ÁREA: Ambiental
TÍTULO: Verificação da capacidade máxima adsortiva do mesocarpo de coco na remoção de corante vermelho congo a partir de solução aquosa em leito sob agitação.
AUTORES: DALFIOR, B.M. (IFES) ; GONÇALVES, G.S. (IFES) ; GALAZZI, R.M. (IFES) ; BALTHAZAR, D.C. (UFES) ; RIBEIRO, J.N. (UFES) ; RIBEIRO, A.V.F.N. (IFES)
RESUMO: Com o crescente processo de industrialização no Brasil, e a falta de legislação relacionada à gestão de resíduos industriais, os recursos hídricos são afetados com a poluição prejudicando o meio ambiente e o homem. As industrias têxteis produzem cada vez mais e com mais tecnologia, para satisfazer o consumidor, com isso produzem rejeitos tóxicos ao ambiente aquático, como os corantes, sendo o vermelho-congo um dos mais utilizados. Para isso, diferentes técnicas são utilizadas no processo de remoção desse contaminante, entre elas a adsorção, devido à sua alta eficácia e baixo custo. Devido a alta produção de coco no Brasil, o mesocarpo de coco foi empregado como bioadsorvente a fim de avaliar a sua capacidade adsortiva na remoção do contaminante vermelho-congo.
PALAVRAS CHAVES: mesocarpo de coco, adsorção, vermelho-congo
INTRODUÇÃO: A crescente urbanização e expansão industrial acabaram por trazer graves conseqüências ao ambiente. O lançamento indiscriminado de resíduos como corantes(1,2) e fármacos(3,4), nos recursos hídricos, representa potencial risco à saúde pública e à manutenção de vida no planeta(5,6).
A qualidade dos recursos hídricos vêm sendo largamente discutidas, por serem as indústrias, as maiores responsáveis pelo lançamento de resíduos tóxicos no ambiente. Nesse cenário têm destaque as indústrias têxteis, onde os processos de tingimento resultam na eliminação de uma quantidade substancial de águas, contendo rejeitos tóxicos como corantes(7).
Em geral, os corantes não são facilmente removíveis através de processos tradicionais de tratamento de efluentes e possuem produtos de degradação tóxicos que afetam as atividades de fotossíntese devido à redução de penetração de luz(8,9).
Estudos mostram corantes como o vermelho congo, e seus subprodutos, podem ser carcinogênicos, mutagênicos e teratogênicos(10). Existe uma preocupação emergente de tais corantes atingirem estações de tratamento de água, visto que tais estações não conseguem eliminar totalmente essas substâncias(11).
A grande diversidade e complexidade desses efluentes têm levado o desenvolvimento de novas tecnologias que buscam o melhor e mais adequado tratamento para destruir ou imobilizar compostos orgânicos tóxicos, considerando custos, tempo e eficiência dos processos existentes na eliminação, detoxificação e reaproveitamento de águas. Dentre os processos de purificação de efluentes contaminados, a adsorção apresenta-se como um método eficiente(12).
O coco é largamente encontrado no meio ambiente sem destino útil, portanto sua utilização na bioadsorção- adsorção com biomassas- reduz consideravelmente impactos ambientais.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram utilizados diversos equipamentos como balança analítica, potenciômetro, espectrofotômetro UV/Vis, placa agitadora, liquidificador industrial, entre outros, assim como vidrarias comuns de laboratório de química. Utilizou-se reagentes de grau analítico e todas as soluções foram preparadas usando água destilada. Destacam-se: corante vermelho congo, ácido clorídrico, hidróxido de sódio e o coco fornecido por produtores locais.
O material adsortivo obtido, passou por processos de lavagem, secagem em estufa a 60°C, trituração, sendo peneirado em tamiz com diâmetro menor ou igual a 4,76 mm. Posteriormente, armazenou-se o adsorvente em recipientes hermeticamente fechados.
Foram otimizados os seguintes parâmetros: tempo de agitação, pH, massa e concentração da solução do corante. Em todas as análises foram feitas amostras de 100 mL da solução de corante vermelho congo. As amostras filtradas foram analisadas em espectrofotômetro UV/Vis em 500 nm.
Para a otimização do tempo de agitação pesou-se 1g do bioadsorvente em um béquer onde adicionou-se a solução de corante 80 µM em pH 7. O sistema foi colocado sob agitação variando os tempos entre 10 e 50 minutos.
Para otimização do pH pesou-se 1 g do material adsortivo em um béquer onde posteriormente adicionou-se a solução de corante vermelho congo 80 µM em diferentes pHs. Em seguida o sistema foi colocado sob agitação magnética durante 20 minutos. Os pHs testados foram 4,0; 7,0 e 10,0.
Para otimização da massa pesou-se entre 0,5 e 2,5 g do material adsortivo em béqueres onde adicionou-se a solução de corante vermelho-congo 80 µM em pH7, este foi colocado sob agitação durante 20 min.
