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15:55, qui nov 21

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Artigo


Caracterização elementar da casca de arroz e suas cinzas por MIP OES após decomposição ácida com sistema de refluxo
Elementary characterization of rice husk and their ashes by MIP OES after acid decomposition with reflux system

Emanoelli R. LopesI; Aline L. MedinaI; Anderson S. RibeiroI; Joao N. BrandaliseII; Adriane M. NunesI,*

ICentro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos, Universidade Federal de Pelotas, Campus Capão do Leão, 96160-000 Capão do Leão - RS, Brasil
IIInstituto de Biologia, Departamento de Ecologia, Zoologia e Genética, Universidade Federal de Pelotas, Campus Capão do Leão, 96160-000 Capão do Leão - RS, Brasil

Recebido em 15/04/2017
Aceito em 24/07/2017
Publicado na web em 12/09/2017

Endereço para correspondência

*e-mail: adriane.mn@hotmail.com

RESUMO

This paper describes the optimization of a sample preparation method using response surface methodology for Al, Cd, Cu, Fe, Mg, Mn, Mo, Na, Ni and Ti determinations in samples of rice husk and rice husk ash by MIP OES. Sample preparation was performed using a reflux system adapted to the digestion tubes. This system allowed the decomposition of the samples without the necessity of replacement of the acids during this step without any loss of volatile elements. The decompositions were performed with 3.6 mL of HNO3 and 1.4 mL of H2SO4 for 205 min in a digester block at 225 ºC. The detection limit for determination of respective analytes in both samples were satisfactory. The RSDs for the analytes were less than 10%. Moreover, the accuracy of the method can be verified by recovery tests, whose values ranged from 82 to 115% for husk samples and 82 to 120% for ashes. The proposed method was presented as a simple, safe and low cost procedure being suitable for sample preparation and subsequent determination of metals by MIP OES.

Palavras-chave: rice husk and rice husk ashes; reflux system; metals; MIP OES.

INTRODUÇAO

De acordo com o Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA) o arroz está entre os cereais mais consumidos no mundo, sendo o Brasil o nono maior produtor mundial de arroz, com mais de 50% da sua produçao localizada no estado do Rio Grande do Sul.1

Na indústria do arroz temos, como subproduto mais volumoso, a casca do grao, que corresponde a cerca de 20% do peso do grao de arroz.2 Por esta razao, é necessário encontrar formas de reutilizaçao para este subproduto. Por apresentar um alto poder calorífico, cerca de 16,3 MJ/Kg, a queima da casca de arroz para a geraçao de energia se apresenta como uma alternativa atrativa do ponto de vista econômico e viável em termos tecnológicos, além de apresentar baixos impactos ambientais, visto que todo o CO2 produzido na queima volta para o ciclo de carbono da biosfera terrestre.3

No entanto, através da queima deste subproduto, uma quantidade significativa de cinzas é gerada como resíduo. Tendo em vista que grande parte dessas cinzas apresentam características pozolânicas, estas podem ser utilizadas na indústria cimenteira.4 Outra forma de aplicaçao das cinzas da casca de arroz é na agricultura, por conta dos minerais presentes na sua composiçao. Por ser um material rico em sílica as cinzas também podem ser utilizadas na fabricaçao de cerâmica e na indústria automotiva.5

A casca de arroz apresenta um teor de cinzas de aproximadamente 11%, sendo que estas cinzas contém em torno de 80-90% de SiO2, 5% de K2O, 4% de P2O5 e 1-2% de CaO e quantidades menores de Fe, Mg e Na. Contudo, em sua composiçao os principais componentes orgânicos sao a celulose (43,5%), a hemicelulose (22%) e a lignina (17,2%).6 Pequenas diferenças na composiçao química da casca de arroz sao esperadas e estas sao dependentes da safra, do clima, bem como das condiçoes do solo e localizaçao geográfica.7

Por se tratar de uma mistura complexa de alto teor orgânico, associado a componentes inorgânicos como silicatos, óxidos, entre outros, a casca de arroz pode apresentar em sua composiçao a presença de elementos tóxicos. Sendo assim, o conhecimento do conteúdo desta matriz, bem como de seus subprodutos, pode fornecer informaçoes preciosas para avaliar o risco ambiental embutido, devido ao crescente aumento do uso da casca de arroz como biomassa, aliado à necessidade de obtençao de uma cinza de melhor qualidade para que esta possa ser utilizada em diversos setores industriais.

