Estudo cinético do processo de biossorção utilizando pseudocaule de bananeira na remoção do corante Azul Reativo 5G e bagaço de mandioca na remoção do corante Scarlat

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Ambiental

Autores

Porto, A.G. (UNEMAT) ; Queli Geraldi, C.A. (UNEMAT) ; Loss, R.A. (UNEMAT) ; Silva, D.H. (UNEMAT) ; Ribeiro de Jesus, R. (UNEMAT) ; Pires Carvalho, J.W. (UNEMAT) ; Guedes, S.F. (UNEMAT) ; Fernandes da Silva, D. (UNEMAT)

Resumo

Neste trabalho foram utilizados o pseudocaule de bananeira e o bagaço de mandioca como biossorvente para remoção do corante têxtil azul reativo 5G e o corante scarlat de soluções aquosas. Para tanto foram realizadas cinéticas em batelada e as concentrações adsorvidas foram determinadas por espectrofotometria. A adsorção dos corantes mostrou-se dependente do pH, com máxima adsorção em pH 1,0 para ambos os corantes. Os dados cinéticos foram ajustados através dos modelos encontrados na literatura, o modelo que mais se adequou aos dados para o corante azul reativo 5G foi o de Elovich, com R2 = 0,991, e para o corante scarlat foi o de pseudo-segunda ordem, com R2 = 0,988. Os biossorvente apresentaram potencial para serem utilizados na remoção de corantes em efluentes têxteis.

Palavras chaves

Adsorção; Corante; Biossorvente

Introdução

As organizações governamentais e não governamentais vem se preocupando com problemas ambientais que são constantes para diversas partes do mundo Pesquisadores do setor industrial e de áreas da ciência vem sendo fortemente cobrados no sentido de habituar-se aos processos ambientalmente mais seguros. A escassez de água potável e o aquecimento global devido à poluição das águas estão entre os assuntos mais preocupantes (MONTANHER, 2009, MÓDENES et al., 2015). No segmento industrial o setor têxtil, devido aos seus processos consumirem grandes volumes de água está no topo das atividades poluidoras. Cerca de 15% dos corantes têxtil são perdidos na forma de efluentes. Apresentando características bastante variadas de pH, temperatura, alguns sais orgânicos e inorgânicos, metais pesados, intensa coloração, elevada DQO e DBO (HASSEMER, 2006). Corantes sintéticos em corpos de água, mesmo em concentrações baixas, pode ser altamente tóxico para organismos vivos, causam problemas graves, como o aumento da demanda química de oxigênio, diminuição da penetração da luz, mutações, câncer e outros (SAHA et al., 2011 e SOUZA, 2009). Vários trabalhos citam que a técnica de adsorção tem se mostrado eficiente para a remoção de corantes de águas residuais. Isto fez com que a busca por materiais adsorventes alternativos seja cada vez maior. Os materiais naturais e os resíduos da agricultura mostram-se com grande potencial de adsorventes com baixo custo, além de contribuir com a diminuição de resíduos (FERREIRA, 2013). Desta forma, este trabalho tem como objetivo estudar a cinética e o equilíbrio de adsorção, em sistemas monocomponente do corante azul reativo 5G e do corante scarlet, utilizando como biossorvente o pseudocaule de bananeira e o bagaço de mandioca in natura.

Material e métodos

Os experimentos foram realizados no Laboratório de Engenharia e Processamento Agroindustrial do Departamento de Engenharia de Produção Agroindustrial e no Laboratório de Química da Universidade do Estado de Mato Grosso – Campus Universitário Deputado Estadual Renê Barbour. As biomassas de pseudocaule de bananeira e o bagaço de mandioca foram coletadas na região Oeste do estado do Paraná-Brasil e foram utilizadas in natura. O procedimento experimental abaixo descrito foi aplicado para ambos os adsorventes. Procedimento Experimental Foram investigados os efeitos da temperatura, pH e agitação da solução sintética de corante no processo de biossorção. Os ensaios foram realizados em erlenmeyer de 125 mL, contendo 50 mL da solução e aproximadamente 300 mg de biomassa, sendo os mesmos mantidos sob agitação constante em estufa shaker na temperatura, pH e agitação estipuladas em cada ensaio. Após o término do tempo preliminar de adsorção (6 horas) para ambos os corantes, as soluções foram filtradas, centrifugadas e analisadas em relação à concentração do corante em espectrofotômetro UV/VIS. Teste Cinético - Sistema batelada. O estudo da cinética de biossorção foi realizado conforme descrito acima. Utilizou-se uma concentração de 100 e 71 mg.L-1para o corante azul reativo 5G e corante scarlat respectivamente. Os testes foram realizados em triplicata, com temperatura e rotação controladas e pH ajustado, conforme tabela 1. As amostras foram coletadas em intervalos de tempo pré-definidos. Modelagem matemática Os dados experimentais foram representados por meio de modelagem matemática. Para representar a cinética de adsorção, em sistema batelada, foram utilizados modelos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem e o modelo de Elovich (HO et al., 1998).

Resultado e discussão

Na Tabela 1 estão apresentados os resultados dos testes preliminares utilizados no estudo cinético. Os resultados obtidos no teste do efeito do pH para ambos os corantes demonstrou capacidade de adsorção significativamente maior em pH 1, mostrando que o pH é um importante parâmetro no fenômeno de adsorção. Na Figura 1 estão apresentados os dados cinéticos da remoção dos corantes. Os dados cinéticos demonstraram que o corante azul 5G atingiu a concentração de equilíbrio em 240 min e o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o de Elovich, com R2 = 0,9917. Para o corante scarlat houve uma grande redução da concentração de corante logo nos primeiros minutos e atingiu-se a concentração de equilíbrio em 300 min, o modelo que melhor se ajustou foi o de pseudo-segunda ordem, com R2 = 0,9880. De acordo com o trabalho de Rodrigues et al. (2011) os resultados do estudo do pH mostraram que a capacidade de adsorção do pseudocaule de bananeira foi dependente do pH. Apresentado maior adsorção de corante nos pH 1 e 2. Devido às suas boas características para a remoção de corante, as fibras do pseudocaule de bananeira e o bagaço de mandioca podem ser considerados como uma alternativa de biossorvente no controle da poluição aquática gerada por efluentes têxteis.

Tabela 1: Resultados dos testes preliminares de biossorção dos corantes têxteis e seus respectivos adsorventes.


Figura 1 – (a) Dados cinéticos da remoção do corante azul reativo 5G pelo pseudocaule da bananeira e (b) Dados cinéticos da remoção do corante scarlat

Conclusões

As fibras do pseudocaule de bananeira e do bagaço de mandioca mostraram potencial de adsorver o corante reativo azul 5G e o corante scarlat. Ensaios em batelada revelou que as melhores condições de adsorção para os corantes ocorreu em pH = 1. O tempo de equilíbrio foi atingido em 240 e 300 min para o corante azul 5G e scarlat. As características para remoção de corante como o tempo de equilíbrio relativamente baixo, taxa de remoção de corante rápida, as fibras de ambos os adsorventes podem ser consideradas uma alternativa no controle da poluição aquática gerada por efluentes têxteis.

Agradecimentos

Daniella Heleno da Silva e Regiane Ribeiro de Jesus agradecem o Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Cientifica (PROBIC) pelo auxílio financeiro.

Referências

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HASSEMER, M. E. N. “Oxidação fotoquímica - UV/H2O2 - para degradação de poluentes em efluentes da indústria têxtil”. Florianópolis: UFSC, 2006. Tese (Doutorado em Engenharia Ambiental) – Universidade Federal de Santa Catarina, 2006.
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