A indústria petroquímica representa atualmente um setor preponderante na economia brasileira. a gestão sustentável dos recursos hídricos é uma preocupação crescente da indústria petroquímica, fazendo com que o desenvolvimento de tecnologias amigas do ambiente para tratamento de efluentes petroquímicos seja um mercado em crescimento. o objetivo deste trabalho consiste na valorização da macroalga marinha pelvetia canaliculata (linnaeus) através de seu uso como trocador de cátions para remoção e recuperação de íons de cádmio, chumbo, cobre e zinco em soluções aquosas, como um processo alternativo de remoção de metais pesados presente em efluentes petroquímicos. o mecanismo de biossorção dos cátions divalentes de chumbo, cádmio, cobre e zinco, usando a alga bruta, revelou-se um processo de troca iônica com os cátions presentes na superfície da alga, na+, k+, ca2+ e mg2+, com uma estequiometria de 1:1 entre íons com a mesma carga (ca2+ e mg2+ com pb2+,cd2+, cu2+ e zn2+) e 2:1 entre íons de cargas diferentes (k+ e na+ com pb2+, cd2+, cu2+ e zn2+). inicialmente, procedeu-se a um tratamento da alga de forma a converter todos os grupos funcionais na forma na+. a partir dos resultados da digestão da alga na forma na+ foi possível obter a quantidade de íons sódio ligados aos grupos funcionais (2,5 mmol/g), o que sugere a presença de 2,5 mmol de grupos funcionais ácidos por grama de alga. através das técnicas de ftir e de titulação potenciométrica foi possível determinar que os principais grupos funcionais presentes na superfície da alga responsáveis pela ligação dos metais são os grupos funcionais ácidos (fracamente ácido (grupos carboxílicos) e fortemente ácidos (grupos sulfônicos)), representando no total 2,5 mmol/g. foram realizadas experiências cinéticas em sistema fechado, a partir das quais se determinou o tempo de equilíbrio e o valor da difusividade homogênea do íon metálico no biossorvente. o equilíbrio de biossorção dos íons chumbo e cádmio em solução aquosa, usando a alga na forma na+ foi estudado a diferentes valores de ph, verificando-se um aumento significativo da capacidade de biossorção com o aumento do ph. a capacidade máxima de biossorção dos íons chumbo a ph 4,0 foi de 1,25 mmol/g (259 mg/g) e a de cádmio a ph 4,5 foi 1,25 mmol/g (140 mg/g), permitindo concluir que todos os grupos funcionais presentes na superfície da alga foram ocupados. o equilíbrio de biossorção usando a mistura pb2+/cd2+/cu2+/zn2+ revelou que existe competitividade entre os íons metálicos para os sítios ativos presentes na superfície da biomassa, diminuindo a capacidade de biossorção de cada íon metálico, face ao sistema usando apenas um íon metálico. no entanto, a capacidade total de biossorção da mistura pb2+/cd2+/cu2+/zn2+ é similar à obtida no sistema usando apenas um íon metálico. a esterificação da alga, bloqueando os grupos carboxílicos e os grupos sulfônicos, levou a uma redução de mais de 80% da capacidade de biossorção, indicando que estes grupos funcionais são os principais responsáveis pela remoção dos íons metálicos. um modelo de equilíbrio de troca iônica, considerando os grupos funcionais carboxílicos e sulfônicos na forma na+, foi capaz de prever os dados de equilíbrio nos diferentes sistemas estudados (pb2+/na+/h+, cd2+/na+/h+ e pb2+/cd2+/cu2+/zn2+/na+/h+) em sistema fechado permitindo calcular as constantes de seletividade entre os íons. um modelo de transferência de massa considerando uma resistência à difusão intrapartícula, foi capaz de descrever as cinéticas de biossorção a diferentes valores de ph iniciais da solução, nos diferentes sistemas estudados. estudou-se também o processo de biossorção dos íons metálicos em sistema contínuo usando uma coluna de leito fixo, à escala laboratorial e piloto. as curvas de ruptura foram obtidas para os diferentes sistemas estudados (pb2+/na+/h+, cd2+/na+/h+, cu2+/na+/h+, zn2+/na+/h+ e pb2+/cd2+/cu2+/zn2+/na+/h+). a dessorção dos íons metálicos foi estudada no sistema contínuo usando como eluente uma solução de hno3 (0,1 m).