Para otimização da concentração pesou-se 1 g do adsorvente onde adicionou-se a solução de corante nas concentrações 1; 5; 20; 40; 60; 80; 10
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Com os resultados obtidos na otimização do tempo de agitação observou-se que a quantidade de corante adsorvido aumentou com o aumento do tempo de agitação até que foi atingido o equilíbrio a partir do tempo de 20 minutos.
Na otimização do pH observou-se que ambos apresentaram uma adsorção na ordem de 98%, resolveu-se adotar o pH 7 como pH de trabalho, já que este projeto visa à remoção do corante em estações de tratamento de água que de acordo com a resolução CONAMA 357/2005, a água de abastecimento deve apresentar pH entre 6-8.
Na otimização da massa, nota-se que para massas a partir de 0,01 a 0,5 g de mesocarpo a adsorção é crescente, este aumento de adsorção pode ser atribuído a um aumento da área superficial de microporos de adsorção e à disponibilidade de sítios de adsorção presentes no mesocarpo de coco. Nota-se que acima de 0,5 g a porcentagem de adsorção torna-se constante o que pode ser explicado pela total ocupação dos sítios de adsorção.Dessa forma, optou-se por utilizar a massa de 0,5 g.
A partir dos resultados obtidos na otimização da concentração, nota-se que a capacidade de adsorção aumentou inicialmente com o aumento da concentração do corante. Porém a partir da concentração de 60 µmol/L a remoção do corante tende a diminuir à medida que aumenta a concentração. Tal fato se justifica provavelmente devido à saturação dos sítios de adsorção na superfície do mesocarpo de coco a partir desta concentração.
Com base nos dados obtidos construiu-se a isoterma de adsorção, empregando o modelo matemático de Languimir, a qual posteriormente foi linearizada para obtenção da capacidade máxima adsortiva, esta calculada por meio do inverso do coeficiente angular, foi de 11562 µg/g, como mostra as figuras 1 e 2.
CONCLUSÕES: No presente trabalho realizaram-se experimentos em leito sob agitação, a fim de se obter a capacidade máxima adsortiva (CMALSA). Considerando que a concentração de corante vermelho congo presente em águas de abastecimento, encontra-se na ordem de µg/L, o mesocarpo de coco in natura apresentou,CMALSA relevante de 11562 µg/g. A partir do resultado concluiu-se que a utilização do mesocarpo de coco em estações de tratamento de água é bastante promissora, motivando assim a continuidade de pesquisas para a utilização deste bioadsorvente na remoção de diversos outros poluentes em recursos hídricos
AGRADECIMENTOS: Agradecemos à Funcefetes, Ifes, UFES, produtores de coco do Espiríto Santo e todos aqueles que contribuiram para a realização deste trabalho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1.GONZÁLEZ, M. P. E. et al. Degradation of immobilized azo dyes by klebsiella sp. UAP-b5 isolated from maize bioadsorbent. Jornal of Hazardous Materials, 161, 769-774, 2009.
2.GAURANTINI, I. C. C. et al. Corantes têxteis. Química Nova. UNESP- Araraquara – São Paulo. 23, 1, 2000.
3.SANTOS, J. H. Z. et al. Desenvolvimento de metodologia analítica para quantificação de fármacos em meio aquático por extração em fase sólida e HPLC. Revista de Ciências ambientais, Canoas, 1,19-34, 2007.
4.FOCAZIO, M. J. et al. Amational reconnaissance for fharmaceuticals and other organic wasterwater contaminants in the United States – II) Untreated drinking water sources. Science of the total environment. 402, 201–216, 2008.
5.SERENO, M. L. Avaliação da tolerância da Cana-de-açucar (Saccharum spp.) a metais pesados: expressão dos genes de Metalotioneína. Dissertação (Mestrado) Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Piracicaba, 2004.
6.MELO, S. A. S. et al. Degradação de fármacos residuais por processos oxidativos avançados. Química Nova, 32, 1, 188-197, 2009.
7.SAUER, T. Degradação fotocatalítica de corante e eflente têxtil. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós- graduação em Engenharia Química – UFSC, Florianópolis, 2002.
8.ZHU, H. et al. Photocatalytic decolorization and degradation of congo red on innovative crosslinked chitosan/nano – CDs composite catalyst inder visible light irradiation. Jornal of Hazardous Materials, 169, 933-940, 2009.
9.CHATTERJEE, S. et al. Adsorption of congo red by chitosan hydrogel beads empregnated with carbon nanotubes. Bioresoruce technology, 101, 1800-1806, 2010.
10.REIS, L. G. T. Degradação do corante vc em solução aquosa através de plasma obtido por eletrólise de alta tensão. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) – Programa de Pós-graduação em Agroquímica, UFV, Viçosa, 2009.
11.LEDAKOWICZ, S. et al. Biodegradation, decolourisation and detoxification of textile wastewater enhanced by advanced oxidation process. Journal of Biotechnology, 89, 175-184, 2001.
12.ALMEIDA, E. et al. Tratamento de efluentes industriais por processos oxidativos na presença de ozônio. Química Nova, 27, 818-824, 2004.
