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Remoção de bário: Técnicas tradicionais e emergentes para o tratamento de água e efluentes

Resumo

Remoção de bário: O bário em apenas pequenas concentrações é nocivo à saúde e meio ambiente, tornando-se um desafio para os processos de tratamento de águas e efluentes, devido à sua complexidade de remoção e potencial de contaminação. O objetivo deste trabalho consiste na realização de revisão bibliográfica descrevendo as características físico-químicas do bário, as tecnologias tradicionais e emergentes utilizadas para sua remoção em processos de tratamento de águas e efluentes. Para tanto, a metodologia utilizada foi a revisão sistemática da literatura disponível em quatro bases de dados: Scielo, CAPES, Science Direct e Google Acadêmico. Dentre as técnicas convencionais para o tratamento de metais pesados destacam-se a precipitação química, adsorção, troca iônica, coagulação, floculação e flotação. Em termos de tecnologias emergentes, estão o uso de produtos naturais e sintéticos como adsorventes. Com este trabalho, verificou-se a escassez de metodologias para remoção específica de bário e as perspectivas que se abrem para este campo de pesquisa.

Introdução

A água é um recurso natural essencial à vida e à manutenção de ecossistemas e que possui suma importância em termos econômicos, estratégicos e sociais. Por isto, a garantia da qualidade da água envolve questões de saúde pública, preservação da biota aquática e também demanda de recursos financeiros (Tavares et al., 2015). Para fins de abastecimento público, a água é oriunda de corpos hídricos superficiais ou poços de água subterrânea e deve ter sua qualidade garantida por meio do atendimento dos requisitos do padrão de potabilidade, atualmente definido no Brasil pela Portaria GM/MS nº 888 de 04 de maio de 2021 (Portaria n. 888, 2021).

Anomalias na qualidade da água podem ocorrer de forma geogênica ou antropogênica (Tavares et al., 2015). Pelo aspecto geogênico, por exemplo, devido a processos de intemperismo sobre rochas e minerais, liberando íons metálicos potencialmente tóxicos. E, do ponto de vista antropogênico, podem ocorrer por meio de atividades agrícolas e do lançamento de efluentes domésticos e industriais, sem tratamento adequado, dispersando contaminantes e poluentes por meio do ar, solo e água (Gervasoni et al., 2018).

Importante classe de contaminantes em corpos d’água são os metais pesados. Essas espécies não são totalmente degradáveis em formas não tóxicas e comumente são encontradas na sua forma iônica em águas ou associadas ao solo e sedimentos (Baird & Cann, 2011). Exemplos desses elementos com interesse para qualidade de água são antimônio, arsênio, bário, cádmio, chumbo, cobre, cromo, mercúrio, níquel, selênio e urânio (Portaria n. 888, 2021). Alguns podem estar presentes em organismos vivos em pequenas quantidades, embora possam ser tóxicos em altas concentrações (Ribeiro, Magalhães, Horn, & Trindade, 2012). Além disso, metais pesados podem também trazem danos às estações de tratamento de água (ETAs) devido à formação de precipitações indesejáveis que danificam o sistema (Gervasoni et al., 2018).

Um dos metais pesados caracterizado como tóxico e complexo, pela sua composição e características, é o bário, pertencente à classe dos metais alcalinos terrosos. Este elemento não é considerado essencial aos seres vivos do ponto de vista biológico e é considerado muito tóxico quando presente no ambiente, mesmo em baixas concentrações, porque é acumulativo nos organismos dos homens e dos animais, estando incluído entre as substâncias mais perigosas listadas pela Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR, 2007).

De acordo com a Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB, 2013), a principal fonte de bário na contaminação do meio ambiente é por meio da emissão industrial, principalmente da combustão de carvão, óleo diesel e incineração de resíduos. Seus efeitos sobre humanos envolvem vasoconstrição por sua estimulação direta do músculo arterial, peristaltismo como resultado da estimulação violenta do músculo liso, convulsões e paralisias após estimulação do sistema nervoso central e doenças cardiovasculares (WHO, 2016).

Sua abundância natural faz com que seja o 14º elemento mais comum na crosta terrestre, e devido à sua alta reatividade química, não é encontrado como elemento livre, apenas na forma de sais como sulfatos e carbonatos (Peana et al., 2021).

O bário na sua forma oxidada de Ba2+ pode percorrer longas distâncias na extensão dos cursos hídricos devido à sua característica de solubilizar em água (Ghaemi et al., 2011). Em águas naturais, pode ser encontrado também como sólidos na forma de hidróxidos, carbonatos ou sulfatos. O sulfato de bário (BaSO4) é um dos sais com maior potencial incrustante, que apresentam altas resistências às práticas convencionais de limpeza (Tavares et al., 2015), ocasionando aumento dos custos nos processos de tratamento de água. A presença elevada de bário no meio ambiente também pode ocorrer pela disposição irregular de resíduos sólidos no solo, contaminando principalmente os aquíferos rasos (Tavares et al., 2015). O bário e seus derivados possuem diversas aplicações, sendo uma das principais a sua utilização como lamas de perfuração na indústria de petróleo e gás, lubrificando a perfuração ao longo da rocha (Verbruggen et al., 2020).

O fato do bário, em apenas pequenas concentrações, já ser nocivo à saúde e ao meio ambiente, torna-o um grande desafio para o processo de tratamento de água para abastecimento público, cuja atual portaria de potabilidade limita sua concentração máxima a 0,7 mg/L (Portaria n. 888, 2021). O tratamento convencional de águas contendo metais pesados comumente envolve processos físico-químicos de precipitação, troca iônica, adsorção, extração por solventes, entre outros (Ross & Possetti, 2018). Contudo, estas tecnologias podem ser pouco eficientes dependendo das condições de operação.

Neste contexto, considerando a alta solubilidade, toxicidade e dificuldades de remoção pelos processos de tratamento de água e efluentes, o objetivo deste artigo consiste na revisão bibliográfica sobre as características físico-químicas do bário e divulgação das tecnologias tradicionais e emergentes utilizadas para sua remoção, com destaque para a aplicação de produtos naturais e aspectos sustentáveis.

Autores: Joice Krominski Graça, Laís Ayumi Hataishi, Josy Krominski Graça, André Tessarotto, Vagner Roberto Batistela.

 

Remoção de bário


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