O procedimento de decomposiçao comumente utilizado para matrizes com essas características, é a decomposiçao ácida por via úmida. Desta forma, para uma completa solubilizaçao das amostras o uso de misturas de ácidos minerais a quente, normalmente, se faz necessário.8

Dentro deste contexto, o uso de sistemas de refluxo para o preparo de amostras tem se destacado como uma alternativa promissora aos sistemas convencionais de decomposiçao ácida. Como vantagens pode-se citar o processo de condensaçao dos ácidos, o que evita a necessidade de reposiçao destes reagentes durante a etapa de decomposiçao. O refluxo da soluçao acaba também minimizando os riscos de contaminaçao, bem como a perda de analito por volatilizaçao.9-11

Em busca de otimizar os processos e as metodologias analíticas para obter resultados exatos e precisos, e ainda possibilitar uma diminuiçao dos custos da análise e o tempo empregado, as técnicas sistemáticas de planejamento estatístico de experimentos vêm sendo cada vez mais utilizadas nos estudos experimentais. A metodologia de delineamento composto central rotacional (DCCR) permite, com um número reduzido de ensaios, avaliar as inter-relaçoes entre as variáveis e as respostas obtidas, através da geraçao de gráficos de superfície de resposta para análise dos resultados.12

Frente a esta problemática, e por se tratar de matrizes complexas, fica evidente a necessidade do desenvolvimento e da validaçao de métodos analíticos voltados principalmente ao estudo da etapa de preparo da amostra para posterior determinaçao elementar. Desta forma, o presente trabalho tem como objetivo principal o desenvolvimento de um método analítico de decomposiçao ácida sob refluxo para posterior determinaçao de metais em amostras de casca e cinzas da casca de arroz por espectrometria de emissao atômica com plasma induzido por micro-ondas (MIP OES). Para a otimizaçao das melhores condiçoes de trabalho o experimento foi realizado a partir de um planejamento estatístico DCCR.

 

PARTE EXPERIMENTAL

Equipamentos e parâmetros instrumentais

Para as análises foi utilizado um espectrômetro de emissao atômica com plasma induzido por micro-ondas (MIP OES) modelo Agilent 4200 (Agilent Technologies, Melbourne, Austrália) equipado com uma câmara de pulverizaçao ciclônica de vidro de dupla passagem (Agilent Technologies, Melbourne, Austrália). O nitrogênio utilizado é extraído do ar atmosférico por meio de um gerador de nitrogênio (4107 Nitrogen Generator - Agilent Technologies, Melbourne, Austrália). O alinhamento da tocha e a seleçao da melhor linha espectral foram realizadas utilizando uma soluçao de calibraçao de HNO3 5% e otimizados automaticamente pelo instrumento com o MP Expert Software (versao 1.5.1.0, Agilent Technologies, Melbourne, Austrália). Os elementos quantificados e os parâmetros instrumentais utilizados estao presentes na Tabela 1.

 

 

As amostras foram trituradas em um multiprocessador de alimentos convencional e peneiradas em uma peneira de malha 300 µm (Bronzinox, Sao Paulo, Brasil). Em seguida, as amostras foram pesadas utilizando uma balança analítica com resoluçao de 0,1 mg e tara máxima de 210 g (Modelo AR 2140, Ohaus Adventurer, EUA). Para a etapa de decomposiçao ácida das amostras foi utilizado um bloco digestor convencional (modelo MA-4025, Marconi, Brasil), onde foi adaptado a cada um dos tubos digestores um sistema de refluxo.

