Desenvolvimento de novos procedimentos analíticos para diferenciação in situ de espécies lábeis e inertes em sistemas aquáticos e para especiação de Cu(II) e Pb(II) complexados com nanopartículas de sílica
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Data
2010-05-06
Autores
Goveia, Danielle [UNESP]
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Em águas naturais metais formam complexos com uma variedade de ligantes orgânicos ou inorgânicos e adsorvem-se em colóides e materiais em suspensão. A maioria destes ligantes apresentam uma grande variedade de constantes de complexação, labilidades e coeficientes de difusão que define a biodisponibilidade dos íons metálicos. Neste contexto foram desenvolvidas e aplicadas duas metodologias para caracterização in situ de interações entre espécies metálicas e matéria orgânica aquática. Uma das técnicas está baseada na diálise em membranas, utilizando-se membranas celulósicas previamente purificadas e empacotadas com celulose modificada com grupos p-aminobenzóico. As membranas foram imersas diretamente no manancial permitindo o estudo da labilidade relativa de espécies metálicas in situ, em função do tempo e da quantidade de celulose organomodificada. Os resultados indicaram que os íons Cu apresentaram maior percentagem de metal livre e lábil nos rios estudados, ou seja, maior biodisponibilidade. Outra técnica investigada foi utilizando sistema de ultrafiltração tangencial equipado com membrana filtrante. Baseado na elevada massa molar da matéria orgânica natural (MON), os metais livres são diferenciados daqueles originalmente complexados, através do bombeamento direto da água do manancial para o sistema. Estudos variando parâmetros tais como tempo de contato e concentração de soluções de ligantes (ácido etilenodiaminotetracético) e íons Cu(II) possibilitaram, caracterizar a estabilidade de complexos metal-MON. O procedimento foi aplicado in situ em afluente do rio Ribeira de Iguape (Iguape, São Paulo) e avaliado usando íons Fe e Mn. Da troca entre metal–matéria orgânica (M-MON) natural e íons Cu(II) concluiu-se que concentração >385 μg L−1 de Cu(II) foi necessária para obter um máximo de troca dos complexos Mn–MON e Fe–MON correspondedo...
In natural waters, metals form complexes with a variety of organic or inorganic ligands, and are adsorbed on colloids and materials in suspension. These associations present a wide range of complexation constants, labilities and diffusion coefficients that define the bioavailability of the metal ions. In the present work, two methodologies were developed and applied for the in situ characterization of interactions between metal species and aquatic organic matter. A dialysis-based procedure used pre-purified cellulosic membranes, containing cellulose modified with p-aminobenzoic groups, which were immersed directly in the water body, to study the relative labilities of metal species in situ, as a function of time and the quantity of organo-modified cellulose. The results indicated that the Cu ion had a higher percentage of free/labile metal in water body studied, ie, greater bioavailability. A separate procedure used the direct pumping of sample water through a tangential ultrafiltration system equipped with a filtration membrane, which separated free from complexed metals on the basis of the high molecular mass of natural organic matter (NOM). Variation of parameters including contact time and concentrations of ligand solutions (ethylenediamine tetraacetic acid) and/or Cu(II) ions permitted characterization of the stability of the metal-NOM complexes. The procedure was then applied in situ at a tributary of the Ribeira do Iguape river (Iguape, São Paulo State) and evaluated using the ions Fe and Mn, which are considered to be essential constituents of aquatic systems. From the exchange between metal–natural organic matter (M–NOM) and the Cu(II) ions it was concluded that Cu(II) concentrations >385 μg L−1 were necessary to obtain maximum exchange of the complexes Mn–NOM and Fe–NOM, corresponding to 100% Mn and 8% Fe. The stability constants and dynamic behaviors of complexes... (Complete abstract click electronic access below)
In natural waters, metals form complexes with a variety of organic or inorganic ligands, and are adsorbed on colloids and materials in suspension. These associations present a wide range of complexation constants, labilities and diffusion coefficients that define the bioavailability of the metal ions. In the present work, two methodologies were developed and applied for the in situ characterization of interactions between metal species and aquatic organic matter. A dialysis-based procedure used pre-purified cellulosic membranes, containing cellulose modified with p-aminobenzoic groups, which were immersed directly in the water body, to study the relative labilities of metal species in situ, as a function of time and the quantity of organo-modified cellulose. The results indicated that the Cu ion had a higher percentage of free/labile metal in water body studied, ie, greater bioavailability. A separate procedure used the direct pumping of sample water through a tangential ultrafiltration system equipped with a filtration membrane, which separated free from complexed metals on the basis of the high molecular mass of natural organic matter (NOM). Variation of parameters including contact time and concentrations of ligand solutions (ethylenediamine tetraacetic acid) and/or Cu(II) ions permitted characterization of the stability of the metal-NOM complexes. The procedure was then applied in situ at a tributary of the Ribeira do Iguape river (Iguape, São Paulo State) and evaluated using the ions Fe and Mn, which are considered to be essential constituents of aquatic systems. From the exchange between metal–natural organic matter (M–NOM) and the Cu(II) ions it was concluded that Cu(II) concentrations >385 μg L−1 were necessary to obtain maximum exchange of the complexes Mn–NOM and Fe–NOM, corresponding to 100% Mn and 8% Fe. The stability constants and dynamic behaviors of complexes... (Complete abstract click electronic access below)
Descrição
Palavras-chave
Química ambiental, Agua, Substâncias húmicas, Ions metalicos, Especiação química, Environmental chemistry
Como citar
GOVEIA, Danielle. Desenvolvimento de novos procedimentos analíticos para diferenciação in situ de espécies lábeis e inertes em sistemas aquáticos e para especiação de Cu(II) e Pb(II) complexados com nanopartículas de sílica. 2010. 110 f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista, Instituto de Química, 2010.