ÁREA: Ambiental
TÍTULO: AVALIAÇÃO DO EFEITO DA DOSAGEM DE ARGILA ORGANOFÍLICA NA ADSORÇÃO DE FENOL PRESENTE EM EFLUENTE SINTÉTICO
AUTORES: CARVALHO, M.N. (DEQ - UFPE) ; SILVA, D.D.C. (DEQ - UFPE) ; AMARAL, R.L. (DEQ - UFPE) ; ABREU, C.A.M. (DEQ - UFPE) ; BARAÚNA, O.S. (ITEP) ; DA MOTTA, M. (DEQ - UFPE)
RESUMO: Este trabalho visa contribuir para o desenvolvimento tecnológico sustentável, sugerindo a aplicação de argilas esmectíticas modificadas para a adsorção de fenol em diferentes concentrações. Foi realizada uma otimização utilizando um planejamento fatorial 2^3 tendo como variável de resposta a capacidade de adsorção. Os ensaios foram realizados em batelada e a concentração de fenol foi determinada por HPLC, com coluna C18. O resultado do planejamento fatorial indicou que a maior capacidade de adsorção é obtida com o uso de uma menor massa de argila e de uma maior concentração de fenol, cujo valor foi de 1,2075 mg.g-1. A análise da superfície de resposta corrobora os resultados iniciais e indica que a variável tempo, nos níveis estudados, não apresentou influência significativa.
PALAVRAS CHAVES: argilas, adsorção, fenol
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: Os grandes centros consumidores de petróleo, de maneira geral, situam-se distantes dos grandes pólos produtores e, conseqüentemente, os riscos de contaminação ambiental estão presentes e se multiplicam ao longo de todas as milhas percorridas pelo petróleo em sua viagem de seu sítio de origem até as refinarias. Contaminações do solo, do ar, e de águas superficiais e sub-superficiais por hidrocarbonetos do petróleo são geralmente oriundas das principais atividades petroleiras de prospecção, exploração, transporte e refino. Durante as etapas iniciais do processo, nos poços, são gerados resíduos sólidos e efluentes líquidos, envolvendo óleos e fluidos de perfuração. Durante os armazenamentos e transportes nos oleodutos e nas unidades de processamento, podem ocorrer vazamentos, grandes rupturas em tubulações ou fissuras em tanques de estocagens externas ou subterrâneas. Vários métodos físico-químicos e biológicos têm sido desenvolvidos a fim de remover compostos orgânicos em efluentes industriais de modo a alcançar os limites legais de descarte. A utilização de argilas esmectíticas transformadas em argilas organofílicas com sais quaternários de amônio tem sido investigada com essa finalidade.
O tratamento de argilas com reagentes orgânicos e inorgânicos aumenta a sua capacidade adsortiva. A adsorção de compostos orgânicos por argilas organofílicas ocorre por vários mecanismos, tais como: reações iônicas e complexação (VIEIRA et al., 2004).
Este trabalho tem por objetivo otimizar e verificar a influência de parâmetros no processo adsortivo de fenol por argila organofílica modificada.