Este sistema consiste na inserçao de um tubo pequeno de vidro, chamado de "dedo frio", o qual é adaptado ao tubo de digestao do bloco digestor convencional. A água é circulada de forma contínua dentro deste tubo, onde a temperatura é mantida a 15 °C, sendo esta controlada através de um banho termostatizado modelo Q-214M2 (Quimis, Sao Paulo, Brasil). Desta forma, ocorre o resfriamento da parte superior do tubo digestor, o que proporciona a recirculaçao dos ácidos dentro do tubo maior. O sistema é semifechado com uma tampa de Politetrafluoretileno (PTFE), a qual contém uma ranhura lateral que possibilita o alivio da pressao no interior do tubo, diminuindo ou anulando qualquer risco de explosao, tornando-se um método mais seguro ao analista.

 


Figura 1. A) Diagrama esquemático do sistema de refluxo acoplado ao tubo digestor de vidro. 1: entrada água; 2: saída de água; 3: Tampa de Teflon®; 4: saída para gás; 5: tubo de reaçao. B) Imagem real do sistema de dedo frio. (adaptado de Orestes et al. 2013)9

 

Reagentes e soluçoes

Todos os reagentes utilizados foram de grau analítico: ácido nítrico 65% (m/m) (Synth, Sao Paulo, Brasil) foi purificado por destilaçao em um sistema de sub-ebuliçao de quartzo MA-075 (Marconi, Piracicaba, Brasil), ácido sulfúrico 98% (m/m) (Vetec, Rio de Janeiro, Brasil). Os materiais de vidro foram descontaminados em um banho de 10% (v/v) de HNO3 por um período de 48 horas, e após, foram enxaguados com água deionizada, antes do uso. A água utilizada no preparo das amostras e das soluçoes foi obtida por um sistema de purificaçao com resina de troca iônica. Para a calibraçao do instrumento foi utilizado uma soluçao padrao multielementar para ICP (Multielement Standard Solution6 for ICP - Sigma Aldrish, Buchs, Alemanha).

Preparo das amostras

As amostras de casca e cinza de casca de arroz foram cedidas por três empresas de beneficiamento de arroz, localizadas na regiao sul do estado do Rio Grande do Sul. Por estas empresas foram disponibilizadas cinco amostras de casca e cinco amostras de cinzas, sendo estas coletadas em dias diferentes durante uma semana, totalizando quinze amostras de casca e quinze amostras de cinzas.

Todas as amostras analisadas foram submetidas a uma etapa de moagem em um multiprocessador de alimentos, até ficarem na forma de pó. Após, 250 mg de cada amostra de casca de arroz foram pesadas, homogeneizadas e armazenadas no mesmo recipiente, formando uma amostra composta, a qual foi utilizada para o desenvolvimento e validaçao do método proposto. No entanto, para a validaçao das amostras de cinzas utilizou-se uma amostra cedida pela segunda empresa que foi coletada anteriormente as 15 amostras utilizadas para as analises.

Posteriormente, foi realizado um planejamento estatístico através do software Statistica 7.0 (StatSoft, Inc., Tulsa, OK, EUA) para compreender a influência de cada parâmetro da etapa de preparo de amostras sobre a variaçao do sinal analítico de cada elemento. Este planejamento possibilita uma melhor otimizaçao das condiçoes de trabalho, de forma que seja possível estabelecer uma condiçao compromisso através das variáveis (variáveis independentes) em estudo: porcentagem de ácido nítrico (% Ac) em relaçao a quantidade de ácido sulfúrico em um volume total de 5 mL, tempo de decomposiçao no bloco digestor (t) e temperatura do bloco digestor (T). Após definir as variáveis em estudo, um delineamento composto central rotacional (DCCR), 23 com 3 pontos centrais e 6 pontos axiais foi efetuado gerando um total de 17 ensaios, os quais foram realizados de acordo com as análises arranjadas pelo software Statistica 7.0 de forma aleatória e em triplicata. As respostas escolhidas (variáveis dependentes) correspondem aos sinais analíticos obtidos para os elementos Fe, Mg, Mn e Na

Método proposto com o sistema de refluxo

Foi fixada uma condiçao de trabalho para as amostras de casca de arroz, satisfatória para todos os elementos em estudo, com base na análise dos gráficos de superfície de resposta obtidos para cada elemento. Essa condiçao foi aplicada também para as amostras de cinzas de casca de arroz, visto que sao amostras menos complexas que as amostras de casca, pois grande parte da carga orgânica é eliminada durante a queima da casca.

