ÁREA
Química Ambiental
Autores
Souza, J.B. (UFERSA) ; Melo, R.R. (UFERSA) ; Khan, S. (UFERSA) ; Ferreira, L.M.M. (UFERSA) ; Paula, E.A.O. (UFERSA) ; Bessa, L.D. (UFERSA) ; Junior, A.G.R. (UFERSA) ; Vieira, R.A.S. (UFERSA)
RESUMO
O trabalho tem como objetivo a produção de um bioadsorvente proveniente da casca da madeira sabiá (Mimosa Caesalpiniaefolia Benth) para remoção do corante Violeta Cristal (VC) em solução aquosa. Para a fabricação, as cascas da espécie Sabiá foram separadas, cortadas, trituradas, homogeneizadas e peneiradas a uma granulometria de 420µm. Para as análises, foram realizados testes do efeito da massa do adsorvente e efeito da concentração inicial da solução do VC. As análises evidenciaram que a solução com concentração de 12 mg L-1 e 200 mg de massa das partículas, apresentaram resultados satisfatórios para a remoção do corante. A partir disso, verifica-se que a casca de Sabiá pode ser utilizada como bioadsorvente para a remoção do corante VC, pois apresenta um percentual de remoção favorável.
Palavras Chaves
Aproveitamento de resíduo; Bioadsorvente; Descontaminação das águas
Introdução
Os corantes são compostos utilizados desde a antiguidade, possibilitando colorir substâncias que são produzidas em diferentes setores industriais (KEZERLE et al., 2018; MOSOARCA et al., 2022). O Violeta Cristal é um corante catiônico orgânico de trifenilmetano utilizado principalmente na indústria têxtil para o tingimento de tecidos e processamento de couro e revestimentos (SUN; CHEN, 2022). Apesar das suas aplicações, esse corante tem despertado atenção pelo seu potencial de contaminação da água. Estudos apontam que esse corante é cancerígeno e mutagênico, sendo capaz de provoca efeitos nocivos à saúde humana. Por isso, o tratamento de águas contaminadas pelo descarte inadequado do corante Violeta Cristal tornou-se uma área de estudo significativo (ABDEL-HADY et al., 2023). Pesquisas enfatizam que os materiais lignocelulósicos demonstram resultados satisfatórios quando utilizados como materiais adsorventes, sobretudo para remoção de corantes (HAQUE et al., 2020; THONGPRASONG; THANANANT, 2022; ABD ELHAMID et al., 2023). A sabiá (Mimosa Caesalpiniaefolia Benth) é uma espécie de árvore nativa do bioma Caatinga, apresenta crescimento cespitoso e rápido, podendo alcançar 8 metros de altura na fase adulta (PAREYN et al., 2018). Essa espécie é comumente empregada para fabricação de estacas e cercas, além da produção de energia (MENDES et al., 2013). Visando a disponibilidade e potencialidade dessa espécie nativa da Caatinga, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver um bioadsorvente a partir da casca da espécie Mimosa Caesalpiniaefolia Benth e avaliar o seu potencial para a remoção do corante Violeta Cristal pelo método de adsorção em solução aquosa.
