OTIMIZAÇÃO DA REMOÇÃO DE ATRAZINA POR CARVÃO ATIVADO PROVENIENTE DE CASCA DE MURUMURU (Astrocaryum murumuru) EM SOLUÇÕES AQUOSAS

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Bastos, R.R.C. (UFPA) ; Costa, N.L.O. (UFPA) ; Corrêa, A.P.L. (UFPA) ; Campos, W.E.O. (UFPA) ; Conceição, L.R.V. (UFPA)

Resumo

Este trabalho propõe um estudo de otimização do processo de remoção de Atrazina presente em soluções aquosas utilizando-se um carvão ativado produzido a partir do resíduo agroindustrial casca de murumuru. Um delineamento composto central de face centrada com as variáveis: Concentração de CACM de 0,4 e 4,0% m/v, e tempo de contato de 15 e 60 min, foi realizado para estudo da otimização desse processo a temperatura ambiente. Tal processo mostrou taxas de remoção próximas de 100% nos intervalos de 0 – 2% m/v de CACM e 0 – 20 min. Assim, o uso de carvão ativado de casca de murumuru mostrou-se uma alternativa promissora quando aplicado na remoção de atrazina para tratamento de efluentes.

Palavras chaves

Atrazina; Carvão Ativado; Otimização

Introdução

O Brasil é o país que lidera a comercialização mundial de agrotóxicos. Em 2012, as áreas de plantio demandaram aproximadamente 7,3 bilhões de dólares em agrotóxicos, o que equivale ao consumo de aproximadamente 20% do mercado global (CAMPOS et al., p. 36, 2017). Resíduos de agrotóxicos na alimentação e na saúde humana estão aliados ao aparecimento de intoxicações com sintomas agudos e crônicos como: Cânceres, cloroacnes, teratogeneses, lesões hepáticas, etc (CARNEIRO et al., p. 59, 2015). Constatou-se que aproximadamente um quinto dos alimentos consumidos diariamente no Brasil apresentam alguma quantidade de agrotóxico (3% apresentando teores acima do permitido pela ANVISA) e cerca de 18% desses alimentos apresentaram agrotóxicos não autorizados pelo órgão regulamentador (ANVISA, p. 126, 2016). Um herbicida bastante utilizado nas culturas de milho é a atrazina (2-cloro-4-etilamino-6-isopropilamino-1,3,5-triazina). Um dos problemas associados ao uso desse herbicida é sua alta estabilidade e sua alta capacidade de lixiviação, podendo assim contaminar com facilidade diversos corpos d’água (CAMPOS et al., p. 36, 2017). O limite máximo estabelecido no Brasil pela ANVISA para detecção deste herbicida é de 0,25 mg/kg (ANVISA, 2015). Carvão ativado é certamente um dos mais estudados adsorventes para remoção de contaminantes em efluentes (MANDAL e SINGH, p. 637, 2017). Resíduos agroindústrias são bons precursores para esse tipo de material devido seu baixo custo e altos teores de carbono (CANSADO et al., p. 328, 2018). O presente trabalho tem por objetivo otimizar o processo de remoção de Atrazina em soluções aquosas por carvão ativado produzido a partir do resíduo agroindustrial casca de murumuru.

Material e métodos

A casca de murumuru (Astrocaryum murumuru) foi obtida da empresa de beneficiamento de óleos vegetais Beraca Ingredientes Naturais S/A que se situa no município de Ananindeua no Pará e que gera em média 330 toneladas/ano desse resíduo agroindustrial. O rejeito obtido foi submetido a um processo de classificação (para separação da casca de murumuru de pedaços de amêndoa e sujidades). O carvão ativado a partir da casca de murumuru (CACM) foi obtido através da casca de murumuru por pirólise a 600 °C por 1 h seguida de uma etapa de ativação com KOH. O material ativado foi lavado com HCl 1,0 mol L-1 e seco em estufa a 60-70 °C por 24 h (QUEIROZ, p. 19, 2016). Curvas de UV-Vis em espectrofotômetro Thermo Nicolet com célula de caminho óptico de 1 cm foram preparadas para a Atrazina na absorbância máxima de 222 nm. Preparou-se uma solução de trabalho (ST) para a Atrazina (7,0 mg kg-1). A execução dos ensaios de adsorção seguiu um planejamento experimental do tipo Delineamento Composto Central de Face Centrada (DCC) de dois níveis e duas variáveis (DCC 2²) – 0,4 e 4,0% m/v de CACM e tempo de 15 e 60 min, com quatro repetições do ponto central. A otimização dos parâmetros de remoção da Atrazina em soluções aquosas foi realizada por Metodologia de Superfície de Resposta (MSR) utilizando o software Statistica 8. A partir do qual gerou-se o gráfico de Pareto e superfície de resposta. A concentração da ST e das concentrações remanescentes (CR) após os testes de adsorção foram determinadas por espectrofotometria de UV-Vis. Assim, determinou-se a taxa de remoção (TR) do CACM para a Atrazina nas condições estudadas.

