Realizado em Vitória/ES, de 17 a 19 de Setembro de 2014.
ISBN: 978-85-85905-08-8
TÍTULO: INFLUÊNCIA DA MATÉRIA ORGÂNICA NA ADSORÇÃO DO HERBIDICA 2,4- DICLOROFENOXIACÉTICO (2,4-D) EM CARVÃO ATIVADO EM PÓ
AUTORES: Dornelas Marsolla, L. (UFES - UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO) ; Ramos Cabral Coelho, E. (UFES - UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO)
RESUMO: O processo convencional de tratamento de água não tem removido microcontaminantes.
Visando melhoria do tratamento, técnicas têm sido empregadas, como a adsorção com
carvão ativado. O presente trabalho objetivou avaliar a influência da matéria
orgânica na adsorção do herbicida 2,4-D em água bruta e em água ultrapura pelo
carvão ativado em pó CAP-01. Os resultados mostraram que há redução da capacidade
adsortiva do carvão em água bruta na presença de matéria orgânica, mostrando
competitividade entre a matéria orgânica e o composto alvo.
PALAVRAS CHAVES: Adsorção; CARVÃO ATIVADO; matéria orgânica
INTRODUÇÃO: O 2,4-D é um herbicida amplamente usado no Brasil e é usado no controle de ervas
daninhas de folhas largas, possui alta toxidade e pode ser encontrado em solos,
águas superficiais e subterrâneas, oferecendo risco ao meio. O processo
convencional de tratamento da água não tem sido efetivo na remoção de
substâncias microcontaminantes das águas. Sendo assim, técnicas de tratamento de
água vêm sendo empregadas, como a adsorção em carvão ativado (PROSAB, 2009). A
adsorção por carvão ativado é utilizada na remoção de compostos em meio aquoso,
e seu uso está atribuído à ampla gama de tamanhos de poros, o que possibilita a
acomodação de compostos sintéticos até grandes moléculas orgânicas, como a
matéria orgânica (DI BERNARDO e DANTAS, 2005). Através da técnica de isoterma de
adsorção é possível avaliar o potencial de adsorção do composto alvo pelo carvão
ativado. O presente estudo objetivou avaliar a influência da matéria orgânica na
adsorção do herbicida 2,4-D em água bruta e em água ultrapura pelo carvão
ativado em pó CAP-01.
MATERIAL E MÉTODOS: A água bruta utilizada nesta pesquisa é proveniente do Rio Santa Maria da
Vitoria, que é o principal rio responsável pelo abastecimento da região norte de
Vitória no ES. A água foi caracterizada nos parâmetros turbidez e carbono
orgânico total.
Como adsorvente foi utilizado o carvão ativado em pó de babaçu (CAP-01), ele foi
caracterizado quanto à área superficial especifica e distribuição de porosidade.
Para os ensaios de adsorção foram preparadas soluções em água ultrapura e água
bruta, fortificadas com 2,4-D (padrão com pureza 97%, marca Sigma - Aldrich) na
concentração 60 μg/L e pH ajustado para 7. Volumes de 200 mL foram colocados em
frascos de vidro e adicionadas diferentes massas de CAP (0,25; 0,50; 0,75; 1,00;
1,25; 1,50 e 2,00 mg). Os frascos foram agitados no equipamento shaker a 100 RPM
e temperatura de 25 ± 2 ºC, em ambiente refrigerado, por 7 dias. Após agitação,
as amostras foram filtradas em membrana 0,45 μm e preparadas para a
quantificação residual do 2,4-D. As amostras foram concentradas pela técnica de
Extração em Fase Sólida (EFS). As amostras foram acidificadas com H3PO4 e
passadas em cartuchos C-18 no equipamento Supelco MDL Visipred. Os extratos
concentrados foram transferidos para vials e analisados, posteriormente, em
Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE). A análise cromatográfica foi
realizada em cromatográfico líquido da marca Shimadzu. A quantificação do 2,4-D
foi realizada com o uso de fases móveis acetonitrilo (ACN) e formiato de amônio
(NH4COOH), pH 2 (± 0,10) na proporção 47:53 v/v (ACN/10 mM NH4COOH). A
metodologia utilizada no equipamento foi com fluxo de 1,2 mL.min-1, volume de
injeção de 50 μL, temperatura de 30 °C e detecção a 200 nm e tempo de análise de
6 minutos.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A água bruta utilizada nos ensaios de adsorção possui turbidez 51,6 uT e carboto
orgânico total de 4,894 mg/L C. Na caracterização do carvão o CAP-01 possui área
superficial de 630 m².g-1 e possui semelhança à isoterma do Tipo 1, tendo
predominância de microporos. Valor também encontrado pela análise de volume de
poros, em que CAP-01 apresenta volume maior de microporos em relação aos
mesoporos, apresentados na Tabela 1.
Modelo de isoterma de Langmuir foi utilizado para descrever os dados adsortivos
do CAP-01 em água ultrapura e água bruta, e apresentado na Figura 1.
Os dados de adsorção se ajustaram bem ao modelo de Langmuir para o CAP-01 em
água ultrapura (AUP) e também na água bruta (AB), obtendo R² de 0,9983 em AUP e
0,9818 em AB. A capacidade de adsorção do CAP-01 em água ultrapura foi 22,83
mg/g e em água bruta foi 5,80 mg/g, havendo uma grande redução da adsorção do
carvão em água na presença de matéria orgânica.
Estudos realizados mostram que a presença de matéria orgânica (MO) na água
diminui a capacidade adsortiva do carvão, como encontrado por Coelho, Vazzoler e
Leal (2012). Este fato pode ser justificado devido a matéria orgânica competir
com o composto alvo, seja pela competição direta pelo sítio ou o bloqueio do
poro do carvão. Outros fatores que interferem na competição são características
da MO, distribuição dos tamanhos dos poros do carvão e concentração de MO e
composto alvo (Li, et al., 2003).
Tabela 1
Caracterização do CAP-01
Figura 1
Isoterma de Langmuir em água ultrapura e água bruta
na adsorção do 2,4-D pelo CAP-01.
CONCLUSÕES: No presente estudo verificou-se que a capacidade adsortiva do carvão ativado em pó
diminui na presença de matéria orgânica, quando os ensaios de adsorção são
realizados em água ultrapura e água bruta. Mostrando competitividade entre o
composto e a matéria orgânica e /ou o bloqueio da MO no carvão.
AGRADECIMENTOS: Agradecimentos à instituição UFES e o apoio financeiro da CAPES.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: COELHO, E.R.C.; VAZZOLER, H.; LEAL, W.P. Emprego do carvão ativado para remoção de atrazina em água de abastecimento público. Eng Sanitaria Ambiental, v.17, n. 4, p. 421-428, 2012.
DI BERNARDO, L.; DANTAS, A.B. Métodos e Técnicas de Tratamento de Água. v. 2, ed. 2, São Paulo: Editora Rima, 2005.
Li, Q.; Snoeyink, V.L.; Mariãas, B.J.; Campos, C. Elucidating competitive adsorption mechanisms of atrazine and NOM using model compounds. Water Research, n. 37, p.773-784, 2003.
MWH. Water Treatment: principles and design. John Wiley & Sons, 2nd edition, USA, 2005.
PROSAB - PROGRAMA DE PESQUISA EM SANEAMENTO BÁSICO. Água: Remoção de microrganismos emergentes e microcontaminantes orgânicos no tratamento de água para consumo humano. PROSAB 5, Rio de Janeiro: ABES, 2009.