Estudo da remoção de Cr3+ de soluções aquosas empregando como biossorvente a palha do inajazeiro (Maximiliana maripa).

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Iniciação Científica

Autores

Silva de Sousa, D. (UNIFESSPA) ; Soares Junior, O.G. (UNIFESSPA) ; Lima, G.P. (UNIFESSPA) ; Pinto, G.P. (UNIFESSPA) ; Siqueira, J.L.P. (UNIFESSPA) ; Pereira Junior, J.B. (UNIFESSPA)

Resumo

A contaminação da água por metais, proveniente do descarte de resíduos inadequados em efluentes é um grande problema contemporâneo. O uso de biossorventes surge como tratamento alternativo para remoção desses metais neste tipo de efluente. Neste trabalho, a eficácia do inajá como biossorvente foi avaliado com variações da concentração inicial do metal estudado, o tempo de contato, o efeito do pH e a temperatura. Os resultados mostraram que o material utilizado pode ser um excelente biossorvente sendo capaz de remover em torno 85% de Cr3+ presente na solução.

Palavras chaves

Biossorção; Inajazeiro; Cromo

Introdução

A contaminação por metais é um problema preocupante devido à toxicidade, abundancia e persistência de contaminantes, e subsequente acumulação desses metais em habitats aquáticos, micro-organismos, na flora e na fauna aquática, que podem entrar na cadeia alimentar e provocar efeitos significativos à saúde humana (CHABUKDHARA e NEMA, 2012). Nos últimos tempos, a remoção desses metais em águas residuais de forma eficiente tornou-se uma questão importante. Dentre diversos métodos, o processo de adsorção é um dos mais eficazes para remoção de metais a partir de solução aquosa (AHMARUZZAMAN, 2011; ÖZACAR et al., 2008). Adsorção é um processo de transferência que ocorre sempre que uma superfície de um sólido é exposta a um gás ou liquido. Este material sólido apresenta a propriedade de reter uma ou mais espécies de moléculas ou íons presentes (XU et al., 2002). No intuito de reduzir custos, fontes alternativas de adsorção têm sido pesquisadas, como os biossorventes, os quais são de baixo custo e alta eficiência (NGAH, 2008). Desta forma, materiais com capacidade de remoção através da adsorção têm sido estudados na remoção de vários íons metálicos. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar a remoção de Cr3+ de soluções aquosas utilizando a palha do inajazeiro (Maximiliana maripa) como biossorvente avaliando a concentração inicial do metal, o tempo de contato, a influência do pH e da temperatura.

Material e métodos

O material utilizado como biossorvente foi a palha do inajazeiro (Maximiliana maripa) que foi obtido em Marabá-PA. O material foi lavado, seco e moído usando um moinho de facas modelo NL-226/02 (NewLab, Brasil). A granulometria foi definida em peneiras Tyler (Bertel, Brasil) com o tamanho das partículas de 600 μm. Todas as vidrarias utilizadas foram descontaminadas em uma solução de HCl 10% (v/v) por um período de 24 h. Todas os reagentes utilizados neste estudo foram de grau analítico. A solução estoque de cromo (Cr(NO3)3) (Sigma) contendo 1000 mg/L foi utilizada em todos os experimentos de biossorção. Os experimentos foram realizados em diferentes concentrações de metal (30, 60 e 90 mg/L), tempo de contato (30- 180 min), pH (2,0-5,0) e temperatura (25-55 °C). Os experimentos foram realizados em triplicatas (n = 3) utilizando 0,3 g do biossorvente para 100 mL de solução de Cr3+. Todos os experimentos foram realizados em uma incubadora com agitação constante a 120 rpm. Após o tempo de contato, a solução foi filtrada e a concentração de metal no filtrado foi determinada em um espectrômetro de absorção atômica com chama modelo S4 (Thermo Scientific, China). A porcentagem de remoção de Cr3+ (%) foi calculada através da equação: [(Ci-Cf)/Ci]x100, onde Ci e Cf é a concentração inicial e final do metal (mg/L), respectivamente.

Resultado e discussão

A concentração inicial do metal presente na solução e o tempo de contato entre adsorvente e a solução pode exercer uma expressiva influência no processo de adsorção do material (BESINELLA JUNIOR et al., 2009). Os resultados mostraram que houve uma diferença significativa na remoção de Cr3+, como mostrado na Figura 1a, onde a concentração de 30 mg/L apresentou a maior taxa de remoção cerca de 80%. Com isso, a concentração de 30 mg/L foi selecionada para prosseguir os experimentos. A Figura 1b mostra a adsorção de Cr3+ em função do pH. Em valores de pH maiores que 5,0 houve a formação de precipitados. De acordo com os resultados, o pH 5,0 apresentou a maior taxa de remoção do metal em torno de 80%. A temperatura é um dos fatores que mais influenciam nos processos de adsorção, uma vez que afeta a agitação das moléculas do sistema, interferindo nas forças de atração e repulsão entre o adsorvato e o adsorvente. Os resultados obtidos para a concentração do Cr3+ em diferentes temperaturas são apresentados na Figura 1c. Os resultados mostram que a temperatura de 40°C foi a que obteve a maior taxa de remoção em torno de 85%, usando 0,3 g de biossorvente e em pH 5.

Adsorção de Cr3+ usando como biossorvente a palha de inajazeiro.

Conclusões

De acordo com resultados, a palha do inajazeiro (Maximiliana maripa) apresentou ser uma boa alternativa para adsorção de Cr3+ em soluções aquosas devido seu baixo custo, alta taxa de remoção e sua utilização sem nenhum tipo de tratamento prévio. Entre os parâmetros estudados, o pH e a temperatura foram os mais significativos no procedimento de adsorção, especialmente a temperatura, onde apresentou a maior taxa de remoção, em torno 85%. Pode-se concluir que o processo de adsorção foi satisfatório conforme aos resultados obtidos.

Agradecimentos

Agradecemos o apoio financeiro da FAPESPA (Processo ICAAF 023/2016) e a bolsa de estudo do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Referências

AHMARUZZAMAN, M. Industrial wastes as low-cost potential adsorbents for the treatment of wastewater laden with heavy metals. Advances in Colloid and Interface Science, 166: 36-59, 2011.

BESINELLA JUNIOR, E.; MATSUO M. S.; WALZ, M.; SILVA A. F.; SILVA C. F. Efeito da temperatura e do tamanho de partículas na adsorção do corante Remazol Amarelo Ouro RNL em carvão ativado. Acta Scientiarum. Tecnology, 31 (2): 185-193, 2009.

CHABUKDHARA, M.; NEMA, A.K. Assessment of heavy metal contamination in Hindon River sediments: A chemometric and geochemical approach. Chemosphere, 87 (8): 945-953, 2012.

NGAH, W.S.W; HANAFIAH, M.A.K.M. Removal of heavy metal ions from wastewater by chemically modified plant wastes as adsorbents: A review. Bioresource Technology, 99: 3935–3948, 2008.

ÖZACAR, M.; SENGIL, I.A.; TÜRKMENLER, H. Equilibrium and kinetic data, and adsorption mechanism for adsorption of lead onto valonia tannin resin. Chemical Engineering Journal, 143: 32-42, 2008.

XU, Y.; NAKAJIMA, T.; OHKI, A. Adsorption and removal of arsenic (V) from drinking water by aluminum-load Shirasu-zeolite. Journal of Hazardous Materials, 92 (3): 275-287, 2002.