Estudo do potencial de biossorÃÃo dos Ãons Cd (II), Cu (II) e Zn (II) pela macrÃfita Eichhornia crassipes / Biosorption potential study of Cd (II), Cu (II) and Zn (II) by the macrophyte Eichhornia crassipes

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de adsorÃÃo da macrÃfita Eichhornia crassipes, bem como investigar o equilÃbrio e a cinÃtica de adsorÃÃo dos Ãons divalentes cobre, cÃdmio e zinco, em sistemas monocomponentes, binÃrios e ternÃrios de sorÃÃo. A fim de melhorar a cinÃtica de biossorÃÃo e as condiÃÃes experimentais de equilÃbrio, foi testado o efeito da temperatura de secagem da planta utilizando as temperaturas de 30 e 50ÂC, enquanto que o efeito da temperatura de sorÃÃo foi avaliada em quatro diferentes temperaturas, variando de 25 a 45ÂC. O efeito do tamanho dos grÃnulos do biossorvente tambÃm foi estudado utilizando-se trÃs granulometrias, as quais estavam na faixa entre 0,147 e 0,589 mm e tambÃm foi testada a mistura dos grÃnulos sem ser peneirada. Para todos os testes, um volume de 50 mL de soluÃÃo contendo os Ãons metÃlicos (4 mEq.L-1) foi colocada em contato com 250 mg de biomassa em erlenmeyers de 125 mL. As misturas foram agitadas por 12 h para cada ajuste de temperatura e, em seguida, as amostras foram filtradas e as quantidades de Ãons metÃlicos presentes na fase lÃquida foram medidas por espectrofotometria de absorÃÃo atÃmica. A fim de obter os tempos de equilÃbrio foram realizados experimentos de adsorÃÃo em uma faixa de tempo variando de 5 min a 48 h. TambÃm foram realizados testes batelada dos dados de equilÃbrio utilizando a biomassa da E. crassipes como biossorvente em um volume constante de 50 mL de soluÃÃo de metal (4,0 mEq.L-1) em contato com a biomassa seca, variando de 20 a 550 mg. Da mesma forma foram realizadas as bateladas experimentais de adsorÃÃo multicomponente, em pH 5, durante 4 horas de agitaÃÃo. A temperatura de secagem da macrÃfita que obteve um desempenho maior na remoÃÃo dos Ãons metÃlicos foi a de 30ÂC. Para as temperaturas de sorÃÃo testadas no intervalo de 25 a 45ÂC, a percentagem mais elevada de remoÃÃo dos metais foi observada em 30ÂC. Por outro lado, os experimentos de sorÃÃo em vÃrias granulometrias (0,147 a 0,589 mm) nÃo mostraram diferenÃas significativas na remoÃÃo dos Ãons metÃlicos em relaÃÃo à mistura delas ou entre as diferentes granulometrias testadas. Os resultados dos testes cinÃticos monocomponentes mostraram que o tempo de equilÃbrio foi alcanÃado em torno de 2 h, 1 h e 45 min para Zn (II), Cu (II) e Cd (II), respectivamente. No entanto, no sistema binÃrio Zn(II)-Cd(II), os tempos de equilÃbrio foram 1 e 2 h para o Zn(II) e para o Cd(II), respectivamente. De maneira similar, tempos de equilÃbrio de 1 e 2 h tambÃm foram alcanÃados para o Cu(II) e para o Cd(II), respectivamente, no sistema binÃrio Cu(II)-Cd(II) e de 45 min para ambos os Ãons Zn(II) e Cu(II) no sistema binÃrio Zn(II)-Cu(II). A partir do teste cinÃtico ternÃrio foi possÃvel observar que o tempo de equilÃbrio para os Ãons Zn(II) e Cd(II) foram de 45 min, enquanto que para o Cu(II) o tempo de equilÃbrio foi de 1h. Os dados experimentais da cinÃtica em 30ÂC e em pH 5 foram melhor ajustados pelo modelo cinÃtico de pseudo-segunda ordem de acordo com o valor do coeficiente de correlaÃÃo obtido. Os dados de equilÃbrio foram melhor descritos pela isoterma de Langmuir em pH 5 para todos os Ãons metÃlicos, obtendo os valores das capacidades mÃximas de sorÃÃo (qmax) em torno de 0,6 mEq.g-1 para todos os metais. Os dados de sorÃÃo para os sistemas binÃrios foram avaliados atravÃs das isotermas de superfÃcie de resposta pelo modelo de Langmuir e os parÃmetros ajustÃveis foram determinados pelo mÃtodo PSO (Particle Swarm Optimization). A partir dos resultados obtidos na modelagem dos dados binÃrios as capacidades mÃximas de sorÃÃo dos Ãons metÃlicos foram: 0,49 e 0,21 mEq.g-1 para o Zn(II) e o Cu(II), respectivamente, no sistema binÃrio Zn(II)-Cu(II); 0,42 e 0,17 mEq.g-1 para o Cu(II) e o Cd(II), respectivamente, no sistema Cu(II)-Cd(II) e 0,46 e 0,17 mEq.g-1 para o Zn(II) e o Cd(II), respectivamente, no sistema Zn(II)-Cd(II). Enquanto que, para os sistema ternÃrio, as capacidades mÃximas de sorÃÃo foram de 0,27; 0,65 e 0,30 mEq.g-1 para o Zn(II), o Cu(II) e o Cd(II), respectivamente. Os resultados obtidos na cinÃtica de adsorÃÃo e de equilÃbrio sugerem que a biomassa da E. crassipes pode ser utilizada com um baixo custo e à um biossorvente alternativo para o uso em sistemas de tratamento de efluentes industriais.

ASSUNTO(S)

biossorÃÃo tratamento de efluentes industriais cÃdmio eichhornia crassipes macrÃfitas aquÃticas flutuantes zinco biosorption plantas aquÃticas - agente despoluidor cadmium Ãons metÃlicos processos industriais de engenharia quimica copper cobre eichhornia crassipes zinc

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