ÁREA: Ambiental
TÍTULO: Remoção de Azul de Metileno de solução aquosa utilizando pó de casca de romã como adsorvente.
AUTORES: MATHEIS, TK (UNIPAMPA) ; PAVAN, FA (UNIPAMPA) ; VALENTE, D.O (UNIPAMPA) ; MAZZOCATO, AC (EMBRAPA-CPPS) ; BRETANHA, S. M. (UNIPAMPA)
RESUMO: A remoção de cor de sistemas aquáticos causados pela presença de corantes sintéticos é extremamente importante e necessário.No presente estudo, a casca do romã (Punica Granatum) um resíduo agrícola foi testado como adsorvente para a remoção do corante catiônico, azul de metileno(MB) de solução aquosa. Adsorção de MB sobre adsorvente foi estudada através de curvas isotérmicas de adsorção a temperatura ambiente usando o procedimento em batelada. Importantes parâmetros que influenciam na capacidade de adsorção do biossorvente tais como tempo de contato, dosagem de biossorvente e pH foram estudados. Com base nas isotermas de adsorção seguindoo modelo de Langmuir,a condição de saturação da curva a capacidade máxima de adsorção do biossorvente foi de 67.5 mg.g-1.
PALAVRAS CHAVES: pó de casca de romã, azul de metileno, biossorção
INTRODUÇÃO: A contaminação de águas por corantes industriais é sem dúvida alguma um dos problemas atuais do Brasil. A liberação de águas coloridas no ecossistema é uma fonte de poluição estética, além do que pode causar perturbação a vida aquática ( LEE al de et., 1999; BANAT et al., 1996; TSUBOY et al., 2007;). Águas residuais coloridas constituem efluentes líquidos de diversas indústrias tais como de celulose, têxteis, tintas etc. Dentre os corantes comumente utilizados destaca-se o azul de metileno, um corante catiônico. Vários processos tem sido utilizados para a remoção de corantes de águas dentre eles podemos citar: a oxidação fotocatalítica, adsorção com carvão ativado, decomposição enzimática e processos microbiológicos. Uma grande desvantagem destes processos é o alto custo operacional e em alguns casos a baixa eficiência de adsorção. Neste sentido, vem sendo crescente nos últimos anos a busca por materiais ditos não-convencionais, materiais estes disponíveis na natureza e de baixo custo para remoção de poluentes ambientais (RAMAKRISHNA e VIRARAGHAVAN,1997;PAVAN et al.,2008;). Adsorventes não-convencionais incluem geralmente resíduos agrícolas e industriais como cascas de árvores, espigas de milho, cascas de frutas cítricas, cascas de pinhão, óxidos minerais etc (GARG et al.,2004;PAVAN et al.,2007;). No presente trabalho, nós estudamos a potencialidade de aplicação do pó da casca do romã,um subproduto agrícola como um adsorvente para remoção do corante azul de metileno. A romã é cultivada em larga escala no Brasil.O subproduto do processamento que é o resíduo (cascas) representa um problema para a indústria e ao meio ambiente, assim sua reutilização é de grande interesse.
MATERIAL E MÉTODOS: O corante azul de metileno foi obtido de Sigma CIA. Química P.O.Box 14508 St. Louis, MO 63178, USA. As soluções de trabalho foram preparadas a partir de uma solução de concentração 1000 mg.L-1 do corante mediante sucessivas diluições.A fruta do romã foi obtida no mercado local. A casca da fruta foi lavada com água deionizada, seca durante 12h em estufa à 60 °C e depois triturada em um moinho de facas. O material resultante foi peneirado, e a porção com diâmetro de partícula de 250 µm foi lavada subseqüentemente com água destilada, e então secou-se em um forno às 60 °C para 24 h. Material foi preservado no dessecador e posteriormente utilizado nos estudos de adsorção. A habilidade de remoção do corante pela casca do romã foi investigada através de isotermas de adsorção. Para tal, aproximadamente 400 mg de adsorvente foi imerso em 50 mL de uma solução de MB com concentrações variando entre 1 e 500 mg.L-1, e a suspensão resultante foi agitada mecanicamente durante 10 horas a temperatura de 25°C. A intervalos de tempo pré-determinados, a concentração de MB na solução foi determinada. Todas estas experiências foram realizadas em pH 9. A concentração do corante foi determinada por espectrofotômetro UV-Visível (600 nm).