MATERIAL E MÉTODOS: Utilizou-se na preparação das argilas organofílicas, a bentonita policatiônica denominada “Chocolate”, fornecida pelo Instituto de Tecnologia de Pernambuco (ITEP) na sua forma in natura. Esta argila tem sua origem no Distrito de Boa Vista, Campina Grande- PB – Brasil. Para a síntese da argila organofílica, adotou-se inicialmente o procedimento que permite que as argilas policatiônicas sejam transformadas em argilas sódicas através do tratamento com um sal de sódio e em seguida a obtenção da argila organofílica por meio da adição de sal quaternário de amônio denominado Cloreto de Cetil Trimetil Amônio, segundo o procedimento adotado por BARAÚNA (1991). O efeito da dosagem de argila foi estudado sendo estabelecido, inicialmente, um planejamento fatorial de dois níveis e três fatores (2^3) a fim de avaliar o efeito da massa de argila em relação ao tempo de contato e à concentração de fenol. Foram selecionados intervalos de massa de 0,2 e 20 gramas de argila, de concentração de fenol de 2 e 20 mg.L-1 e de tempo de contato de mínimo 20 e máximo 120 minutos em mesa agitadora a 300rpm, bem como os valores relativos à média dos fatores estudados. A concentração de fenol resultante na fase líquida foi determinada por HPLC utilizando coluna C18 e fase móvel composta de metanol e água. A quantidade de fenol adsorvida pela argila foi calculada de um balanço material: q=(Ci-Cf)*V/m, onde Ci e Cf representam respectivamente a concentração inicial e final de fenol, V o volume (L) da solução de fenol e m a massa(g) de argila . O valor da quantidade adsorvida q refere-se à equação de Langmuir que representa o caso ideal de adsorção (RUTVEN, 1984).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Através da Tabela I se observa que a maior capacidade adsortiva da argila (q) ocorre nas condições em que se utiliza uma menor quantidade de massa para uma maior concentração de fenol. Os esperimentos 5 e 6 da Tabela , cujos valores de q calculados são 1,0450 e 1,2075 mg.g-1, respectivamente ,mostram os maiores valores de q obtidos, enquanto que os menores valores de q são observados quando uma maior quantidade de argila é utilizada com uma concentração menor de fenol.
TABELA I - Planejamento Fatorial 2^3 - dois níveis: mínimo e máximo e três fatores: massa, concentração e tempo; para obtenção da capacidade de adsorção de fenol por argila organofílica .
O comportamento indicado pelos valores obtidos nos experimentos se confirma através da análise da superfície de resposta representada pelas Figuras Ia e Ib. As superfícies mostram que ao se aumentar a massa de argila de 0,2 até 20g não se constata um aumento proporcional dos valores de q, ao contrário, a menor massa de argila fornece valores mais elevados de q. Assim, ao se combinar concentrações mais elevadas de fenol com massas de menores valores obteve-se maior capacidade adsortiva. Por outro lado, o fator tempo não revelou dados significativos de q, indicando que a variação de tempo, na faixa estudada, não favoreceu a adsorção de fenol nas argilas organofílicas.
FIGURA 1 – (I)Gráfico de superfície de resposta q (mg/g)resultante dos fatores M-massa de argila(g)e C-concentração de fenol(mg/L) e (II)Gráfico de superfície de resposta q (mg/g)resultante dos fatores T-tempo (min)e C-concentração de fenol (mg/L).
CONCLUSÕES: Os resultados obtidos do planejamento experimental indicaram que o uso de uma menor massa de argila com uma maior concentração de fenol na adsorção da favorece o aumento capacidade de adsorção q. Uma conclusão importante identificada é a de que o tempo de contato entre o adsorvente e o adsorvato não revelou qualquer efeito significativo na capacidade de adsorção.
AGRADECIMENTOS: Ao CNPQ pela bolsas e pelo fomento da pesquisa, ao LPC pelo cromatógrafo(HPLC), ao ITEP pela produção do adsorvente e à Clariant pelo sal quaternário de amônio.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BARAÚNA, O.S. Estudo das argilas que recobrem as camadas de gipsita da Bacia Sedimentar do Araripe. Recife, 1991. 172 p. Dissertação (Mestrado), UFPE, Centro de Tecnologia, 1991.
RUTHVEN, D. M. – Principles of Adsorption and Adsorption Processes. John Wiley &Sons, Inc. Estados Unidos, USA, p. 220-244, 1984.
VIEIRA, A. L., HANNA, R. A., VIERIA COELHO, A. C., VALENZUELA DIAZ, F. R., SOUZA SANTOS, P. – Franca´s smectites as organophilic clays. Applied Mineralogy, p.423 -425, 2004.
