Remoção de íons Ni2+ de solução aquosa usando como biossorvente o talo do cacho da bacabeira (Oenocarpus bacaba).

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Pereira de Lima, G. (UNIFFESPA) ; Gomes Soares Junior, O. (UNIFFESPA) ; Silva de Sousa, D. (UNIFFESPA) ; Pompeu Pinto, G. (UNIFFESPA) ; Pires Siqueira, J.L. (UNIFFESPA) ; Batista Pereira Junior, J. (UNIFFESPA)

Resumo

Este estudo avalia a eficiência de um novo biossorvente e de baixo custo, o talo do cacho bacabeira (Oenocarpus bacaba), na remoção de íons Ni2+ de solução aquosa. Os experimentos de biossorção foram realizados em batelada para avaliar a dosagem de biossorvente, o efeito do pH e a temperatura. Os resultados mostram que a melhor dosagem do biossorvente foi de 0,3 g com capacidade de remoção de 57% de remoção. Após essa dosagem não houve mudança significativa na remoção do Ni2+ pelo talo do cacho da bacabeira. A capacidade de remoção aumentou com a elevação do pH de 3,0 até 7,0. Os resultados indicaram que Oenocarpus bacaba é adequada para biossorção de íons Ni2+.

Palavras chaves

Biossorção; Bacabeira; Níquel

Introdução

O grande crescimento industrial, da agricultura e dos centros urbanos tem contribuído, de forma significativa, para a degradação e contaminação dos recursos hídricos. A poluição destes recursos com metais tóxicos é um grande problema que a sociedade vem enfrentando nos últimos anos. A contaminação dos recursos hídricos através dos contaminantes metálicos desencadeou a necessidade de desenvolver tecnologias no intuito de remover estes poluentes (FERREIRA et al., 2014). Segundo MOREIRA (2010) existem diversos métodos convencionais de tratamento de recursos hídricos, tais como: precipitação química, coagulação, floculação e etc, que são empregados para remoção dos metais potencialmente tóxicos. No entanto, estes processos possuem algumas desvantagens, pois não são eficientes quando aplicados ao tratamento de águas e efluentes muito diluídos. Com isso, a biossorção tornou-se, um dos métodos mais eficientes para este fim, ganhando importância como um processo de separação e purificação. O processo de biossorção emprega como adsorvente materiais de origem natural o que o torna uma alternativa, economicamente atrativa (FONTANA et al., 2016; SAHU et al., 2017). Os baixos custos operacionais, a alta eficiência no tratamento de efluentes muito diluídos e não utilização de nutrientes adicionais durante o processo são as principais características dos processos de tratamento por biossorção. O uso de biossorventes, apresenta-se para a sociedade como uma nova e atraente opção para a resolução dos problemas ambientais, além de criar um destino adequado e sustentável para os resíduos (CUNHA, 2014). Sendo assim, este trabalho tem como objetivo avaliar a eficiência de remoção de íons Ni2+ de solução aquosa usando como biossorvente o talo do cacho da bacabeira (Oenocarpus Bacaba).

Material e métodos

Nesse estudo foi utilizado, como biossorvente, o talo do cacho da bacabeira (Oenocarpus bacaba), que foi adquirido na cidade de Marabá no Estado do Pará. O biossorvente foi lavado com água destilada, seco em estufa a 40 °C e moído usando um moinho de facas. Os experimentos de biossorção foram realizados em batelada utilizando 100 mL de solução de Ni2+ 25 mg/L que foi preparada a partir da diluição adequada da solução estoque de 1000 mg/L do sal NiCl2.6H2O (Dinâmica, Brasil). O efeito dos seguintes parâmetros no processo de biossorção foi avaliado: dosagem do biossorvente (0,3, 0,6, 0,9 e 1,0 g), pH (3 a 7) e temperatura (20 a 55°C). Os estudos de remoção foram realizados em uma incubadora refrigerada modelo SL-223 (Solab, Brasil) com agitação constante de 120 rpm e tempo de contato de 90 min. Após o processo, as amostras foram filtradas, e as soluções foram determinadas usando um espectrômetro de absorção atômica com chama modelo S4 (Thermo Scientific, China). Como fonte de radiação lâmpadas de catodo oco foram usadas operando a 5 mA, com resolução espectral de 0,5 nm e comprimento de onda de 305,1 nm. Com os dados obtidos, a taxa de remoção do biossorvente foi obtida através da equação: Remoção (%) = (Ci - Cf) / Ci x 100, onde Ci e Cf são as concentrações inicial e final de Ni2+ (mg/L) na solução, respectivamente.