Para determinar o melhor pH de adsorção, soluções com pHs variando entre 2 e 8 contendo o corante foram estudas. Uma quantidade fixa de adsorvente (400 mg) foi colocada em um frasco de Erlenmeyer de 100 mL que contém 50 ml da solução do corante a pH 9.0, agitou-se mecanicamente por 10 h a 60 rpm . O adsorvente foi separado da solução por centrifugação e a quantidade de corante presente no sobrenadante determinada aplicando a equação qmax= (Ci. Cf)/m .V onde Ci e Cf são o número inicial mols do corante e a quantidade do corante o que permaneceu em solução depois de adsorção, respectivamente, enquanto m é a massa do sólido em cada frasco.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O efeito da dependência do pH na capacidade de adsorção da casca da romã foi estudada. Os resultados são mostrados na Figura 1. A adsorção de MB aumentou com um pH alcalino. O pH ótimo para a adsorção de MB foi encontrado entre 7 e 10. Isto pode ser explicado considerando a atração eletrostática que existe entre a superfície negativamente carregada do adsorvente e a carga positiva do corante catiônico. Mais baixa adsorção em pH ácido provavelmente é devido à presença de excesso de íons H+ que competem com o cátions do corante pelos sítios de adsorção. A pH alcalino, diminui o número de sítios positivamente carregados e o número de sítios negativamente carregados aumenta o que favorece ainda mais a remoção do corante da solução.
Foram estudados os efeitos do tempo de contato entre 1-72 h usando uma concentração constante (50 mg/L)e solução do corante, pH 9.0 a 25°C. O adsorvente foi separado da solução através de centrifugação a 3000 rpm durante 20 min e então a quantidade de corante na solução foi determinada. A adsorção aumenta com o aumento do tempo de contato. Máximo de remoção quantitativa foi obtido em menos de 5 h. Este tempo de contato rápido requerido para atingir equilíbrio pode ser um resultado de processos de difusão do corante na estrutura porosa do adsorvente (MALIK, 2003). Em uma outra parte do trabalho, foram feitos estudos de adsorção do azul de metileno no biossorvente usando uma quantidade fixa de biossorvente (400mg) em pH 9 e a temperatura ambiente. Para tal, concentrações do corante em solução foram variadas entre 1 a 500 mgl/L e o tempo de agitação usado foi 5h. Como mostrado em Figura 2, considerando a condição de saturação, a capacidade de adsorção do biossorvente é 67.5 mg.g1 Os resultados são bastante satisfatórios quando comparado com outros biossorventes usados na literatura para remoção de azul de metileno de soluções aquosas. (JANOS et al., 2003; KANNAN e SUNDARAM, 2001).
CONCLUSÕES: Os resultados obtidos mostram que a casca do romã pode ser utilizada como adsorvente para a remoção do corante azul de metileno de solução aquosa com sucesso.Uma vantagem do uso desse biossorvente é a sua disponibilidade e portanto trata-se de um material de baixo custo.A capacidade máxima de adsorção do biossorvente com base no modelo de isoterma de Langmuir foi de 67.5 mg.g-1 em pH 9 e com o tempo de contato de 5 horas.Conclui-se com estudo que a casca do romã pode ser usada como adsorvente na remoção do corante azul de metileno de solução aquosa.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao CNPq pelo apoio financeiro
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BANAT, I.M., NIGAM, P., SINGH, D., MARCHANT, R., 1996. Microbial decolourization of textile dyes and pigments. Bioresour. Technol, 58, 217-227.
GARG, V.K., AMITA, M., KUMAR, R., GUPTA, R., 2004. Basic dye (methylene blue) removal from simulated wastewater by adsorption using Indian rosewood sawdust: a timber industry waste. Dyes Pigments, 63, 243-250.
JANOS, P., BUCHTOVÁ, H., RÝZNAROVÁ, M., 2003. Sorption of dyes from aqueous solution onto fly ash. Water Res. 37, 4938-4944.
KANNAN, N., SUNDARAM, M.M., 2001. Kinetics and mechanism of removal of methylene blue by adsorption on various carbons-a comparative study. Dyes Pigments, 25-40.
LEE, C.K., LOW, K.S., GAN, P.Y., 1999. Removal of some organic dyes by acid treat spent bleaching earth. Environ. Technol.20, 99-104.
MALIK, P.K., 2003. Use of activated carbons prepared from sawdust and rice-husk for adsorption of acid dyes: a case study of acid yellow 36. Dyes Pigments, 56, 239-249.
PAVAN, F.A.,GUSHICHEM, Y., MAZZOCATO, A.C., DIAS, S.L.P., LIMA, E.C., 2007. Statistical design of experiments as a tool for optimizing the batch conditions to methylene blue biosorption on yellow passion fruit and mandarin peels. Dyes Pigments, 72, 256-266.
PAVAN, F.A., LIMA E.C., DIAS, S.L.P, MAZZOCATO, A.C., 2008.Methylene blue biosorption from aqueous solutions by yellow passion fruit waste. Journal of Hazardous Materials, 150, 703-712.
TSUBOY, M.S., ANGELI, J.P.F., MANTOVANI, M.S., KNASMÜLLER, S., UMBUZEIRO, G.A., RIBEIRO, L.R., 2007. Genotoxic mutagenic and cytotoxic effects of the commercial dye CI Disperse Blue 291 in the human hepatic cell line HepG2. Toxicol in Vitro 21, 1650-1655.
