ÁREA: Química Inorgânica
TÍTULO: REMOÇÃO DO CORANTE TÊXTIL TURQUESA REMAZOL POR ADSORÇÃO EM CASCA DE ARROZ IN NATURA
AUTORES: RIBEIRO, G. A. C. (UFMA) ; SANTANA, S. A A. (UFMA) ; BEZERRA, C. W. B. (UFMA) ; VIEIRA, A. P. (UNICAMP) ; SILVA, H. A. S. (UFMA)
RESUMO: O estudo consistiu em avaliar a capacidade de remoção do corante têxtil turquesa remazol por adsorção utilizando como adsorvente a casca de arroz in natura. Foram realizados caracterizações e experimentos variando-se o pH, a concentração inicial e o tempo. Os ensaios de adsorção foram realizados em batelada sob agitação mecânica. O pHzpc foi determinado, indicando que o material deve adsorver espécies aniônicas abaixo de pH 5,3 , o que foi confirmado pelo estudo do melhor pH para a adsorção que ocorreu em pH 1, removendo 19,46 mg/g. No estudo cinético o equilíbrio ocorreu em 300 minutos e os resultados obtidos seguem uma cinética de segunda ordem cuja adsorção é compatível ao modelo de Freundlich. Os resultados indicaram que o material apresenta boa potencialidade para a aplicação proposta
PALAVRAS CHAVES: turquesa remazol, adsorção, casca de arroz
INTRODUÇÃO: Atualmente, é comum nos depararmos com problemas ambientais como a poluição das águas contaminadas por resíduos urbanos, metais pesados e efluentes provenientes de indústrias têxteis. Estas geram águas residuárias coloridas e causam sérios danos com suas colorações, restringindo a passagem de radiação solar, diminuindo a atividade fotossintética, provocando alterações na biota aquática e causando toxicidade nos ecossistemas (ZANONI, 2001). A adsorção é uma técnica que vem se mostrando bem promissora na remoção de corantes têxteis, pois utiliza de materiais alternativos (lignocelulósico) e associam baixo custo a elevadas taxas de remoção. O carvão ativado se apresenta como material com maior capacidade de adsorção (QUI et al., 2009), entretanto, sua utilização é onerosa. Neste sentido, existe um crescente interesse por materiais alternativos de baixo custo que possam ser utilizados, em substituição ao carvão ativado como: bagaço de cana, coco babaçu, casca e palha de arroz (BHATNAGAR, 2010), etc. Neste trabalho sugerimos como estudo a casca de arroz, que é o resíduo mais volumoso do arroz, representando cerca de 23% do seu peso, o qual é descartado em torno de 12 milhões de ton/ano (EMBRAPA, 2008). Desta maneira, é de grande interesse que se desenvolvam estudos com a finalidade de reduzir a grande quantidade de casca de arroz que é descartada diariamente. Tal iniciativa, além de minimizar o problema ambiental que a mesma causa, dará a este material uma aplicação nobre que é a utilização para diminuir o impacto ao meio ambiente originado pelas águas residuais oriundas de indústrias têxteis.
