Síntese de materiais adsorventes preparados a partir de conchas de sururu (Mytella falcata)

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ambiental

Autores

Souza, F.T.C. (IFAL) ; Santos, E.R. (IFAL) ; Silva, F.A. (IFAL) ; Almeida, R.M. (UFAL) ; Júnior, M.A.C. (UFAL)

Resumo

A técnica de adsorção destaca-se como o processo de tratamento de efluentes industriais mais eficazes atualmente. O adsorvente mais empregado nesta técnica é o carvão ativado, que devido as suas propriedades texturais, é comumente usado para remoção de poluentes, tais como corantes e metais pesados. O emprego da concha de sururu (Mytella falcata), resíduo descartado durante o processo de catação, foi utilizado como adsorvente alternativo para remoção de corante. Avaliou-se neste trabalho a temperatura de calcinação (100, 250 e 400ºC) na síntese dos adsorventes para remoção de azul de metileno. A eficiência máxima de remoção foi de 43% demonstrando resultado promissor para aplicação como adsorvente alternativo.

Palavras chaves

Adsorvente; Mytella falcata; remoção de corante

Introdução

A literatura reportar diversas técnicas para tratamento de água contaminada, em destaque para o processo de adsorção. A grande maioria dos sistemas comerciais usa o carvão ativado como adsorvente para remoção de contaminantes presente na água, devido a sua excelente capacidade de adsorção. Porém, apesar da preferência do uso deste adsorvente, sua utilização é limitada, devido ao seu elevado custo de produção (ADEGOKE et al, 2015). Desta forma, a fim de diminuir os custos para a síntese destes adsorventes, pesquisadores vêm estudando a síntese de materiais de baixo custo e alta eficiência de remoção de contaminantes. O uso de resíduos provenientes da indústria, agricultura e extrativismo tem despertado grande interesse, pois são constituídos por macromoléculas como lignina, celulose, hemicelulose e compostos resultantes a partir do metabolismo secundário de organismos de plantas, que possuem sítios de adsorção (MAGRIOTIS et al, 2014) . O Estado de Alagoas é um dos principais produtores da Região Nordeste do molusco Mytella Charruana, popularmente conhecido como sururu. Do molusco, os marisqueiros aproveitam apenas o sururu, que vive entre duas conchas que após o processo de catação é descartada no meio ambiente. Segundo a companhia de Limpeza Urbana (SLUM), em Maceió recolhe-se, em média, diariamente cinco toneladas de cascas descartada nos terrenos baldios ou nos canteiros das principais vias da Lagoa Mundaú. Esse resíduo provoca a formação de chorume (água suja que sai das cascas) comprometendo o lençol freático e o mau cheiro atrai roedores, moscas e outros insetos nocivos à saúde humana. Neste contexto, visando à diminuição dos gastos na síntese de adsorventes comerciais, propõem-se a utilização de resíduos das conchas de sururu para remoção de corante.

Material e métodos

Inicialmente os resíduos de conchas de sururu foram lavados e secos por 24 horas a 65ºC para a diminuição da umidade, seguido da trituração e peneiração, a fim de, obter uma granulometria homogênea. Após a preparação do resíduo, decorreu-se uma simples carbonização das amostras de resíduos no forno mufla, com rampa de aquecimento de 10 °C/min e durante de 1 hora. As temperaturas de calcinação foram de 100, 250 e 400°C para o processo de carbonização. Foram pesadas diferentes massas (50, 100 e 150 mg) dos carvões e colocadas separadamente em erlenmeyers em contato com 100 mL de uma solução 100 mg/L de azul de metileno, pH 7, deixando sob agitação por 1 h com uma rotação de 60 rpm. Após agitação as amostras foram deixadas em repouso por aproximadamente 20 min até que parte do carvão fosse decantado. Em seguida, a solução foi filtrada com papel de filtro comum e o líquido então centrifugado por 30 min. Com auxílio de uma pipeta de Pasteur, foi retirado com cuidado o sobrenadante após a centrifugação de forma a não dispersar o carvão decantado e evitar qualquer possível interferência na leitura. A leitura da absorbância foi feita utilizando espectrofotômetro com comprimento de onda 665 nm. O percentual de remoção é calculado com relação a concentração final da solução de azul de metileno.

Resultado e discussão

Os adsorventes sintetizados foram caracterizados pelas técnicas de infravermelho e potencial de carga zero, conforme Figura 1. O potencial de carga na superfície dos adsorventes variou de 8,04 a 8,43, tais valores sugerem que a superfície dos adsorventes estejam carregadas positivamente, haja vista que o pH da solução é inferior ao pHpcz, favorecendo a adsorção de corantes aniônicos (PALMA ET AL. 2016). Para as amostras de infravermelho é verificado um pico na região de 3460 [cm][/-1]associado a vibração dos grupos hidroxilas (O –H) em 2890 [cm][/-1] atribuído ao estiramento das ligações C – H e N - H. Outras áreas de absorção entre 2520- 2650 [cm][/-1] indicam o radical HCO3 residente no mineral, ou na interface orgânica-mineral, que sugere uma participação potencial de grupos [HCO][/3] na formação da concha. As bandas em 1080, 876 e 710 [cm][/-1] é característico de espectros de absorção da fase aragonita correspondente ao [CaCO][/3] (SILVA, 2007). A Figura 2 apresenta os testes de adsorção variando a temperatura de calcinação e massa dos adsorventes. É possível observar que o aumento da concentração de adsorvente promoveu um sútil aumento na eficiência de remoção do azul de metileno. Essa característica deve-se a proporção de sítios ativos superior com o aumento da quantidade de adsorventes. Além disso, o aumento da temperatura de calcinação eleva a área superficial do adsorvente e contribui para o aumento do número de sítios ativos disponíveis, corroborando para melhorar a capacidade adsorvente dos materiais sintetizados (EVBUOMWAN et al. 2013).

Análise de infravermelho e potencial de carga zero para os adsorventes sintetizados


Eficiência de remoção para os corantes sintetizados

Conclusões

A variação da temperatura de calcinação e quantidade de adsorvente proporcionaram um sútil aumento da eficiência de remoção. Os resultados são promissores para aplicação da concha de sururu como adsorvente alternativo ao empregados atualmente.

Agradecimentos

A PRO-REITORIA de pesquisa do Instituto Federal de Alagoas.

Referências

EVBUOMWAN, B. O.; ABUTU, A. S.; EZEH, C. P.; The Effects of Carbonization Temperature on some Physicochemical Properties of Bamboo Based Activated Carbon by Potassium Hydroxide (KOH) Activation. Greener Journal of Physical Sciences, 3, p. 187 – 191, 2013.
Hokkanen, S.; Bhatnagar, A. Sillanpää, M. A review on modification methods to cellulose-based adsorbents to improve adsorption capacity. Water Research, 91, p. 156 – 173, 2016.
Magriotis, Z. M.; Vieira, S. S.; Saczk, A. A.; Santos, N. A. V.; Stradiotto, N. R.; Removal of dyes by lignocellulose adsorbents originating from biodiesel production. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2, p.2199–2210, 2014.
PALMA, C.; LLORET, L.; PUEN, A.; TOBAR, M.; CONTRERA., E.; Production of carbonaceous material from avocado peel for its application as alternative adsorbent for dyes removal. Chinese Journal of Chemical Engineering, 24, p. 521–528, 2016.
SILVA, D. Resíduo sólido da malacocultura: caracterização e potencialidade de utilização de conchas de ostras (crassostrea gigas) e mexilhão (perna perna). Dissertação demestrado, Universidade Federal de Santa Catarina, 2007.