Sendo assim, foram pesadas aproximadamente 250 mg de amostras diretamente nos tubos digestores, em seguida foi adicionado 3,6 mL de HNO3 e 1,4 mL de H2SO4, a seguir, os tubos foram levados ao bloco digestor com temperatura de 225 °C, já com o sistema de refluxo acoplado aos tubos digestores, utilizando uma recirculaçao interna de água a qual foi mantida a 15 °C, por 3 horas e 25 min. Ao término deste período, as soluçoes resultantes nos tubos digestores foram transferidas de forma quantitativa para frascos de PP (polipropileno), previamente descontaminados, e estes aferidos a 50 mL com água deionizada. Uma diluiçao foi realizada a partir dessa soluçao, com intuito de adequar a acidez da amostra de modo a nao causar danos ao equipamento, onde 5 mL foram transferidos para outro frasco de PP e aferidos a 10 mL de água deionizada. Todas as análises foram realizadas em replicata, para verificar a precisao do método proposto, e testes de adiçao e recuperaçao de analito, com as duas amostras em estudo, foram feitos com o propósito de verificar a exatidao do método. Por fim, foi feita a aplicaçao do método em 15 amostras de casca de arroz e 15 amostras de cinzas de casca de arroz.

 

RESULTADOS E DISCUSSOES

Otimizaçao do método proposto

Para uma melhor otimizaçao das condiçoes de trabalho do método proposto de digestao ácida sob refluxo um DCCR foi realizado. Para estes estudos, conforme citado anteriormente, foi utilizada uma amostra composta de casca de arroz. Os níveis utilizados neste delineamento foram estabelecidos a partir de testes experimentais feitos previamente e com base na literatura. O DCCR conta com as seguintes variáveis independentes: porcentagem de HNO3 (em relaçao ao ácido sulfúrico), tempo de permanência dos tubos no bloco digestor e temperatura do bloco digestor, representados na Tabela 2. Os valores de porcentagem de 40, 48, 60, 72 e 80% descritos na referida Tabela, referem-se respectivamente aos volumes de 2 mL de HNO3 e 3 mL H2SO4, 2,4 mL de HNO3 e 2,6 mL H2SO4, 3 mL de HNO3 e 2 mL H2SO4, 3,6 mL de HNO3 e 1,4 mL H2SO4 e por fim 4 mL de HNO3 e 1 mL H2SO4.

 

 

Através deste estudo foi gerado pelo software uma matriz DCCR com 17 ensaios, onde as variáveis estudadas sao combinadas entre si como mostra a Tabela 3. Também estao representados, os resultados de emissao de sinal analítico obtidos para os elementos estatisticamente significativos, os quais foram analisados por MIP OES nas amostras de casca de arroz, após a etapa experimental de decomposiçao ácida.

 

 

Após análise das amostras por MIP OES e obtençao do sinal analítico dos elementos Al, Cd, Cu, Fe, Mg, Mn, Mo, Na, Ni e Ti, foi possível observar que somente os elementos Fe, Mg, Mo e Na mostraram respostas estatisticamente significativas. Com base nos Diagramas de Pareto (Figura 2), pôde-se observar que o Mg apresentou somente a % HNO3 como variável estatisticamente significativa, enquanto que o Mo apresentou todas as variáveis estatisticamente significativas. Já para o Na, somente o tempo foi significativo. Para o Fe, o tempo e a interaçao entre o tempo e a % Ac foram significativos. Abaixo, estao descritas as equaçoes 1, 2, 3 e 4 correspondentes, respectivamente, aos modelos referentes à determinaçao para Fe, Mg, Mo e Na.

 


Figura 2. Gráficos de Pareto para Fe, Mg, Mo e Na

 

Foi possível calcular o valor de F a partir dos dados da tabela ANOVA (Tabela 4), além de outros parâmetros importantes estatisticamente. Para todos analitos os valores de F calculados foram maiores que os valores de F tabelado. Com (Fcal>Ftab) foi possível gerar os gráficos de superfície de resposta para cada elemento e analisar como cada variável estatisticamente significativa influenciou na resposta do sinal emitido pelo analito, o que possibilitou encontrar uma possível condiçao compromisso, considerando as melhores condiçoes de analise encontradas para cada analito.

