AVALIAÇÃO DE CONDIÇÕES OPERACIONAIS DO PROCESSO ADSORTIVO DO ÍON Ni(II) POR BIOCARVÃO DE COROA DE ABACAXI

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

da Silva, H.V.C. (UFPE) ; Oliveira, L.P.S. (UFPE) ; Campos, N.F. (UFPE) ; Gama, B.M.V. (UFPE) ; Napoleão, D.C. (UFPE) ; Duarte, M.M.M.B. (UFPE)

Resumo

O íon Ni(II) pode ser tóxico quando encontrado em corpos hídricos. A adsorção é um dos métodos eficientes para remoção deste contaminante. Sendo assim, o objetivo do trabalho foi avaliar a eficiência do biocarvão de coroa de abacaxi (carbonização a 350ºC) como adsorvente do íon Ni(II). Os efeitos do pH da solução, da relação massa/volume (M/V) e da velocidade de agitação (VA) foram avaliados. A capacidade adsortiva do carvão foi semelhante no pH de 3 a 8. A melhor relação M/V foi de 2 g.L^-1 e foi constatado a baixa influência da variação da VA, nos níveis estudados, sendo selecionada 300 rpm por ter o menor desvio padrão entre as triplicatas. Os resultados demonstraram o potencial do biocarvão preparado na remoção de Ni(II) de soluções.

Palavras chaves

Adsorção; Coroa de Abacaxi; Níquel

Introdução

A contaminação por metais pesados pode ser causada pela atividade humana ou por causas naturais. A depender da quantidade que se encontra no meio, podem ser perigosos para os organismos vivos ali presente (JAISHANKAR et al., 2014; SANTOS et al., 2018). A remoção de metais pesados de efluentes, como o níquel, acaba sendo um assunto que recebe muita atenção, sendo alguns métodos desenvolvidos para tal fim. Dentre estes, a adsorção é um método eficaz, sendo a forma que mais se destaca para o tratamento de efluentes industriais contaminados com metais pesados (BOHLI et al., 2015). Diversos materiais sólidos podem ser utilizados como adsorventes para a remoção de metais pesados em efluentes industriais. Dentre eles, se sobressaem os resíduos agroindustriais, por serem de baixo custo, estarem presentes em grandes quantidades e de natureza renovável (BHATNAGAR; SILLANPÄÄ, 2010; JAIN et al., 2016). Quando se propõe o tratamento de efluentes contendo metais pesados através da adsorção utilizando resíduos agroindustriais, é possível reduzir dois problemas ambientais. O primeiro trata-se da remoção do metal em si, e o segundo, a reciclagem das biomassas (DANESHFOZOUN; ABDULLAH; ABDULLAH, 2017). Diante do que foi exposto, o objetivo do trabalho geral é avaliar a eficiência adsorvente a partir da coroa do abacaxi, resíduo agroindustrial, para a remoção do íon níquel (Ni(II)) de soluções aquosas.

Material e métodos

Foi preparado um biocarvão utilizando 30 g da coroa do abacaxi seco em estufa a 100ºC (in natura) por meio de carbonização em mufla, utilizando uma rampa de aquecimento de 10ºC.min^-1 até 100ºC por 30 min, em seguida aquecido até 200ºC por 1 h e depois por mais 1 h a 350ºC. Uma solução estoque de Ni(II) de 17 mmol.L^-1 foi preparada a partir de Ni(NO₃)₂, sendo a solução de trabalho preparada por diluição (1 mmol.L^-1 de Ni(II)). A concentração de Ni(II) foi quantificada via Espectrofotometria de Absorção Atômica de Chama em curva analítica de 0,05 a 2,55 mmol.L^-1 no λ de 351,5 nm. O limite de detecção (LD), quantificação (LQ) e coeficiente de variância (CV) foram determinados conforme recomendado por CGCRE (2003). Ensaios em branco foram realizados. A capacidade adsortiva foi calculada de acordo com a Equação 1. q = (Ci – Cf)*V*M^-1 (1) em que Ci e Cf são as concentrações inicial e final do adsorvato (mg.L^-1); V é o volume da solução (L) e M é a massa do adsorvente (g). O pH inicial da solução foi avaliado na faixa de pH de 2 a 8, em que 0,1 g do adsorvente ficou em contato com 50 mL da solução de Ni(II), sob agitação de 300 rpm por 3 h. O estudo da influência da relação massa do adsorvente/volume da solução (M/V) na adsorção foi realizado na dosagem de 1 a 20 g.L^-1 em pH definido no estudo anterior, a 300 rpm por 3 h. A avaliação da velocidade de agitação (VA) foi realizada em 0, 100, 150, 200, 250 e 300 rpm por 3 h, com 50 mL da solução de Ni(II) no pH e M/V definidos nos estudos supracitados.

Resultado e discussão

Os parâmetros da curva analítica obtidos foram LD = 0,003 mmol.L^-1, LQ = 0,02 mmol.L^-1, r = 0,999 e CV de 3,43%. Os coeficientes r > 0,90 e CV < 5% indicam bom ajuste linear do método, conforme Montgomery (2012). Os resultados obtidos para a influência do pH inicial da solução estão indicados na Figura 1. Analisando a Figura 1, no pH 2, a q é muito baixa, devido a elevada presença de íons H⁺. Entre os pH 3 e 8, a q foi semelhante. Assim, o pH 4 foi selecionado, sendo este o pH natural da solução. Resultado semelhante foi obtido por Shen et al. (2017), utilizando biocarvão de casca de arroz, em que a remoção de níquel aumentou entre os pH 2 a 4 e manteve-se constante entre 4 a 8. Os resultados obtidos para os efeitos da relação M/V e da VA sobre o processo adsortivo estão apresentados na Figura 2. De acordo com a Figura 2a, o % de remoção aumenta até 15 g.L^-1, mantendo-se constante em cerca de 90%. Já a q diminui, à medida que a massa do adsorvente aumenta. Visando obter uma maior eficiência a interseção da curva da q com % de remoção (M/V = 2 g.L^-1) foi a selecionada. A mesma dosagem foi encontrada por Kilic et al. (2013), ao estudar a adsorção de Ni(II) utilizando biocarvão de casca de amêndoa. Conforme observado na Figura 2b, não há diferença significativa entre a q obtida nas diferentes velocidades, porém, em 300 rpm há o menor desvio padrão. Resultados semelhantes foram reportados por Krishnan, Sreejalekshmi, Baiju (2011) para a adsorção de Ni(II) em biocarvão de bagaço da cana-de-açúcar.

Influência do pH inicial da solução.


(a) Relação massa do adsorvente/volume da solução e (b) Avaliação da influência da velocidade de agitação.

Conclusões

Pelos resultados apresentados conclui-se que as condições operacionais que favoreceram o processo adsortivo do Ni(II) pelo biocarvão de coroa de abacaxi foram o pH natural da solução, relação massa/volume de 2 g.L-1 e velocidade de agitação de 300 rpm. Observa-se que foi possível agregar valor a um resíduo agroindustrial, desenvolvendo uma alternativa quanto sua destinação. Ações como esta tendem a incentivar a compatibilização das questões ambientais, apresentando alternativas tanto para a poluição hídrica por metais pesados quanto aos problemas de gestão de resíduos sólidos.

Agradecimentos

Ao NUQAAPE/FACEPE e à FADE/UFPE.

Referências

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