Avaliação do processo de biossorção utilizando folha de mandioca na remoção de azul de metileno



Baixar 24.29 Kb.
Encontro15.12.2017
Tamanho24.29 Kb.



Avaliação do processo de biossorção utilizando folha de mandioca na remoção de azul de metileno
Jean Colombari Neto(PIBIC/CNPq/Unioeste), José Roberto Costa da Cruz, Josiane Caetano, Douglas Cardoso Dragunski(Orientador),

e-mail:dcdragunski@gmail.com


Universidade Estadual do Oeste do Paraná/Centro de Engenharias e Ciências Exatas/Toledo-PR
Grande área e área: Ciências Exatas e da Terra - Química
Palavras-chave: efluente, adsorção, corante.
Resumo
A contaminação de efluentes líquidos por corantes sintéticos provenientes de diferentes setores tem gerado grande preocupação e interesse ambiental devido à sua alta capacidade poluidora. Os efluentes desses setores podem causar sérios danos aos ecossistemas aquáticos com redução da penetração da luz solar e aumento da toxicidade. Um dos métodos alternativos para a remoção desses corantes é a biossorção, devido à alta seletividade, fácil manuseio e baixos custos operacionais. Um exemplo destes biossorventes é o resíduo proveniente de folhas de mandioca, o qual pode ser utilizado na remoção do corante orgânico azul de metileno. Desta forma, foram realizados estudos de otimização dos parâmetros envolvendo pH, cinética, isoterma, termodinâmica e potencial de carga zero (pH PCZ). Constatou-se que o melhor pH foi 7,00 e após 120 minutos a adsorção permaneceu em equilíbrio, seguindo um modelo cinético de pseudo-segunda ordem. Paras as isotermas de adsorção constatou-se que os dados seguiram a isoterma de Temkin, indicando que a interação adsorvente adsorvato pode ser uma quimiossorção. A capacidade máxima de adsorção deste biossorvente foi de 131, 59 mg de corante por grama de adsorvente, indicando que este material possui um grande potencial para ser aplicado como biossorvente no tratamente de efluentes que contenham este corante.
Introdução
Devido à preocupação com relação à preservação do meio ambiente, vem crescendo a procura por materiais de baixo custo para serem utilizados como adsorventes de corantes em meio aquoso (Pereira et al., 2008). Esta procura tem se tornado cada vez mais evidente já que diferentes indústrias (têxtil, papel, plástico, couro, dentre outras) geram uma grande quantidade de efluentes contendo resíduos de corantes que, se não forem tratados adequadamente, geram um grande problema de contaminação ambiental (Kunz et al., 2002).

A mandioca é amplamente difundida por todo território nacional. Porém, é utilizada apenas no consumo culinário e na indústria no processo de produção de farinha e extração de fécula. Os subprodutos gerados no processo industrial da mandioca causam sérios problemas ambientais, por gerar quantidade significativa de resíduos. Estes são fontes de agressão ao meio ambiente e constituem um desperdício de rendimento para o produtor podendo este material ser utilizado como biossorvente de efluentes têxteis (Cereda, 1994),.

O azul de metileno é um corante catiônico utilizado em diversos campos industriais. Apesar da sua baixa toxicidade, a remoção deste de águas ou efluentes é bastante estudada devido ao fato desse corante apresentar-se como uma molécula modelo já que as bandas de absorção de suas diferentes espécies (monômeros, dímeros, agregados e espécies protonadas) são bem conhecidas e aparecem em regiões distintas do espectro (Neumann et al., 2000; Baldez et al, 2008).

Neste sentido, este trabalho teve como objetivo utilizar o resíduo proveniente da mandioca ao verificar a viabilidade de utilizá-lo como adsorvente para a remoção do corante azul de metileno, a partir de efluente sintético aquoso.


Materiais e Métodos
As folhas da mandioca foram coletadas e lavados em água corrente e água destilada para retirar restos de sedimentos, após escorrido o excesso de água, as folhas foram secas em estufa com circulação de ar a 70ºC, por um período de 48 h em seguida foram levadas ao liquidificador e peneiradas em peneira de 48 mesh para obtenção de partículas de tamanho conhecido. Os ensaios foram realizados com a biomassa in natura.

Para os experimentos verificou-se a biossorção em função do pH, cinética, isoterma e pH PCZ, conforme descrito por Honorato et al., (2015).


Resultados e Discussão
Ao realizar a adsorção em função do pH, constatou-se que a quantidade adsorvida foi maior para os pHs 7, 9 e 11, no entanto, não houve uma diferença significativa entre esses valores, desta forma, optou-se por trabalhar nos outros experimentos em pH 7, pois está dentro da faixa (7-9) preconizada pela CONAMA.

Após a escolha do pH, realizou-se os testes cinéticos (Figura 1), os quais possibilitam verificar o ponto de equilíbrio dos biossorventes. Ao observar os resultados da porcentagem de adsorção, pode-se constatar uma estabilidade na porcentagem de adsorção em 120 minutos. Foram aplicados os modelos cinéticos e constatou-se que os dados experimentais se ajustaram ao modelo de pseudo-segunda ordem (R2 0,999), indicando um forte interação entre o adsorvente e adsorvato. Após definidos os parâmetros de pH (7,0) e tempo (120 min.), realizou-se as medidas de isotermas de adsorção, ou seja, a adsorção em função da concentração do corante, a qual pode ser observada na Figura 2.

