Efeito de tratamentos químicos na adsorção de tolueno em fibra de coco verde

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ambiental

Autores

Rubbi Cardoso de Mattos, G. (CEUN-IMT) ; Santana, I.A. (CEUN-IMT) ; Iguti, A.M. (CEUN-IMT)

Resumo

O coco verde gera um volume significativo de resíduo sólido que constitui um problema ambiental, mas apresenta capacidade de adsorver BTEX, substâncias tóxicas presentes em gasolina. Nesse estudo, fibra de coco verde com granulometria entre 0,212 e 0,425 mm foi utilizada e, como amostras tolueno a 470 mg/L em etanol 27,5% (v/v). Três diferentes tratamentos químicos foram realizados na fibra: 1) com NaOCl; 2) com H2O2 e NaOH; 3) NaOCl e NaOH, e secagem a 60oC por 24h. Uma coluna de aço foi preenchida com 4,0 g de fibras e com auxílio de uma bomba foram realizadas quatro passagens (ciclos) do tolueno a 1,0 mL/min. Os eluatos foram analisados por CG-FID e mostraram que as fibras submetidas aos quatro tratamentos adsorveram mais de 95% do tolueno, superiores à adsorção pela fibra não tratada.

Palavras chaves

Adsorção; Tolueno; Fibra de coco verde

Introdução

O consumo de água de coco verde nas cidades do litoral brasileiro é responsável por gerar cerca de 70% de lixo sólido dessas localidades (BARROSO, 2005), pois dos 2,5 kg de cada fruto, cerca de 1,8 kg correspondem à casca e polpa, gerando, portanto, um problema ambiental. Segundo Martins e Jesus Jr (2011), o consumo anual de água de coco (in natura e processado) no Brasil é estimado em cerca 350 milhões de litros. Por outro lado, um fato que tem gerado preocupação e atenção é a contaminação de águas subterrâneas por vazamentos em postos de combustíveis, já que o Brasil conta com mais de 39 mil postos de distribuição de combustíveis (OLIVEIRA e LOUREIRO, 1988; EXPOPOSTOS & CONVENIÊNCIA, 2015). Na ocorrência de vazamentos de gasolina, os hidrocarbonetos monoaromáticos, benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos, conhecidos como BTEX, são os constituintes mais solúveis em água e, portanto, os primeiros a atingirem o lençol freático (CORSEUIL e MARINS, 1997). Os BTEX são considerados tóxicos por serem depressores do sistema nervoso central e por causarem leucemia em exposições crônicas, razão pela qual o Ministério da Saúde estabelece padrões de potabilidade para essas substâncias na água destinada a consumo humano (CORSEUIL e MARINS, 1997; GIORDANO, 2013; SANDRES, 2004). O uso da fibra de coco verde como adsorvente dos BTEXs presentes em água contaminada com gasolina, se for eficaz, seria uma alternativa para minimizar os dois problemas ambientais. O objetivo específico do trabalho foi verificar como tratamentos da fibra afetam a capacidade de adsorção do tolueno.

Material e métodos

A fibra (0,212 a 0,425 mm) foi tratada quimicamente (BRIGIDA et al, 2010): 1) NaOCl: 5,0 g de fibra em 100 mL de uma solução 0,4% NaOCl (v/v, em ácido acético glacial) foram mantidas por 2 h a 85 °C. 2) H2O2 e NaOH: 2,0 g de fibra em 40 mL de uma solução básica de H2O2 (0,05 g NaOH e 18 mL de H2O2 30%, v/v, para 100 mL de solução) foram mantidas por 2 h a 85 °C. 3) NaOCl e NaOH: 5,0 g de fibra em 100 mL de solução de NaOCl 4-6% (v/v):H2O (1:1) a 30 °C por 2 h, seguida por lavagem com água e adicionada em 100 mL de NaOH 10%, a 30 °C por mais uma hora. Após cada tratamento, a fibra foi lavada com água destilada e seca a 60 °C por 24h. Cada fibra foi estudada separadamente. Com a fibra devidamente moída realizaram-se os ensaios de adsorção do tolueno pela fibra. Cerca de 4 g da fibra foram utilizados para preencher uma coluna de aço inox. Separadamente, soluções hidroalcoólicas de tolueno foram preparadas. A coluna foi percolada com 5,00 mL dessas soluções, seguida por 25 mL de água. Realizou-se coleta de 30 mL de eluato, que foi analisado por GC-FID. Esse processo foi repetido três vezes (4 ciclos no total). A vazão foi de 1,0 mL/min. Em seguida, realizaram-se análises de cada eluato por cromatografia em fase gasosa, nas seguintes condições: cromatógrafo Agilent modelo 7890A com CTC PAL ALS (injetor automático por amostragem em headspace, com temperatura de incubação de 80 °C e tempo de incubação de 20 min); detector de ionização em chama (FID) a 300 °C; coluna capilar DB-17MS (30 m); 0,25 mm diâmetro interno, filme de 0,25 μm. Temperaturas: injetor = 280 °C; detector = 250 °C; forno = 40 °C por 2 min, aumento de 3 °C/min até 65 °C, manutenção por 1 min, aumento de 20 °C/min até 120 °C; manutenção por 1 min; 0,7 mL/min, gás de arraste Hélio (5.0).

