrestre. Ele ocorre em muitos minerais,
incluindo a fluorita (CaF2), a criolita (Na3AlF6), e a
fluorapatita (Ca5F(PO4)3). No estado natural, é um
gás quase incolor. (ATKINS, 2006).
É importante ressaltar que quando presente
em concentrações adequadas, o flúor produz efeitos benéficos, promovendo a redução da incidência de cáries dentais, porém pode originar a fluorose quando em concentrações acima das recomendadas. (BRASIL, 2005).
Daí a necessidade de estudos relacionados
a alternativas de tratamentos que visam retirar o
excesso de flúor na água.
A Moringa oleífera é uma árvore nativa do
norte da Índia que agora é amplamente cultivada
ao longo dos trópicos, e cresce rapidamente da
VIII Congresso Brasileiro de Engenharia Química em Iniciação Científica
27 a 30 de julho de 2009
Uberlândia, Minas Gerais, Brasil
semente ou enxertos, mesmo em solos pobres.
Quase todas as partes da moringa são ditas como
sendo de valor alimentar (folhas, frutos verdes,
flores e sementes) e medicinal (todas as partes
da planta). No Brasil, a Moringa oleífera é conhecida no Estado do Maranhão desde 1950. Atualmente, a cultura da moringa vem sendo difundida
em todo o semi-árido nordestino, devido a sua
utilização no tratamento de água para uso doméstico. (GALLÃO et al, 2006). As sementes possuem polissacarídeos com forte poder aglutinante, o
que permite o uso das sementes pulverizadas no
tratamento de água por floculação e sedimentação. (OKUDA, 2001).
Neste sentido, a semente de Moringa foi o
objetivo de estudo, no que diz respeito a sua capacidade de remover o flúor da água.
Materiais e Métodos
A parte experimental foi realizada no
Laboratório de Gestão, Controle e Preservação
Ambiental, do Departamento de Engenharia
Química – DEQ, da Universidade Estadual de
Maringá – UEM.
Foram realizados ensaios, em “jar test”, a
fim de avaliar a remoção do flúor em águas
previamente
fluoradas,
em
diferentes
concentrações, utilizando extratos de semente de
Moringa oleifera (figura 1) também em diferentes
concentrações.
10, 25 e 50g/L), sem casca, em água de osmose
reversa. Agitação por 5min e filtração a vácuo.
Os ensaios foram realizados em jar test
simples, Milan, Modelo JT 101/6 de seis provas,
com regulador de rotação das hastes
misturadoras (Figura 2), os quais consistiram em
misturar 50mL do extrato com 1000mL de solução
de interesse por um tempo de 5 min.
Figura 2 – Aparelho “Jar test” utilizado nos
ensaios em escala de bancada
Resultados e Discussões
A figura 3 apresenta os resultados de remoção do flúor em água fluorada nas concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10mg/L F , após tratamento com extrato de Moringa oleifera na concentração de 5g/L.
Redução do Flúor
10
8
6
mg/L F4
2
0
1
2
Concentração Inicial
Figura 1 – Sementes de Moringa oleifera com e
sem Casca
Inicialmente preparou-se uma solução estoque padrão de 1g/L F- e utilizou-se, da mesma,
para buscar as concentrações desejadas, a partir
da diluição apropriada. A solução estoque foi conservada em geladeira. O sal utilizado para fluoretar a água foi o fluossilicato de sódio (Na2SiF6). E
a água utilizada foi de osmose reversa.
Depois de preparada a solução de concentração de interesse, antes de iniciar os ensaios,
era feito uma leitura de flúor, utilizando o método
spadns, cor e turbidez em espectrofotômetro.
As soluções utilizadas de Zircônio-Spadns
e Arsenito de Sódio foram fornecidas pela Sanepar - Maringá. Todos os ensaios foram realizados
em triplicata e as dosagens de acordo com o
Standard Methods. (APHA, 1995).