Ao analisar a Figura 2, nota-se que até 20 mg L-1 ocorre uma rápida adsorção, ou seja, os sítios são ocupados rapidamente pelo corante. Em seguida ocorre uma estabilização e um súbito aumento, indicando que o resíduo possuiu um alta capacidade de sorção, chegando próximo de 131, 59 mg de corante por grama de adsorvente, resultado esse considerado promissor frente aos biossorventes comumente utilizados.

Aplicando os modelos de isotermas de adsorção nos dados experimentais, constatou-se que o modelo de Temkin (R2 = 0,96), foi o que melhor se ajustou, indicando que esta adsorção poderá ser governada por uma quimiossorção, fato este que corrobora com o modelo cinético de pseudo-segunda ordem.





Figura 1 - Porcentagem adsorvida do corante azul de metileno em função do tempo.



Figura 2 - Isoterma de adsorção do azul de metileno em resíduo de mandioca.







Conforme observado, na Tabela 1, os resultados encontrados se ajustaram aos modelos de Pseudo-segunda ordem para a adsorção em função do tempo e Temkin para a isoterma de adsorção, valores de R2 próximo de 1,00.

Com estes resultados optou-se por fazer a análise do pH PCZ, para determinar o ponto de carga zero, obtendo um valor de 6,53, ou seja, acima deste valor a superfície do resíduo será predominantemente negativa, e abaixo positiva. Desta forma, ao escolher o pH 7,0 para realização dos demais experimentos, a superfície do resíduo tornou-se negativa, facilitando a adsorção do azul de metileno, pois o mesmo é um corante catiônico, explicando assim a forte interação adsorvente/adsorvato.


Tabela 1 - Parâmetros cinéticos obtidos através da linearização do modelo de Pseudo-segunda ordem e e isotérmicos pelo modelo de Temkin.


Modelos




Biossorvente




Pseudo 2a Ordem



K2 (10-3) (g mg-1 min-1)

0,32




Qeq (mg g-1)

9,05




R2

0,99




Temkin



K (K.J.mg-1)

1,44

B1 (dm3.mg-1)

20,41

R2

0,96

* Onde Qt é a quantidade de corante adsorvido (mg g-1) no tempo t; k1 é a constante de velocidade de pseudo-primeira ordem; k2 é a constante de velocidade de pseudo-segunda ordem; Qeq é a quantidade de corante adsorvido (mg g-1) no equilíbrio; B1 e K são constantes de Temkin; C é concentração no equilíbrio.
Conclusões
Os resíduos das folhas de mandioca teve uma capacidade de adsorção de 131,59 mg de corante por grama de adsorvente, mostrando-se promissor para equipar futuros filtros para o tratamento de efluentes contendo este corante. Também constatou-se que o processo de adsorção é governado pela quimiossorção, fato estes descritos pelos modelos cinéticos de pseudo-segunda ordem e isotema de Temkin.
Agradecimentos
Ao laboratório GIPeFEA, a UNIOESTE, a UEM e a CNPq pela bolsa.
Referências
Cereda, M. P. 2001. Caracterização dos subprodutos da industrialização da mandioca. Manejo, Uso e Tratamento de subprodutos da industrialização da mandioca. São Paulo: Fundação Cargill.
Kunz, A., Peralta-Zamora, P., Moraes, S. G., Durán, N. (2002). Novas tendências no tratamento de efluentes têxteis. Química Nova 25, 78-82.
Neumann, M. G., Gessner, F., Cione, A. P. P., Sartori, A. R., Cavalheiro, S. C. C. (2000), Interações entre corantes e argilas em suspensão aquosa. Química Nova 23, 818-824.



: eventos -> eaicti -> eaictiAnais -> arquivos
arquivos -> Avaliação do efeito da clorexidina e do hipoclorito de sódio na cimentação adesiva de pinos – estudo in vitro
arquivos -> Análise clinicopatológica de tumores malignos de glândula salivar provenientes de uma casuística de Cascavel (PR) diagnosticados entre os anos de 2001 a 2015
arquivos -> Análise morfométrica dos tecidos gengivais de ratos castrados e com periodontite experimental
arquivos -> Eletrodo de hidroxiapatita para determinação de matéria orgânica
arquivos -> Aplicabilidade da acupuntura auricular no controle da dor, depressão e incapacidade em pacientes portadores de disfunção temporomandibular
arquivos -> Avaliação clínica comparativa entre duas técnicas cirúrgicas para recobrimento radicular em classes I e II de Miller
arquivos -> Análise do conhecimento a respeito da psiconeuroimunologia e do uso da abordagem holística pelos enfermeiros do município de Foz do Iguaçu-pr na prática diária
arquivos -> Estudo morfométrico do plexo submucoso do jejuno de ratos em modelo experimental de câncer tumor de Walker-256
arquivos -> Avaliação da compactação do solo em sistema semeadura direta submetido ao trafego de conjuntos de transbordos graneleiros
arquivos -> Cateter central de inserção periférica: análise do uso na unidade de tratamento intensivo neonatal do Hospital Universitário do Oeste do Paraná




©aneste.org 2017
enviar mensagem

    Página principal