Resultado e discussão

O efeito da dosagem do biossorvente para os íons Ni2+ foi avaliado empregando uma concentração de 25 mg/L que está apresentado a Figura 1a. Os resultados mostram que não houve um aumento significativo na remoção dos íons Ni2+ com o aumento da dosagem do biossorvente, indicando assim que o equilíbrio de biossorção é atingido com uma dosagem de 0,3 g no tempo de 90 min, com máxima de biossorção em torno de 57% indicando que a quantidade de sítios ativos é o suficiente para uma boa remoção de íons Ni2+. Assim, a dosagem de biossorvente selecionada para os demais experimentos foi de 0,3 g. O efeito do pH na capa¬cidade de remoção de Ni2+ foi avaliado e os resultados são apresentados na Figura 1b. Como pode ser observado, a biossorção de Ni2+ em pH ácido foi menos eficiente, isto pode ser devido à competição entre os íons Ni2+ com os íons H+ da solução. Por outro lado, capacidade de remoção aumentou com a elevação do pH de 4,0 até 7,0, com remoção de até 50%. Para este estudo, o valor de pH 6,0 foi selecionado para os demais experimentos a fim de evitar a influência do processo de precipitação na forma de hidróxido. O efeito da temperatura foi avaliado e os resultados estão apresentados na Figura 1c. De acordo com a figura, a capacidade de remoção diminui com o aumento da temperatura usando 0,3 g de biossorvente, pH 6,0, 25 mg/L de íons Ni2+, com tempo de contato de 90 min e 120 rpm. Os resultados mostram que quando a temperatura aumenta para 55 °C, a capacidade de remoção diminui para cerca de 50%, enquanto a temperatura mais baixa, a 20 ° C, a capacidade de remoção é maior e está em torno de 60%, indicando o caráter exotérmico do processo.

Figura 1. Efeito (a) da dosagem de biossorvente, (b) do pH e (c) da temperatura na capacidade de remoção de íons Ni2+ pelo talo do cacho da bacaba.

Conclusões

O talo do cacho da bacabeira (Oenocarpus bacaba) apresentou significativa capacidade de remoção de Ni2+ com máxima remoção de 60%. Alguns parâmetros foram realizados para avaliar as condições ótimas de biossorção (0,3 g de bissorvente, pH 6,0, e temperatura de 20 °C) utilizando 90 min de tempo de contato e 120 rpm de agitação. O Oenocarpus bacaba mostrou ter um grande potencial para remover íons Ni2+ de soluções aquosas, podendo também ser usado para aplicação industrial (tratamento de efluentes), por ser um processo eficiente, de baixo custo sem a utilização de tratamento prévio.

Agradecimentos

Agradecemos a (CNPq) e a Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas (FAPESPA) pelo apoio financeiro (Processo ICAAF 023/2016) e a bolsa de estudo de iniciação.

Referências

Cunha, B. S. Utilização de biossorventes alternativos na remoção de corantes têxteis. Trabalho conclusão de curso. Curso de Engenharia Ambiental, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2014.

Ferreira, R.N; Alves, A.C.L; Bastos, C.V; Quadros, D.M; Cabral, G.S.R. Adsorção: aspectos teóricos e aplicações ambientais. Fortaleza: Imprensa Universitária, 2014.

Fontana, K.B.; Chaves, E.S.; Sanchez, J.D. S.; Watanabe, E.R.L.R.; Pietrobelli, J. M. T. A.; Lenzi, G. G. Biossorção de Pb(II) por casca de urucum (Bixa orellana) em soluções aquosas: estudo cinético, equilíbrio e termodinâmico. Química Nova, 39, 1078-1084, 2016.

Moreira, D. R. Desenvolvimento de adsorventes naturais para tratamento de efluentes de galvanoplastia. Dissertação de mestrado. Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, 63 f., 2010.

Sahu, C.; Khan, F.; Pandey, P. K.; Pandey, M. Biosorptive removal of toxic contaminant lead from wastewater. Asian Journal of Chemistry; 29, 650-656, 2017.