O extrato foi preparado misturando-se
diferentes quantidades de semente de Moringa
(de acordo com as concentrações desejadas - 5,
3
4
Concentração após Tratamento
Figura 3 – Remoção de flúor, após tratamento
com extrato de Moringa oleifera 5g/L
Observa-se pelos resultados que houve
remoção apenas para as concentrações iniciais
de 3 e 5 mg/L F-, uma porcentagem de remoção
de flúor de aproximadamente 42% e 48%, respectivamente.
A figura 4 apresenta os resultados das porcentagens de remoção do flúor em água fluorada
nas concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10mg/L F-,
após tratamento com extrato de Moringa oleifera
na concentração de 10g/L.
Redução do Flúor
10
8
6
mg/L F4
2
0
1
Concentração Inicial
2
3
Concentração após Tratamento
4
Figura 4 – Redução de flúor, após tratamento
com extrato de Moringa oleifera 10g/L
Observa-se pelos resultados que houve
remoção de flúor para todas as concentrações
iniciais, porém maiores porcentagens para as
concentrações iniciais de 3 e 5mg/L F-, aproximadamente 47,3% e 55,4%, respectivamente.
A figura 5 apresenta os resultados das porcentagens de remoção do flúor em água fluorada
nas concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10mg/L F-,
após tratamento com extrato de Moringa oleifera
na concentração de 25g/L.
centrações de flúor abaixo da faixa permitida pela
legislação.
Em contrapartida, os resultados para as
concentrações de 7 e 10mg/L F tiveram variação
da porcentagem de remoção de flúor, bastante
significativa, da não remoção do flúor, para a concentração de extrato de 5g/L, à remoção de
85,43% e 90,9%, respectivamente, para a concentração de extrato de 50g/L.
A figura 7 apresenta os resultados de cor,
antes e após tratamento com extrato de Moringa
oleifera, na concentração de 5g/L, para as concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F-, respectivamente.
Redução do Flúor
Cor
10
8
140
6
120
mg/L F-
100
4
2
units PtCO
0
1
2
Concentração Inicial
3
4
80
60
40
20
Concentração após Tratamento
0
Figura 5 – Redução de flúor, após tratamento
com extrato de Moringa oleifera 25g/L
1
2
Cor Inicial
3
4
Cor após tratamento
Figura 7 – Cor antes e após tratamento
Observa-se pelos resultados que houve
remoção de flúor para todas as concentrações
iniciais, entretanto, novamente as maiores porcentagens de remoção foram para as concentrações iniciais de 3 e 5mg/L F , aproximadamente
46,33% e 69,10%, respectivamente.
A figura 6 apresenta os resultados das porcentagens de remoção do flúor em água fluorada
nas concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10mg/L F-,
após tratamento com extrato de Moringa oleifera
na concentração de 50g/L.
A figura 8 apresenta os resultados de cor,
antes e após tratamento com extrato de Moringa
oleifera, na concentração de 10g/L, para as concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F , respectivamente.
Cor
200
150
units PtCO 100
Redução do Flúor
50
10
8
0
1
2
3
4
6
mg/L F-
Cor Inicial
4
Cor após tratamento
Figura 8 – Cor antes e após tratamento
2
0
1
Concentração Inicial
2
3
4
Concentração após Tratamento
Figura 6 – Redução de flúor, após tratamento
com extrato de Moringa oleifera 50g/L
Observa-se pelos resultados que houve satisfatórias porcentagens de remoção de flúor para
todas as concentrações inicias, 3, 5, 7 e 10mg/L
F-, aproximadamente 65,67%, 79,6%, 85,43% e
90,9%, respectivamente.
Portanto, observa-se que para as concentrações iniciais de 3 e 5 mg/L F- as porcentagens
de remoção de flúor, independente das concentrações de extrato utilizadas, tiveram pouca variação, entretanto os melhores resultados encontrados foram para a concentração de extrato de
50g/L, visto que, apenas neste caso, houve uma
redução suficiente para encontrar valores de con-
A figura 9 apresenta os resultados de cor,
antes e após tratamento com extrato de Moringa
oleifera, na concentração de 25g/L, para as concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F , respectivamente.
