Estudio de factores influyentes en el proceso de biosorción en lotes de Fe3+, Ni2+ y Cd2+ utilizando bioadsorbentes derivados de Pachira aquatica Aubl.

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i12.20321

Palabras clave:

Monguba; Diseño experimental; Adsorción; Íones metálicos; Biosorción por lotes.

Resumen

Se han estudiado los materiales lignocelulósicos como posibles adsorbentes en el tratamiento de efluentes que contienen iones metálicos. Un ejemplo de material es la corteza de Pachira aquatica, que tiene características favorables para el proceso de biosorción. El presente estudio tuvo como objetivo contribuir a los estudios de biosorción utilizando el Aquatic Pachira, investigando los factores que influyen en el proceso de biosorción de Fe3+, Ni2+ y Cd2+ através de la planificación experimental. Fue utilizado el diseño factorial completo con tres puntos centrales, utilizando cuatro factores con dos niveles cada uno, totalizando 19 experimentos (24+3). Lo experimento se inició con la preparación del material bioadsorbente y soluciones metálicas, seguido de su aplicación en pruebas de biosorción por lotes con variación de los factores temperatura, pH, masa de bioadsorbente y concentración de adsorbato. Al final de las pruebas, se obtuvieron resultados satisfactorios para la remoción de iones metálicos, especialmente cuando los factores pH, masa bioadsorbente y concentración de adsorbato se encontraban en sus niveles más altos. El factor de temperatura no fue significativo para la adsorción de Fe3+ y Cd2+ y poco significativo para Ni2+. Así, resulta adecuado el uso de un nivel de temperatura más bajo (30 °C), porque promueven procesos más económicos. Usando los factores en sus valores óptimos (mb=0,5g e ca=70mg/L), hubo remoción del 100%, 99% y 100% de Fe3+, Ni2+ y Cd2+, respectivamente. De los resultados obtenidos se concluyó que el carbón vegetal producido a partir de Pachira aquatica es eficiente para la biosorción de Fe3+, Ni2+ y Cd2+.

Citas

Anastopoulos, I. & Kyzas, G. Z. (2015). Progress in batch biosorption of heavy metals onto algae. Journal of Molecular Liquids. 209, 77-86.

Arooq, U., Kozinski, J. A., Khan, M. A., Athar, M. (2010). Biosorption of heavy metal ions using wheat based biosorbents – A review of the recent literature. Bioresource Technology. 101 (14), 5043-5053.

Bădescu, I. S., Bulgariu, D., Ahmad, I., Bulgariu, L. (2018). Valorisation possibilities of exhausted biosorbents loaded with metal ions – A review. Journal of Environmental Management. 224, 288-297.

Batista, R. M., Barony, F. J. de A.; Santos, A. E. dos, Campos, K. B. E. do N., Moreira, J. M. Q., Penna, L. F. da R., Fioravante, I. A. (2020). Análise do teor de prata no efluente gerado pelo setor de radiologia em um hospital do Município de Governador Valadares, Minas Gerais, Brasil. Research, Society and Development. 9 (7), 1-15.

Beni, A. A. & Esmaeili, A. (2020). Biosorption, an efficient method for removing heavy metals from industrial effluents: a review. Environmental Technology & Innovation. 17, 100503.

Brasil, Ministério do Meio Ambiente. (2011). Resolução CONAMA 430/2011, de 13 de maio de 2011.

Camacho, M. E., Tatis, H. A., Ayala, C. C. (2018). Correlations and path analysis between fruit characteristics and seeds of Pachira aquatica Aubl. Revista Facultad Nacional de Agronomía Medellín, 71 (1), 8387-8394.

Carvalho, M. S. & Virgens, C. F. (2018). Effect of alkaline treatment on the fruit peel of Pachira aquatic Aubl.: physico-chemical evaluation and characterization. Microchemical Journal. 143, 410-415.

Correia, L. A. da S., Silva, J. E. da, Calixto, G. Q., Melo, D. M. de A., Braga, R. M. (2022). Pachira aquatica fruits shells valorization: renewables phenolics through analytical pyrolysis study. Ciência Rural. v. 52 (2),1-11.

Costa, A, K. B. & Altemio, A. D. C.; Desenvolvimento e caracterização sensorial de Paçoca de Munguba (Pachira aquática Aubl.). (2021). Research, Society and Development, v. 10 (8), 1-14.

Farnane, M., Tounsadi, H., Elmoubarki, R., Mahjoubi, F.Z., Elhalil, A., Saqrane, S., Abdennouri, M., Qourzal, S., Barka, N. (2017) Alkaline treated carob shells as sustainable biosorbent for clean recovery of heavy metals: kinetics, equilibrium, ions interference and process optimisation. Ecological Engineering. 101, 9-20.

Fu, F. & Wang, Q. (2011). Removal of heavy metal ions from wastewaters: a review. Journal of Environmental Management. 92 (3), 407-418.

Gupta, V. K., Nayak, A., Agarwal, S. (2015). Bioadsorbents for remediation of heavy metals: current status and their future prospects. Environmental Engineering Research. 20 (1), 1-18.