 

 

De acordo com a Figura 3, foi possível observar que o Fe em relaçao às variáveis estatisticamente significativas (% Ac e tempo) apresentou os melhores resultados para os valores próximos as extremidades, ou seja, para os maiores ou menores valores de % Ac e tempo, sendo possível observar melhores sinais de absorbância com uma variaçao diretamente proporcional entre as duas variáveis.

 


Figura 3. Gráficos de superfície de resposta em funçao do sinal analítico do Fe (tx%Ac)

 

Observando o gráfico de superfície de resposta obtido para o Mg (Figura 4), é possível observar que os melhores resultados foram obtidos quando os maiores valores % HNO3 foram utilizados. Para o Mo (Figura 5 e 6), observa-se que os melhores resultados, para as três variáveis estatisticamente significativas % Ac, temperatura e tempo, tendem ao ponto central. Para o Na (Figura 7), os resultados foram semelhantes ao Mo para a variável tempo, apresentando como melhor resultado o ponto central.

 


Figura 4. Gráficos de superfície de resposta em funçao do sinal analítico do Mg (tx%Ac)

 

 


Figura 5. Gráficos de superfície de resposta em funçao do sinal analítico do Mo (tx%Ac)

 

 


Figura 6. Gráficos de superfície de resposta em funçao do sinal analítico do Mo (Tx%Ac)

 

 


Figura 7. Gráficos de superfície de resposta em funçao do sinal analítico do Na (%Acxt)

 

Depois de observar os gráficos de superfície de resposta obtidos para os analitos em estudos, pôde-se chegar a uma condiçao compromisso de preparo de amostra, sendo esta satisfatória para realizar a determinaçao dos quatro elementos analisados. Dessa forma, a temperatura foi fixada em 225 °C, valor do ponto central, visto que esta variável só foi significativa para o Mo. O tempo foi definido em 205 min, em razao de que esta variável foi significativa para três dos quatro elementos analisados, sendo que para o Na e o Mo os melhores resultados foram para valores próximos ao ponto central e para o Fe os melhores resultados foram nas extremidades, em razao disso foi escolhido o ponto intermediário entre a extremidade de maior valor e o ponto central, a extremidade de menor valor foi descartada pela possibilidade de um curto período de tempo de decomposiçao nao ser suficiente para os demais elementos. A % HNO3 foi fixada em 72%, que corresponde a 3,6 mL de HNO3 e 1,4 mL de H2SO4, pois os melhores resultados para o Mg e para o Fe foram obtidos na extremidade superior, no entanto o Mo apresentou os melhores resultados próximos ao ponto central, por essa razao foi a escolhida a condiçao intermediária, de 72%.

Por conseguinte, a condiçao compromisso fixada para os elementos Fe, Mg, Mo e Na mostrou-se eficiente para a decomposiçao das amostras de casca de arroz, como comprova os resultados obtidos para os testes de adiçao e recuperaçao de analito. Além dos analitos já estudados no DCCR, a condiçao de preparo de amostras encontrada, para decomposiçao ácida no sistema sob refluxo, mostrou-se eficiente também para a determinaçao dos elementos Al, Cd, Cu, Mn, Ni e Ti, presentes nas amostras de casca e cinzas de casca de arroz.

O estudo estatístico desenvolvido, mostrou-se uma importante ferramenta para a etapa de preparo de amostras, tendo em vista que possibilitou a obtençao de uma mesma condiçao para diversos elementos, proporcionou o uso de temperaturas mais baixas, e assegurou qualidade aos resultados obtidos. O uso do DCCR ainda possibilitou realizar um número reduzido de ensaios, comparado aos testes univariados ou a combinaçao de todas as variáveis estudadas.