Cor
300
250
200
units PtCO 150
100
50
0
1
2
Cor Inicial
3
Cor após tratamento
Figura 9 – Cor antes e após tratamento
4
-
A figura 10 apresenta os resultados de cor,
antes e após tratamento com extrato de Moringa
oleifera, na concentração de 50g/L, para as concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F-, respectivamente.
as concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F ,
respectivamente.
Turbidez
30
25
Cor
20
NTU 15
700
units PtCO
600
10
500
5
400
0
300
1
2
3
4
200
100
Turbidez Inicial
Turbidez após tratamento
0
1
2
Cor Inicial
3
4
Figura 13 – Turbidez antes e após tratamento
Cor após tratamento
Figura 10 – Cor antes e após tratamento
A figura 11 apresenta os resultados de turbidez, antes e após tratamento com extrato de
Moringa oleifera, na concentração de 5g/L, para
as concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F-,
respectivamente.
A figura 14 apresenta os resultados de turbidez, antes e após tratamento com extrato de
Moringa oleifera, na concentração de 50g/L, para
as concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F-,
respectivamente.
Turbidez
90
80
70
60
50
NTU
40
30
20
10
0
Turbidez
18
16
14
12
10
NTU
8
6
4
2
0
1
2
Turbidez inicial
3
4
Turbidez após tratamento
Figura 14 – Turbidez antes e após tratamento
1
2
Turbidez Inicial
3
4
Turbidez após tratamento
Figura 11 – Turbidez antes e após tratamento
A figura 12 apresenta os resultados de turbidez, antes e após tratamento com extrato de
Moringa oleifera, na concentração de 10g/L, para
as concentrações iniciais de 3, 5, 7 e 10 mg/L F-,
respectivamente.
Turbidez
25
20
15
NTU
10
5
0
1
2
Turbidez Inicial
3
4
Turbidez após tratamento
Figura 12 – Turbidez antes e após tratamento
A figura 13 apresenta os resultados de turbidez, antes e após tratamento com extrato de
Moringa oleifera, na concentração de 25g/L, para
Observa-se pelos resultados apresentados
nos gráficos de 5 à 12 que ambos aumentos, cor
e turbidez, são proporcionais às concentrações do
extrato utilizado, onde quanto mais concentrado o
extrato, maior o aumento da cor e turbidez, o que
já era esperado.
Inclusive, tal aumento, levou tanto a cor
como a turbidez, a faixas acima da permitida pela
legislação (15 units PtCO e 5 NTU, respectivamente).
Ainda, pode-se observar que os maiores
aumentos de cor e turbidez foram detectados para os ensaios que obtiveram as melhores porcentagens de remoção do flúor.
Neste sentido, deve-se considerar, um possível tratamento, posterior, ao processo de retirada de flúor, a fim de clarificar a água tratada.
Conclusão
O tratamento com extrato de sementes de
Moringa oleifera produziu uma água fluorada dentro do padrão de potabilidade, em relação ao flúor,
entretanto não em relação à cor e turbidez, o que
permite considerar a necessidade de um tratamento posterior.
Sabendo-se da constante necessidade do
aprimoramento das técnicas existentes e desenvolvimento de novas tecnologias, decidiu-se estudar a remoção do flúor em águas fluoradas, a partir do tratamento com extrato de sementes de Moringa oleifera, já que tal tratamento mostrou-se
simples e de baixo custo.
De maneira geral, se pode concluir que o
processo mostrou-se promissor para a desfluoretação de águas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Áreas de Preservação Permanente Urbanas
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GALLÃO, M. I. et al, Rev. Ciênc. Agron., v.37, n.1,
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ATKINS, Peter, JONES, Loreta; trad. Ricardo Bicca de Alencastro. Princípios da Química:
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AMANTHEA, Nelson R. De volta para o futuro: o
Aqüífero Guarani como alternativa viável ao
desenvolvimento da região de Londrina - Maringá: UEM e Londrina: UEL, 2004. Dissertação (Mestrado em Administração). Convênio
Universidade Estadual de Maringá e Universidade Estadual de Londrina, 2004.
AGRADECIMENTOS
Ao CNPQ pelo financiamento do projeto.