Resultado e discussão

A figura 1 apresenta os resultados comparativos de adsorção de tolueno em fibra não tratada e tratada quimicamente. De acordo com a ANOVA, nos quatro ciclos de percolação, as fibras tratadas adsorveram bem, não se observando diferença significativa entre elas. Entretanto, houve diferença significativa com a fibra não tratada, ou seja, os três tratamentos melhoraram a eficiência de adsorção da fibra. Conforme descrito por Brigida et al (2010), os tratamentos modificam a fibra. O tratamento com H2O2 + NaOH removeu mais eficientemente ceras e resíduos de ácidos graxos; já o tratamento com NaOCl + NaOH, reduziu o teor de hemicelulose da fibra; por último, o NaOCl tornou a fibra um pouco mais hidrofílica que a fibra natural (controle). Ao contrário do esperado, nenhuma dessas modificações afetou negativamente a adsorção, muito pelo contrário. A maioria dos trabalhos publicados na literatura científica sobre uso da fibra de coco verde na adsorção de poluentes relaciona-se com metais ou com o carvão ativado preparado a partir da fibra (ETIM, UMOREN, EDUOK, 2016; GALLEGO et al, 2013). Os resultados obtidos neste trabalho indicam que a fibra oferece uma alternativa de reduzir a contaminação de água contendo os BTEX.

Figura 1- Adsorção de tolueno em fibra de coco verde não tratada e tratada quimicamente.

Conclusões

A fibra de coco verde adsorve mais do que 70% do tolueno da solução hidroalcoólica; os tratamentos químicos na fibra aumentaram a adsorção do tolueno, em relação à fibra não tratada; os resultados de adsorção do tolueno nas fibras submetidas aos três tratamentos não diferiram estatisticamente.

Agradecimentos

Agradecemos a Isadora Barreto Coutinho pela colaboração na análise de adsorção na fibra sem tratamento.

Referências

BARROSO, T. Fortaleza ganha primeira unidade de beneficiamento de casca de coco verde do Nordeste. Início. Imprensa. Notícias. 30 jun. 2005. Disponível em: <http://www.embrapa.br>. Acesso em 10/08/2017.
BRIGIDA, A.I.S et al. Effect of chemical treatments on properties of green coconut fiber. Carbohydrate Polymers, v. 79, p. 832-838, 2010.
CORSEUIL, H.X.; MARINS, M.D.M. Contaminação de águas subterrâneas por derramamentos de gasolina: o problema é grave? Revista Engenharia Sanitária e Ambiental, v.2. n.2, p. 50-54, 1997.
ETIM, U.J.; UMOREN, S.A.; EDUOK, U.M. Coconut coir dust as a low cost adsorbent for the removal of cationic dye from aqueous solution. Journal of Saudi Chemical Society, v. 20, Supplement 1, p. S67-S76, 2016.
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OLIVEIRA, L.I., LOUREIRO, C.O. Contaminação de aqüíferos por combustíveis orgânicos em Belo Horizonte: avaliação preliminar. Revista Águas Subterrâneas – Suplemento, X Congresso Brasileiro de Águas Subterrâneas, 9 a 11 de Setembro, São Paulo, 1988. http://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/issue/view/1188/showToc. Acesso em 05/03/2017.
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MARTINS, C. R.; JESUS JR, L. A. (2014) Produção e Comercialização de Coco no Brasil Frente ao Comércio Internacional: Panorama. Documentos / Embrapa Tabuleiros Costeiros, nº 184. Disponível em http://www.bdpa.cnptia.embrapa.br/ Nº 184. Aracaju
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