Hashem, A., Badawy, S. M., Farag, S., Mohamed, L. A., Fletcher, A. J., Taha, G. M. (2020) Non-linear adsorption characteristics of modified pine wood sawdust optimised for adsorption of Cd(II) from aqueous systems. Journal of Environmental Chemical Engineering. 8 (4), 1-12.

Junior, J. O. D., Oliveira, K. F. S., Nascimento, T. L. S., Braga, R. M. (2021) Estudo cinético da remoção de íons metálicos de efluente aquoso utilizando finos de carvão provenientes da Pachira Aquatica Aubl. In: Anais do congresso brasileiro de catálise. 21°, 2021, Rio de Janeiro, Anais eletrônicos, Campinas, Galoá.

Hodaifa, G., Ochando-Pulido, J. M., Alami, S. B. D., Rodriguez-Vives, S., Martinez-Ferez, A. (2013). Kinetic and thermodynamic parameters of iron adsorption onto olive stones. Industrial Crops and Products. 49, 526-534.

Macedo, L. H. C., Silva, M. L. Q., Silva, J. H., Caldas, F. R. de L. (2020). Sensibilidade a antibióticos e metais pesados em Escherichia coli e Klebsiella pneumoniae isoladas de diferentes fontes de água do Cariri Cearense, Brasil. Research, Society and Development. 9 (9), 1-24.

Michalak, I., Chojnacka, K., Witek-Krowiak, A. (2013). State of the Art for the Biosorption Process—a Review. Applied Biochemistry and Biotechnology. 170 (6),1389-1416.

Nascimento, R. F., Lima, A. C. A., Vidal, C. B., Melo, D. Q., Raulino, G. S. C. (2020) Adsorção: Aspectos teóricos e aplicações ambientais. (2 ed., p. 309). Fortaleza, CE: Imprensa Universitária.

Neto, B. B., Scarminio, I. S., Bruns, E. R. (2001). Como fazer experimentos: Pesquisa e desenvolvimento na ciência e na indústria. (2 ed., p. 412). Campinas, SP: Editora da Unicamp.

Ngah, W., Ghani, S. A., Kamari, A. (2005). Adsorption behaviour of Fe(II) and Fe(III) ions in aqueous solution on chitosan and cross-linked chitosan beads. Bioresource Technology. 96 (4), 443-450.

Pino, G. H., Mesquita, L. M. S, Torem, M. L., Pinto, G. A. S. (2006) Biosorption of cadmium by green coconut shell powder. Minerals Engineering. 19 (5), 380-387.

Qaiser, S., Saleemi, A. R., Ahmad, M. M. (2007). Heavy metal uptake by agro based waste materials. Electronic Journal of Biotechnology. 10 (3), 409-416.

Quintelas, C., Rocha, Z., Silva, B., Fonseca, B., Figueiredo, H., Tavares, T. (2009). Removal of Cd(II), Cr(VI), Fe(III) and Ni(II) from aqueous solutions by an E. coli biofilm supported on kaolin. Chemical Engineering Journal. 149 (1), 319-324.

Santana, A. J, Santos, W. N. L dos, Silva, L. O. B., Virgens, C. F. das. (2016). Removal of mercury (II) ions in aqueous solution using the peel biomass of Pachira aquatica Aubl: kinetics and adsorption equilibrium studies. Environmental Monitoring and Assessment. 188 (5), 1-11.

Silva, B. de L. de A., Azevedo, C. C. de; Azevedo, F. de L. A. A. (2015). propriedades funcionais das proteínas de amêndoas da munguba (Pachira aquatica Aubl.). Revista Brasileira de Fruticultura. 37 (1), 193-200.

Üçer, A., Uyanik, A., Aygün, Ş. F. (2006) Adsorption of Cu(II), Cd(II), Zn(II), Mn(II) and Fe(III) ions by tannic acid immobilised activated carbon. Separation and Purification Technology. 47 (3), 113-118.

Uddin, M. K. (2017). A review on the adsorption of heavy metals by clay minerals, with special focus on the past decade. Chemical Engineering Journal. 308, 438-462.

Xavier, C. S. F., Vieira, F. F., Alves, M. P., Sousa, J. T. de. (2021). Utilização do bagaço de cana-de-açúcar na adsorção de corantes têxteis em soluções aquosas. Research, Society and Development. 10 (7),1-17.

Ventapane, A. L. de S. & Santos, P. M. L. dos. (2021) Aplicação de princípios de Química Verde em experimentos didáticos: um reagente de baixo custo e ambientalmente seguro para detecção de íons ferro em água. Química Nova na Escola. 43 (2), 201-205.

Publicado

16/09/2021

Cómo citar

NASCIMENTO, T. L. da S. do .; OLIVEIRA, K. F. S. de .; DEUS JUNIOR, J. O. de .; MELO, D. M. de A. .; PIMENTA, A. S. .; MELO, M. A. de F. .; BRAGA, R. M. . Estudio de factores influyentes en el proceso de biosorción en lotes de Fe3+, Ni2+ y Cd2+ utilizando bioadsorbentes derivados de Pachira aquatica Aubl. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 12, p. e155101220321, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i12.20321. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/20321. Acesso em: 2 jul. 2024.

Número

Sección

Revisiones