MATERIAL E MÉTODOS: A casca de arroz foi coletada no município de São Bento-MA, lavada com água destilada (com o intuito de dissolver matéria solúvel em água e maximizar o número de sítios livres na superfície do material), seca a 50ºC por 24 horas, triturada em moinho de facas e peneirada entre as faixas 0,088 < x < 0,177 mm. O corante turquesa remazol utilizando como adsorvato foi gentilmente cedido pela Indústria Toalhas de São Carlos. Todos os reagentes utilizados foram de grau analítico. As caracterizações infravermelho, RMN de 13C e difratograma de raios X foram realizadas na UNICAMP. O pHZPC foi determinado através do método da adição de sólidos (BALISTRIERI et al., 1981). Os ensaios de adsorção foram realizados em bateladas sob a agitação mecânica de erlenmeyers contendo 100,0 mg do adsorvente em 25 mL de solução do corante (dissolução do corante em solução aquosa de KCl 0,1 mol L-1 com o objetivo de manter constante a força iônica do sistema); após o processo de adsorção, a suspensão foi centrifugada e realizou-se a determinação da concentração do corante no espectrofotômetro UV visível. Foram realizados estudos da variação do pH inicial da solução de corante, onde para o ajuste, utilizou-se soluções de HCl 0,1mol L-1. Conhecido o pH ótimo de adsorção, ou seja, o pH onde a adsorção é mais favorável, o mesmo procedimento foi utilizado para o estudo cinético, variando-se o tempo de contato para obtenção do tempo de equilíbrio; para o estudo de isotermas, foram obtidas as curvas de adsorção variando as concentrações do corante de 100 a 1000 mg L-1 em pH ótimo de adsorção e no tempo de equilíbrio específico para o sistema.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O infravermelho (Figura 1) identificou picos específicos na superfície do material como: banda intensa em 3411 cm-1, que está relacionada à vibração do estiramento do grupo OH; banda em 2917 cm-1 compreende o estiramento 61550;(C-H) de grupos metílicos e metilênicos comuns em estruturas de materiais lignocelulósicos; a flexão em 1635 cm-1 é atribuída ao estiramento 61550; (C=O) de carbonilas típicas de grupos cetonas, aldeídos e ácidos carboxílicos. O RMN de 13C e o difratograma de raios X apresentaram sinais característicos de materiais amorfos, rico em celulose, hemicelulose e lignina. O zero ponto de carga ou pHzpc pode ser estimado em 5,3 o que significa dizer que abaixo desse valor de pH a superfície da matriz está carregada positivamente com íons H+ (favorável para a adsorção de ânions) e acima do pHzpc a superfície está carregada negativamente com íons OH- (favorável para a adsorção de cátions). Como o corante turquesa remazol é aniônico, o estudo do pH foi realizado variando os pH’s na faixa de 1,0 a 6,0 (C=100mg/L). Os melhores resultados na remoção do corante foram alcançados em pH’s 1,0 (19,46mg/g) e 2,0 (17,87mg/g), sendo que no pH 1,0 ocorreu 77,8% de remoção. O estudo cinético foi realizado em pH 2,0 e em concentrações de 100 e 1000 mg/L, sendo necessário um tempo de 300 minutos para o material atingir o equilíbrio. Os dados experimentais foram adequados às equações cinéticas de pseudo-primeira e segunda ordem, indicando melhor ajuste ao modelo de segunda ordem (Figura 2). O estudo isotérmico, que mede a capacidade máxima de adsorção, foi realizado na temperatura de 25ºC e variando as concentrações de 100 a 1000 mg/L e os dados experimentais foram tratados segundo os modelos de Freundlich e Langmuir, se ajustando ao modelo de Freundlich.
CONCLUSÕES: Os resultados deste estudo mostraram que a casca de arroz in natura pode ser aplicada em processos de adsorção para remoção do corante turquesa remazol. A capacidade de adsorção da matriz é dependente do pH e a maior remoção ocorreu em pH 1,0. No estudo da cinética de adsorção foi verificado que o processo de adsorção do corante seguiu um mecanismo de segunda ordem, cuja adsorção é compatível ao modelo de Freundlich.
AGRADECIMENTOS: FAPEMA, Industria de Toalhas São Carlos, UFMA, UNICAMP e LPQIA .
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BALISTRIERI, L. S., MURRAY, J. W. The surface chemistry of goethite (– FeOOH) in major ion seawater. American Journal of Science, v. 281, n. 6, p. 788-806, 1981.
BHATNAGAR, Amit at al. Coconut-based biosorbents for water treatment — A review of the recent literature. Advances in Colloid and Interface Science, 160, 1–15, 2010.
EMBRAPA. Cultivo de arroz irrigado no Brasil. Disponível em: <http://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Arroz/ArrozIrrigadoBrasil/cap01.htm>. Acesso em 12 jul. 2008
QIU, M.; QIANB, C.; XUB, J.; WUB, J.; WANG, G. Studies on the adsorption of dyes into clinoptilolite. Desalination, 243, 286–292, 2009.
ZANONI, Maria Valnice Boldrin; CARNEIRO, Patrícia Alves. O descarte dos corantes têxteis. Ciência Hoje, 29, 174, 61-64, 2001.