Material e métodos
As cascas da espécie Mimosa Caesalpiniaefolia Benth foram obtidas na fazenda Ipê, localizada no município de Governador Dix-Sept Rosado, estado do Rio Grande do Norte. As cascas foram processadas em um moinho (tipo Willey) até apresentar característica de pó. A homogeneização do tamanho das partículas foi realizada com a utilização de um almofariz, pistilo e peneira de 420µm. Para remoção dos extrativos, a casca passou inicialmente pela extração à quente, e posteriormente por um processo de extração à frio. A solução estoque do corante Violeta Cristal (VC) (Sigma Aldrich) foi preparada na concentração de 100 mg L-1, sendo feitas diluições de 1 a 13 mg L-1. No teste de concentração inicial da solução do corante VC, utilizou-se 200 mg do adsorvente em contato com 10 mL da solução em concentrações de 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 e 12 mg L-1. Em tubos falcon de 50 mL, as amostras permaneceram em agitação constante por 120 min a 25 ºC. Após a finalização do tempo, a solução foi colocada em uma centrífuga por 5 min, e alíquotas foram retiradas para a obtenção da solução final sem adsorvente. Na determinação da quantidade de massa do adsorvente, utilizou-se 100, 150, 200, 250 e 300 mg das partículas do pó da casca do Sabiá, em contato com 10 mL da solução do VC com concentração de 10 mg L-1. Em tubos falcon de 50 mL, as amostras permaneceram em agitação constante por 120 min a 25 ºC. Posteriormente, foram colocadas em uma centrífuga por 5 min, e alíquotas foram retiradas da solução. Em ambos os processos, determinou-se a concentração residual e percentual de remoção das soluções pela análise no espectrofotômetro de UV-Vis. Ambos os experimentos foram realizados em triplicatas.
Resultado e discussão
A partir das análises dos resultados para a concentração inicial da solução do
corante Violeta Cristal, verificou-se que o maior valor de remoção ocorreu para
a concentração de 12 mg L-1, com valor de 80,7%. Já o menor valor foi de 32,3%
apontado na concentração de 3 mg L-1. As análises mostram que o aumento da
concentração da solução proporciona um aumento do percentual de remoção do
corante VC até que ocorra equilíbrio. No teste do efeito da massa no processo de
adsorção, os resultados mostraram que o maior valor de remoção ocorreu para a
quantidade de 200 mg de partículas da casca da Mimosa Caesalpiniaefolia Benth,
com valor de 79,6%. O menor valor foi de 69,1% apontado pela quantidade de 300
mg. A partir das análises, verificou-se que o percentual de remoção apresentou
seu pico máximo em 200 mg. Após essa quantidade, o percentual apresenta uma
queda acentuada na remoção do corante Violeta Cristal. Assim, o aumento da
quantidade da massa do adsorvente viabiliza uma maior área superficial, o que
torna mais favorável a disponibilidade desse espaço para os processos de
adsorção. Todavia, também pode ocorrer a sobreposição ou agregação de locais de
adsorção, possibilitando a diminuição da área superficial, o que explica a
redução na remoção do adsorvato (TAVLIEVA et al., 2013).
Conclusões
A partir da pesquisa, verificou-se que o bioadsorvente produzido com a casca da espécie sabiá (Mimosa Caesalpiniaefolia Benth) apresentou uma eficiência interessante na remoção do corante Violeta Cristal em efluentes. Os valores encontrados para concentração inicial do corante VC e para as quantidades da massa da casca do sabiá foram promissores. Outro fator positivo, é que a casca utilizada para produção do adsorvente é um resíduo oriundo de uma espécie da Caatinga descartado pelas indústrias madeireiras.
Agradecimentos
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES e ao Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais – PpgCEM/UFERSA.
Referências
ABD-ELHAMID, A. I.; ALI, H. H.; NAYL, A. A. Modification of sugarcane bagasse as a novel lignocellulosic biomass adsorbent nanocomposite to improve adsorption of methylene blue. Cellulose, v. 30, n. 8, p. 5239–5258, 2023.
HAQUE, A. N. M. A. et al. Kinetics and equilibrium adsorption of methylene blue onto cotton gin trash bioadsorbents. Cellulose, v. 27, n. 11, p. 6485–6504, 2020.
KEZERLE, A.; VELIĆ, N.; HASENAY, D.; KOVAČEVIĆ, D. Lignocellulosic materials as dye adsorbents: Adsorption of methylene blue and congo red on brewers’ spent grain. Croatica Chemica Acta, v. 91, n. 1, p. 53–64, 2018.
