ÁREA: Química Inorgânica
TÍTULO: CASCA DE ARROZ IN NATURA E TRATADA COM ÁCIDO NÍTRICO COMO ADSORVENTES PARA REMOÇAO DO CORANTE TÊXTIL VIOLETA BRILHANTE REMAZOL
AUTORES: RIBEIRO, G. A. C. (UFMA) ; SANTANA, S. A A. (UFMA) ; BEZERRA, C. W. B. (UFMA) ; SILVA, H. A. S. (UFMA) ; VIEIRA, A. P. (UNICAMP)
RESUMO: O presente estudo avaliou a capacidade de remoção do corante têxtil Violeta brilhante remazol em meio aquoso utilizando como adsorventes a casca de arroz in natura e tratada com ácido nítrico. Para verificar a maior remoção do corante, foram analisados os parâmetros: pH, tempo de contato, massa do adsorvente e concentração do corante. Os valores do pHzpc dos adsorventes foram estimados em 5,3 para a matriz in natura e 3,8 para a tratada. A maior eficiência do corante foi observada nos pH’s 1 e 2. Os estudos cinéticos foram realizados em pH 2 e os resultados experimentais obtidos seguiram uma cinética de segunda ordem e as isotermas seguiram o modelo de Langmuir. A matriz tratada apresentou maior potencialidade para a aplicação proposta quando comparada com o material in natura
PALAVRAS CHAVES: corante têxtil, violeta brilhante remazol, casca de arroz
INTRODUÇÃO: Os efluentes lançados pelas indústrias têxteis são responsáveis por sérios problemas ambientais, pois a descarga de corantes no leito de água é esteticamente desagradável, dificulta a penetração de luz e oferece riscos à estabilidade dos ecossistemas aquáticos (Zanoni, 2001). A adsorção é um método que vem sendo aplicado na remoção de corantes têxteis e se mostra bem promissor para aplicação industrial, pois apresenta baixo custo, com a possibilidade do uso de materiais alternativos, como resíduos agrícolas, que representam uma abundante e barata fonte renovável de biomassa. Assim, a busca por materiais naturais para uso isolado ou mesmo submetidos a tratamentos físicos e químicos, os quais possam ser aplicáveis na remoção de corantes, torna-se cada vez mais atrativa. Neste trabalho, escolhemos como material de estudo a casca de arroz por gerar um representativo resíduo agrícola no Estado e no Brasil como um todo. Estima-se que a quantidade produzida no Brasil é de, aproximadamente, 12 milhões de ton/ano (EMBRAPA, 2008) e devido à sua baixa densidade e baixo valor nutritivo, poucas alternativas para a utilização deste material têm sido relatadas na literatura. Ainda é prática bastante comum depósitos deste resíduo a céu aberto e nas margens dos rios, configurando descartes prejudiciais e criminosos (DELLA, 2006). Desta maneira, é de grande interesse que se desenvolvam estudos com a finalidade de aproveitamento deste resíduo para fins de descontaminação ambiental. O estabelecimento da capacidade de adsorção deste resíduo frente a corantes têxteis se justifica, mediante a possibilidade de reaproveitamento do mesmo e para uma finalidade nobre e necessária, que é o tratamento de efluentes industriais e conservação dos mananciais hídricos.
