Estudo dos fatores influentes no processo de biossorção em batelada de Fe3+, Ni2+ e Cd2+ utilizando bioadsorvente derivado da Pachira aquatica Aubl.
DOI:
https://doi.org/10.33448/rsd-v10i12.20321Palavras-chave:
Monguba; Planejamento experimental; Adsorção; Íons metálicos; Biossorção em batelada.Resumo
Materiais lignocelulósicos vem sendo estudados como possíveis adsorventes aplicados no tratamento de efluentes contendo íons metálicos. Um exemplo de material é a casca da Pachira aquatica que possui características favoráveis para o processo de biossorção. O presente estudo visou contribuir para os estudos de biossorção utilizando a Pachira aquática Aubl., investigando os fatores influentes no processo biossorção de Fe3+, Ni2+ e Cd2+ através do planejamento experimental. Foi utilizado o planejamento fatorial completo com três pontos centrais, utilizando quatro fatores com dois níveis cada (superior e inferior), totalizando 19 experimentos (24+3). O início dos experimentos se deu a partir da preparação do material bioadsorvente e das soluções metálicas, seguida da aplicação destes em ensaios de biossorção em batelada com variação dos fatores temperatura, pH, massa de bioadsorvente e concentração de adsorbato. Ao final dos ensaios obteve-se resultados satisfatórios para remoção dos íons metálicos principalmente quando os fatores pH, massa de bioadsorvente e concentração de adsorbato estavam em seus níveis superiores. O fator temperatura mostrou-se não significativo para adsorção de Fe3+ e Cd2+ e pouco significativo para Ni2+. Dessa forma a utilização do nível inferior de temperatura (30 °C) torna-se adequado, pois promovem processos mais econômicos. Utilizando os fatores em seus valores ótimos (mb=0,5g e ca=70mg/L) houve remoção de 100%, 99% e 100% de Fe3+, Ni2+ e Cd2+, respectivamente. Concluiu-se a partir dos resultados obtidos que o carvão vegetal produzido a partir da Pachira aquatica é eficiente para biossorção de Fe3+, Ni2+ e Cd2+.
Referências
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.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2021 Talita Lorena da Silva do Nascimento; Karine Fonseca Soares de Oliveira; Joemil Oliveira de Deus Junior; Dulce Maria de Araújo Melo; Alexandre Santos Pimenta; Marcos Antônio de Freitas Melo; Renata Martins Braga
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Autores que publicam nesta revista concordam com os seguintes termos:
1) Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Licença Creative Commons Attribution que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.
2) Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.
3) Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado.