Parâmetros de mérito

Os parâmetros de mérito obtidos para a determinaçao de Al, Cd, Cu, Fe, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, e Ti em amostras de casca de arroz e cinzas de casca de arroz por MIP OES a partir da metodologia proposta estao apresentados na Tabela 5. Como é possível observar, as curvas de calibraçao para todos os analitos em estudo mostraram bons coeficientes de correlaçao linear, com R > 0,999, bem como apresentaram limites de detecçao (LDs) e sensibilidades adequadas para atender ao objetivo que o trabalho se propoe. O limite de detecçao do equipamento foi calculado por meio da equaçao 5.

 

 

E o limite de detecçao do método foi calculado utilizando também a fórmula 5, porém levando em consideraçao a massa e o volume utilizados nas análises.

Validaçao da metodologia proposta e aplicaçao das condiçoes otimizadas

Com o objetivo de avaliar a exatidao da metodologia proposta, testes de adiçao e recuperaçao dos analitos foram realizados utilizando amostras de casca e cinzas de casca de arroz fortificadas e nao fortificadas com os analitos de interesse. Nestes testes foram estudados dois pontos de adiçao de analito, 0,25 e 0,5 ppm. Como citado anteriormente, foi necessária uma diluiçao de todas as amostras para que a acidez presente nao ocasionasse danos ao equipamento, sendo assim, a quantidade adicionada passou a ser 0,5 e 1,0 ppm, para diluiçao de 2 vezes e 1,25 e 2,5 ppm, para as diluiçoes de 5 vezes. A diluiçao de 5 vezes se fez necessária, visto que alguns analitos apresentaram resultados de concentraçao acima da faixa de trabalho estabelecida, necessitando de uma maior diluiçao das amostras para a análise. Os resultados dos testes de adiçao e recuperaçao para as amostras de casca e cinzas da casca de arroz estao descritos nas Tabelas 6 e 7, respectivamente.

 

 

 

 

De acordo com os resultados apresentados na Tabela 6, pode-se verificar uma faixa de recuperaçao dos respectivos analitos para as amostras de casca de arroz que variou de 82 a 115% com valores de desvio padrao relativo (RSDs) inferiores a 10%, o que comprova a exatidao do método proposto, bem como uma precisao adequada, tendo em vista a boa reprodutibilidade dos resultados. Cabe salientar que, o método proposto também se mostrou eficiente para a determinaçao dos analitos de interesse quando aplicado a amostras de cinzas de casca de arroz (Tabela 7), onde os valores de recuperaçao dos analitos variaram de 82 a 120%, com RSDs inferiores a 6%.

Assim, podemos dizer que o sistema de decomposiçao sob refluxo apresentou eficiência na decomposiçao das amostras de casca e cinzas de casca de arroz possibilitando a subsequente determinaçao dos analitos. É importante ressaltar que, esta eficiência no processo de preparo das amostras está diretamente relacionada à zona de baixa temperatura do dedo frio, a qual é responsável pela condensaçao dos vapores gerados, aumentando a capacidade de decomposiçao.

Através dos resultados apresentados nas Tabelas 6 e 7, também foi possível verificar a aplicabilidade do sistema de decomposiçao proposto para determinaçao de elementos voláteis, devido aos bons percentuais de recuperaçao obtidos para o Cd em ambas as amostras. Por se tratar de um sistema semifechado, certamente, na superfície do dedo frio, é gerada uma película fina de nitratos (decorrente da decomposiçao com o ácido nítrico), que permite a absorçao dos analitos.

De acordo com a normativa vigente da ABNT13, que classifica as cascas de arroz, bem como as cinzas como resíduos e com base nos resultados de concentraçao obtidos para estas amostras (Tabelas 6 e 7), pôde-se verificar que as concentraçoes de Cd, Cu e Na ficaram abaixo dos limites máximos permitidos que sao respectivamente, 0,005 mg L-1, 2,0 mg L-1 e 200 mg L-1. No entanto, as concentraçoes de Fe tanto para casca de arroz (9,41mg L-1), quanto para cinzas (3,24 mg L-1), foram superiores ao limite permitido que é de 0,3 mg L-1. Concentraçoes acima do permitido também foram obtidas para Mn (casca de arroz (1,28 mg L-1)/cinzas (5,75 mg L-1) e Al (casca de arroz (0,41 mg L-1)/cinzas (0,60 mg L-1), sendo que os limites para estes elementos sao de 0,1 mg L-1 para o Mn e 0,2 mg L-1 para o Al, o que classifica estas matrizes pela normativa como sendo, resíduos sólidos classe II A - Nao inerte.