Resultado e discussão

A concentração real da ST determinada por UV-Vis foi 7,49 mg kg-1, muito próximo da concentração teórica de preparo (7,0 mg kg-1). A Tabela 1 mostra os resultados obtidos para CR e TR do estudo de otimização do processo de remoção de Atrazina por CACM dentro dos níveis e variáveis analisadas no planejamento experimental DCC 2². Os ensaios 3 e 5 apresentaram resultados – 0,71 e 0,26 mg kg-1, respectivamente – fora do valor residual limite para este herbicida, acima de 0,25 mg kg-1 (ANVISA, 2015). A Figura 1 expõe o gráfico de Pareto e a superfície de resposta para o DCC 2² realizado: mostrando a significância e a interação das variáveis no processo, assim como, as melhores regiões (menores valores de CR e, maiores de TR) em relação aos níveis das variáveis estudadas. A partir da análise do gráfico de Pareto, verifica-se que as variáveis significativas no processo trata-se da interação % m/v CACM x Tempo e Tempo (min), indicando a elevada significância da variável Tempo no processo de adsorção. O processo de remoção de Atrazina de soluções aquosas mostrou-se com elevada eficiência nos intervalos de 0 – 2% m/v de CACM e 0 – 20 min (menores níveis), apresentando assim uma excelente robustez para esse processo de purificação. O CACM comportou-se como um ótimo adsorvente para o agrotóxico estudado, corroborando com a característica de apresentar uma alta capacidade adsortiva para diversos tipos de contaminantes em efluentes, devido sua alta área superficial, alta porosidade, estrutura porosa e presença de vários grupamentos funcionais (AHMED, p. 90, 2016).

Planejamento DCC 2² para a remoção de Atrazina por CACM.


Gráfico de Pareto e Superfície de Resposta do DCC 2² − Resposta: CR (mg kg-1).

Conclusões

Os dados mostrados neste estudo evidenciam que o CACM possui elevada capacidade adsortiva na remoção do agrotóxico Atrazina de soluções aquosas. Vale ressaltar que o DCC 2² apresentou-se como uma ótima ferramenta estatística para elucidação das melhores regiões de trabalho: os intervalos de 0 – 2% m/v CACM e 0 – 20 min, apresentaram taxas de remoção próximas de 100%. Logo, a utilização de carvão ativado proveniente de casca de murumuru mostrou- se uma alternativa eficiente para remoção de Atrazina, assim como apresentou- se uma proposta de reaproveitamento para esse resíduo agroindustrial.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Laboratório de Catálise e Oleoquímica-LCO, Laboratório de Pesquisa e Análises de Combustíveis-LAPAC, e à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-CAPES.

Referências

AHMED, Muthanna J. Application of agricultural based activated carbons by microwave and conventional activations for basic dye adsorption: Review. Journal of Environmental Chemical Engineering, v. 4, p. 89-99, 2016.

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ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária). O Relatório Final do Programa de Analise de Resíduos de Agrotóxicos em Alimentos (PARA), 2016. Disponível em: < http://portal.anvisa.gov.br/documents/111215/0/Relat%C3%B3rio+PARA+2013-2015_VERS%C3%83O-FINAL.pdf/494cd7c5-5408-4e6a-b0e5-5098cbf759f8 >. Acesso em: 22 ago. 2018.

CAMPOS, F. A.; AGUIAR, A. C. R.; MEDEIROS, V. S.; BRANQUINHO, A. C.; SILVA, F. C. B.; ANDRADE, R. D. A.; CHAVES, A. R. Degradação fotocatalítica de atrazina na presença de catalisadores nanoparticulados. Química Nova, v. 40, n. 1, p. 36-41, 2017.

CANSADO, I. P. P.; BELO, C. R.; MOURÃO, P. A. M. Valorisation of Tectona Grandis tree sawdust through the production of high activated carbon for environment applications. Bioresource Technology, v. 249, p. 328-333, 2018.

CARNEIRO, Fernando Ferreira et al. Dossiê ABRASCO: um alerta sobre os impactos dos agrotóxicos na saúde. EPSJV/Expressão Popular, 2015.

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QUEIROZ, Leandro Santos. Utilização de carvão ativado produzido a partir do resíduo do processamento do Açaí para remoção de Ferro (III) em água. 2016.