MATERIAL E MÉTODOS: A casca de arroz foi coletada no município de São Bento-MA, lavada com água destilada, seca a 50ºC por 24 horas, triturada em moinho de facas e peneirada entre as faixas 0,088 < x < 0,177 mm. Em seguida, uma parte foi separada para efetuar o tratamento baseado no método proposto por Ponnusami, com pequenas modificações na metodologia; o material foi colocado em contato com uma solução de ácido nítrico 2,0 mol.L-1 a 50ºC por 2 horas sob agitação, numa razão 50 mL da solução por cada grama da matriz e, posteriormente, submetido à sucessivas lavagens com água destilada com o intuito de retirar matéria solúvel em água. Novamente foi seco e peneirado para assegurar a faixa granulométrica. O corante turquesa remazol foi gentilmente cedido pela Indústria Toalhas de São Carlos. Todos os reagentes utilizados foram de grau analítico. As caracterizações de infravermelho e RMN de 13C foram realizadas na Unicamp. O pHzpc foi determinado através do método da adição de sólidos (BALISTRIERI et al., 1981). Os ensaios de adsorção foram realizados em bateladas sob a agitação mecânica de erlenmeyers contendo 100,0 mg do adsorvente em 25 mL de solução do corante (dissolução do corante em solução aquosa de KCl 0,1 mol L-1 com o objetivo de manter constante a força iônica do sistema). Após o processo de adsorção, a suspensão foi centrifugada e realizou-se a determinação da concentração do corante no espectrofotômetro UV visível. Foram realizados estudos da variação do pH inicial da solução de corante, e estudos cinéticos, variando-se o tempo de contato para obtenção do tempo de equilíbrio; para o estudo de isotermas, foram obtidas as curvas de adsorção variando as concentrações do corante de 100 a 1000 mg L-1 em pH ótimo de adsorção e no tempo de equilíbrio específico para o corante.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados das caracterizações realizadas nos adsorventes para o infravermelho e RMN de 13C comprovaram que a casca de arroz apresenta bandas e sinais característicos de outros materiais reportados na literatura como a celulose e materiais lignocelulósicos (COLOM et al., 2003) e que houve modificação na superfície da matriz tratada. O zero ponto de carga ou pHzpc (Figura 1) foi estimado em 5,3 para a matriz in natura e 3,8 para tratada, o que significa dizer que abaixo desses valores de pH a superfície da matriz esta carregada positivamente com íons H+ (favorável para a adsorção de ânions) e acima do pHzpc a superfície está carregada negativamente com íons OH- (favorável para a adsorção de cátions). Como o corante violeta brilhante remazol é aniônico, o estudo do pH foi realizado variando os pH’s 1 ao 6 (C=100mg/L). Os resultados indicaram que o tratamento potencializa a adsorção, com maior eficiência nos pH’s 1,0 (11,56 mg/g in natura e 18,31mg/g tratado) e 2,0 (11,18 mg/g in natura e 17,75 mg/g tratado). O estudo cinético foi realizado em pH 2 e em concentrações de 100 e 1000 mg/L, sendo necessário 240 minutos para atingir o equilíbrio em ambos adsorventes. Os dados experimentais obtidos foram ajustados as equações cinéticas de pseudo-primeira e segunda ordem, apresentando maior linearidade ao modelo de segunda ordem (Figura 2). O estudo isotérmico revelou que a capacidade máxima de adsorção é de 49,6 e 64,3 mg/g para os materiais in natura e tratado, respectivamente. Os dados experimentais foram tratados segundo os modelos de Langmuir e Freundlich, se ajustando ao modelo de Langmuir.
CONCLUSÕES: Os resultados deste estudo mostraram que a casca de arroz in natura e tratada com ácido nítrico podem ser aplicadas em processos de adsorção para remoção do corante violeta brilhante remazol, sendo melhor removido com o adsorvente tratado . A capacidade de adsorção das matrizes é dependente do pH e a maior remoção em ambos ocorreu em pH 1,0. No estudo da cinética de adsorção foi verificado que o processo de adsorção do corante segue um mecanismo de segunda ordem, cuja adsorção é compatível ao modelo de Langmuir.
AGRADECIMENTOS: À FAPEMA pela bolsa de mestrado, UFMA, UNICAMP, Industria de Toalhas de São Carlos e LPQIA pelo suporte técnico
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BALISTRIERI, L. S., MURRAY, J. W. The surface chemistry of goethite (α– FeOOH) in major ion seawater. American Journal of Science, v. 281, n. 6, p. 788-806, 1981.
COLOM, X. et al. Effects of different treatments on the interface of HDPE/lignocellulosic fiber composites. Composites Science and Technology, v. 63, p. 161-169, 2003
DELLA, Viviana Possamai et al. Estudo comparativo entre sílica obtida por lixívia ácida da casca de arroz e sílica obtida por tratamento térmico da cinza de casca de arroz. Quim. Nova 29(6) (2006) 1175-1179
EMBRAPA. Cultivo de arroz irrigado no Brasil. Disponível em: <http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Arroz/ArrozIrrigadoBrasil/cap01.htm>. Acesso em 12 jul. 2008
PONNUSAMI, V. et al. Biosorption of reactive dye using acid-treated rice husk:Factorial design analysis. Journal of Hazardous Materials, 142, 397-403, 2007
ZANONI, Maria Valnice Boldrin; CARNEIRO, Patrícia Alves. O descarte dos corantes têxteis. Ciência Hoje, 29, 174, 61-64, 2001.
