Enviado por Paulo Cesar Ocheuze Trivelin
Recycling Of Copper From An Automated Analyzer Of Carbon And Nitrogen. Isotopic and elemental analysis of N, C and S in liquid and solid samples has been simplified with the advent of automated systems. The simplest method of automation for this kind of analysis involves an elemental analyzer interfaced directly to the ion source of an IRMS (Isotope Ratio Mass Spectrometry). In the analyzer reduction system, an expressive amount of oxidized copper is generated as solid residue. This material is normally imported and the price is very high. A methodology was proposed for the recovery of metallic copper in order to recycle this reagent in the reduction system of a GC-IRMS, using the hydrogen gas in the vacuum line. Results show that it is possible to obtain a recycle of about 95 % of the initial metallic copper used in the reduction system.
Keywords: residue; copper recycle; treatment.
As determinações isotópicas de N, C e S, por espectrometria de massas, em amostras orgânicas e inorgânicas têm sido facilitadas com o surgimento de sistemas de preparo de amostras automatizados. O método mais simples de automação na determinação desses isótopos, envolve um analisador automático de CNS interfaceado diretamente à fonte de íons de um espectrômetro de massas (CF-IRMS ¾ "Continuous Flow Isotope Ratio Mass Spectrometry"). A técnica teve início no princípio da década de 80, em trabalhos que contaram com a colaboração da indústria1, produzindo equipamentos controlados por micro computadores, por meio de programas e rotinas especiais, que integrava o processo analítico elementar com a determinação da razão isotópica por espectrometria de massas (ANCA, Europa Scientific, Crewe, UK). Desde então, outros fabricantes têm produzido o instrumento ANCA-MS ("Automatic Nitrogen and Carbon Analyser ¾ Mass Spectrometer"), fazendo uso de um analisador elementar (NA 1500, Carlo Erba, Itália) conectado ao espectrômetro de massas (Finnigam MAT). Os processos, assim automatizados, passaram a substituir com vantagens os métodos tradicionais, principalmente em relação à velocidade analítica e geração de resíduos químicos nas diversas etapas.
Uma das principais etapas do método automatizado envolve um sistema de redução, onde são consumidas consideráveis quantidades de cobre metálico (Cuo), que é oxidado à Cu+2(CuO) durante o processo analítico (espectrômetros ANCA-SL 20/20 da Europa Scientific da Inglaterra e Finngam Mat Delta Plus com analisador elementar Carlo Erba 1110 de Bremmer Alemanha).
Os laboratórios de Isótopos Estáveis e Ecologia Isotópica do CENA/USP realizam cerca de 20.000 determinações elementares e isotópicas anualmente, consumindo aproximadamente 12 kg de cobre metálico, que é oxidado a CuO. O preço do produto importado é da ordem de US$ 400.00 por kg de Cuo.
Como pode ser verificado, apenas com a utilização dos dois espectrômetros de massas (ANCA-SL 20/20 e Finnigam Mat Delta Plus) interfaceados com analisador elementar, pode-se consumir cerca de US$ 12,000.00 (considerando taxas de importação e outros) anuais somente com a importação do cobre metálico.
O tratamento de resíduos perigosos, principalmente nas universidades e institutos de pesquisas, torna-se de fundamental importância, considerando que os cursos profissionalizantes em química, de uma forma geral, objetivam o treinamento dos estudantes com o manuseio de produtos perigosos de uma maneira correta e responsável. Entretanto, a forma atual de ensino (tradicional) é um paradoxo, pois, enquanto são realizadas sínteses, determinações químicas, reações perigosas, purificação, separação, destilações, entre outras, são geradas quantidades significativas de resíduos químicos.
Desta maneira, no atual cenário onde vários segmentos da sociedade vêm cada vez mais se preocupando com a questão ambiental, as universidades não podem mais sustentar esta medida cômoda de simplesmente ignorar sua posição de geradora de resíduos2. Dentro deste contexto, a reciclagem, recuperação e o reuso devem ser exercidos na unidade geradora, e vários trabalhos são apresentados na literatura3-7.
O cobre apesar de ser um elemento traço essencial à vida em todos os níveis, fazendo parte da construção de enzimas como a citocromooxidase, e interface na síntese de proteínas, pode causar grandes danos à biota quando seus níveis naturais são excedidos8-11. Nos ambientes aquáticos o cobre (formas dissolvidas e particuladas) são transportadas pelos rios, chuva, vento, entre outros, tendo como origem a erosão dos solos e depósitos minerais, assim como os rejeitos industriais e esgoto doméstico12. O cobre torna-se extremamente tóxico quando sua concentração ultrapassa certos valores, que dependem da espécie estudada, tornando-se cada vez mais críticos à medida que se caminha para a base da cadeia alimentar9. A toxidez efetiva do cobre está diretamente interrelacionada com a distribuição de suas formas físico-químicas individuais que, juntas, contribuem para a concentração total13. Com relação aos sedimentos, a taxa de incorporação de cobre é rápida e dependente do tipo de argila/sedimento, pH, cátions competitivos e presença de ligantes e de óxidos de ferro e manganês9.
O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento metodológico para reciclagem e posterior reutilização do cobre metálico utilizado nos analisadores elementar interfaceado a um espectrômetro de massas (ANCA-SL 20/20 e Finnigam Mat Delta Plus), reduzindo o descarte em depósitos provisórios, bem como o risco de contaminações.
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