Os valores de concentraçao acima do limite estabelecido pela norma corroboram a importância do conhecimento e monitoramento das concentraçoes de metais presentes nestas matrizes, a fim de evitar possíveis problemas ambientais que possam ser causados quando estas sao descartadas como resíduo.

Tendo em vista que os resultados obtidos no teste de adiçao e recuperaçao apontaram boa exatidao e precisao, além de baixos limites de detecçao do método como mostra a Tabela 5, a mesma condiçao foi aplicada em todas as amostras de casca e cinza da casca de arroz. Como é possível observar nas Tabelas 8 e 9, respectivamente.

 

 

 

 

A partir dos resultados apresentados nas Tabelas 8 e 9, foi possível observar pouca variaçao em relaçao à concentraçao dos analitos, tanto para as amostras de casca, como para as amostras de cinzas nos diferentes dias de coleta de cada empresa. No entanto, nao houve um padrao de comportamento, quando comparado os resultados de concentraçao obtidos para os respectivos analitos entre as amostras de casca e cinzas de casca de arroz, já que alguns apresentaram aumento na concentraçao e outros tiveram suas concentraçoes consideravelmente diminuídas.

Concentraçoes maiores em relaçao às amostras de cinzas, comparadas as amostras de casca, pode ser resultado da incorporaçao do analito por meio do sistema utilizado durante o processo de queima da casca de arroz ou no período de estocagem das cinzas resultantes. Concentraçoes menores nas amostras de cinzas estao diretamente relacionadas com as perdas de elementos por volatilizaçao, tendo em vista que, durante o processo de queima da casca de arroz, temperaturas superiores a 500 °C sao aplicadas e assim perdas significativas de alguns elementos durante este processo sao justificadas.8

Com base nos resultados apresentados nas respectivas tabelas, verifica-se que o resíduo final do processo de queima da casca de arroz apresenta concentraçoes consideráveis de Fe, Mg, Mn, Ti e Na o que vem a contribuir com a possível aplicaçao deste resíduo na agricultura como adubo do solo, tendo em vista que estes nutrientes sao essenciais para o bom desenvolvimento dos seres vivos.14,15

Cabe salientar que, a caracterizaçao elementar destas amostras, é de grande importância, o que vem a colaborar de forma significativa no destino destes resíduos. De acordo com a normativa vigente da ABNT13, as amostras de casca e cinza de casca de arroz apresentadas nas Tabelas 8 e 9, sao classificadas como resíduos sólidos classe II A - Nao inerte, pois apresentam as concentraçoes (quando transformadas para mg/L) de alguns elementos acima do limite permitido na normativa.

 

CONCLUSAO

Através dos resultados obtidos foi possível observar que o método proposto de decomposiçao ácida com sistema de refluxo utilizado para o preparo das amostras de casca e cinzas de casca de arroz apresentou-se como um método eficiente, seguro e simples, apresentando exatidao e precisao adequadas para a análise de Al, Cd, Cu, Fe, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, e Ti por MIP OES. Sendo assim, uma alternativa promissora aos métodos convencionais de análise. Os valores de recuperaçao encontrados para ambas as amostras confirmam a exatidao do método. A utilizaçao do planejamento estatístico durante o processo de decomposiçao das amostras possibilitou, com um número menor de ensaios, uma avaliaçao mais eficiente em relaçao aos fatores estudados, auxiliando na otimizaçao das condiçoes de trabalho. Com base no cenário atual, aonde a casca de arroz vem sendo amplamente empregada como fonte de energia, gerando as cinzas como subproduto, a caracterizaçao elementar dessas matrizes vem auxiliar as empresas em relaçao ao destino deste resíduo, bem como ao aproveitamento adequado de matéria-prima, o que irá resultar em benefícios em relaçao ao processo de conservaçao ambiental.

 

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