MENDES, M. M. C.; CHAVES, L. F. C.; NETO, T. P. P.; SILVA, J. A. A.; FIGUEIREDO, M. V. B. Crescimento e sobrevivência de mudas de sabiá (Mimosa caesalpiniaefolia Benth.) inoculadas com micro-organismos simbiontes em condições de campo, Ciência Florestal, n. 2, p. 309–320, 2013.
MOSOARCA, G.; VANCEA, C.; POPA, S.; DAN, M.; BORAN, M. Crystal Violet Adsorption on Eco-Friendly Lignocellulosic Material Obtained from Motherwort (Leonurus cardiaca L.) Biomass. Polymers, v. 14, n. 18, 2022.
PAREYN, F. G. C; ARAÚJO, E. L.; DRUMMOND, M. A. Mimosa Caesalpiniifolia Sabiá capítulo 5 Madeiras. São Paulo, EMBRAPA. 2018. Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/190118/1/Livro-Nordeste-759-65-2018.pdf. Acesso em: 05 jan. 2023.
SUN, W.; OU, H.; CHEN, Z. Study on Preparation of Chitosan/Polyvinyl Alcohol Aerogel with Graphene−Intercalated Attapulgite (GO−ATP@CS−PVA) and Adsorption Properties of Crystal Violet Dye. Nanomaterials, v. 12, n. 22, 2022.
THONGPRASONG, O.; THANANANT, H. Adsorption of iodine and reactive dye molecules from water using chemically modified and unmodified lignocellulosic powders (Ficus Lyrata seeds). Research on Chemical Intermediates, v. 48, n. 11, p. 4837–4856, 2022.
ABD-ELHAMID, A. I.; ALI, H. H.; NAYL, A. A. Modification of sugarcane bagasse as a novel lignocellulosic biomass adsorbent nanocomposite to improve adsorption of methylene blue. Cellulose, v. 30, n. 8, p. 5239–5258, 2023.
HAQUE, A. N. M. A. et al. Kinetics and equilibrium adsorption of methylene blue onto cotton gin trash bioadsorbents. Cellulose, v. 27, n. 11, p. 6485–6504, 2020.
KEZERLE, A.; VELIĆ, N.; HASENAY, D.; KOVAČEVIĆ, D. Lignocellulosic materials as dye adsorbents: Adsorption of methylene blue and congo red on brewers’ spent grain. Croatica Chemica Acta, v. 91, n. 1, p. 53–64, 2018.
MENDES, M. M. C.; CHAVES, L. F. C.; NETO, T. P. P.; SILVA, J. A. A.; FIGUEIREDO, M. V. B. Crescimento e sobrevivência de mudas de sabiá (Mimosa caesalpiniaefolia Benth.) inoculadas com micro-organismos simbiontes em condições de campo, Ciência Florestal, n. 2, p. 309–320, 2013.
MOSOARCA, G.; VANCEA, C.; POPA, S.; DAN, M.; BORAN, M. Crystal Violet Adsorption on Eco-Friendly Lignocellulosic Material Obtained from Motherwort (Leonurus cardiaca L.) Biomass. Polymers, v. 14, n. 18, 2022.
PAREYN, F. G. C; ARAÚJO, E. L.; DRUMMOND, M. A. Mimosa Caesalpiniifolia Sabiá capítulo 5 Madeiras. São Paulo, EMBRAPA. 2018. Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/190118/1/Livro-Nordeste-759-65-2018.pdf. Acesso em: 05 jan. 2023.
SUN, W.; OU, H.; CHEN, Z. Study on Preparation of Chitosan/Polyvinyl Alcohol Aerogel with Graphene−Intercalated Attapulgite (GO−ATP@CS−PVA) and Adsorption Properties of Crystal Violet Dye. Nanomaterials, v. 12, n. 22, 2022.
THONGPRASONG, O.; THANANANT, H. Adsorption of iodine and reactive dye molecules from water using chemically modified and unmodified lignocellulosic powders (Ficus Lyrata seeds). Research on Chemical Intermediates, v. 48, n. 11, p. 4837–4856, 2022.
