BIOSSORÇÃO DE ÍONS COBRE E CHUMBO PELA CASCA DE COCO TRATADA EM COLUNA DE LEITO FIXO

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

de Almeida, C.S.A. (IFRJ) ; Neves, M.A.F.S. (IFRJ)

Resumo

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade de adsorção de íons metálicos, como cobre (II) e chumbo (II), pelo pó da casca de coco verde em coluna de leito fixo. Realizou-se um estudo em coluna com três vazões diferentes: 15, 10 e 5mL/min, mantendo fixo a altura de 10 cm e massa de casca de coco de 1g. A casca de coco, utilizada como biossorvente, foi pré tratada em NaOH 0,1 mol/L e peneirada, utilizando a faixa granulométrica de 18-42 mesh. Foi observado que dentre as 3 vazões feitas, o resultado mais satisfatório foi obtido na vazão de 5 mL/min.

Palavras chaves

íons metálicos; casca de coco; coluna

Introdução

Pós revolução industrial o consumo, a produção e a exploração de matérias primas cresceram consideravelmente e continuam crescendo até os dias atuais gerando graves problemas ambientais, como a poluição das águas com metais pesados provenientes de efluentes industriais. Estes metais quando lançados sem tratamento prévio são altamente móveis e biocumulativos na cadeia alimentar (Bailey et al., 1999; Kumar e Bandyopadhyay, 2006). Existem muitos métodos de remoção desses metais pesados da água, como por exemplo: floculação, precipitação, filtração, troca iônica, entre outros; porém, estes métodos exigem bastante capital. Um método alternativo é a biossorção desses metais pesados, utilizando um biossorvente, como a casca de coco verde. Esta biomassa tem por vantagens, ter baixo custo, alta disponibilidade de material biológico tendo em vista que o Brasil gera toneladas desse material e ele demora 8 anos para se decompor, fácil manuseio e com menor impacto ambiental. Logo, o presente trabalho visa avaliar a capacidade de remoção dos íons metálicos de Cu2+ e Pb2+ pelo método de biossorção pela casca de coco verde tratada, em coluna de leito fixo.

Material e métodos

Os estudos de adsorção em coluna de leito fixo foram realizados em um sistema constituído de uma bomba peristáltica para controle de vazão, a solução multielementar de cobre e chumbo na concentração de 100 mg. L-1 e uma coluna de vidro com 25 cm de altura e 1,1 cm de diâmetro (equipada com uma torneira de plástico para controle de vazão) preenchida com o material adsorvente (casca de coco tratada com NaOH), na faixa granulométrica de 18- 42mesh, obtida após a tamisação da amostra. Um litro de solução foi bombeado através de um fluxo descendente pela coluna e alíquotas de 50 mL na saída da coluna foram coletadas até que se esgotasse o volume inicial da solução. Esse estudo foi feito em três diferentes vazões: 5; 10 e 15 mL.min-1, com o intuito de estudar o efeito do tempo de contato na capacidade de adsorção do leito.

Resultado e discussão

Para o empacotamento da coluna de leito fixo foi utilizada uma massa de casca de coco de 1g que ao ser empacotada na coluna atinge uma altura de 9 cm. Após estudos prévios, em batelada, foi observado que o melhor pré- tratamento era em solução de NaOH 0,1 mol.L-1, por isso a coluna foi empacotada com a casca de coco tratada com solução de NaOH 0,1 mol.L-1. E então, fez-se um estudo de vazão, afim de avaliar como a mesma poderia influenciar na capacidade de retenção dos íons metálicos no biossorvente. Três diferentes vazões foram estudadas e foi observado que quanto menor a velocidade do fluxo, maior a remoção dos íons metálicos, de 15mL/min para 5mL/min. Han et al. (2006) descrevem que quanto maior o fluxo volumétrico, menor o tempo de contato da solução com o adsorvente, logo menor o potencial de remoção desses ions metálicos pelas casca de coco tratada. As curvas de ruptura multielementar (100 mg. L-1 e pH 5,0) obtidas para a remoção dos íons metálicos Cu2+ e Pb2+ são mostradas nas Figuras 1, 2 e 3. Com a avaliação dos gráficos foi possível perceber que após passar um litro de solução pela coluna, ela é saturada com um volume de 800mL para Cu2+, na vazão de 15mL/min e 10mL/min. Para a vazão de 5mL/min é saturada com volume de 700mL para Cu2+. No caso do íon metálico Pb2+ não foi observado o ponto de saturação nessas três diferentes vazões, sendo necessário uma nova análise para observar seu volume de saturação. A diferença dos resultados de volume de saturação para Cu2+ e Pb2+ mostram que o efeito de competição entre os íons está presente.

Gráfico da curva de ruptura para a vazão de 15mL/min


Gráfico da curva de ruptura para vazão de 10mL/min


Gráfico da curva de ruptura para vazão de 5mL/min

Conclusões

Através dos resultados obtidos foi possível concluir que o pó da casca de coco verde tratado é capaz de adsorver íons de metálicos, como chumbo e cobre, em coluna de leito fixo multielementar, sendo então um potencial biossorvente de fonte renovável, baixo custo e fácil manuseio para o tratamento de efluentes industriais contaminados com metais pesados.

Agradecimentos

Ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro, IFRJ; e ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq.

Referências

BAILEY, S. E.; OLIN, T. J; BRICKA, R. M; ADRIAN, D. A review of potentially low-cost sorbents for heavy metals.Water research, v. 33, p. 2469-2479, 1999.
HAN, R; ZOU, W; LI, H; LI, Y; SHI, J. Cooper (II) and lead (II) removal from aqueous solution in fixed-bed columns by manganese oxide coated zeolite. Journal of Hazardous materials B137, p. 934-942, 2006.
KUMAR, U., & BRANDYOPADHYAY, M. Sorption of cadmium from aqueous solution using pretreated rice husk. Bioresource Technology, v. 97, p. 104-109, 2006.