Aplicação sustentável dos resíduos da cadeia produtiva do açaí (Euterpe Oleracea): produção de carvão ativado para adsorção dos herbicidas tóxicos ácido 2,4-diclorofenoxiacético e atrazina da água
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Fecha
2024-06-17Autor
Ramírez, Rolando José Manuel González 
Primeiro orientador
Wolff, Delmira Beatriz
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A adsorção com carvão ativado (CA) tem se mostrado uma técnica promissora no tratamento de águas residuais devido a sua simplicidade, eficiência, viabilidade econômica e aceitação social. Ainda, o CA permite o aproveitamento de diversos resíduos orgânicos como matéria prima. Este trabalho teve por objetivo avaliar a remoção dos herbicidas tóxicos, o ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) e a atrazina (ATZ), em solução aquosa, pelo uso de CA derivado da semente de açaí (Euterpe Oleracea) produzido com cloreto de zinco (ZnCl2). O CA foi caracterizado com uso das técnicas de espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difratrometria de raios X (XRD), e microscopia eletrônica de varredura (SEM) acoplado a um detector de energia dispersiva de raios-x (EDS), e pela teoria de Brunauer-Emmett-Teller (BET) para o cálculo de área superficial. Os ensaios de adsorção foram realizados com variação de concentração inicial dos herbicidas e variação da temperatura. A capacidade de adsorção do CA foi avaliada por meio das isotermas e cinética obtidas dos ensaios; como também pelo ajuste dos parâmetros termodinâmicos. Para as isotermas foram aplicados os modelos de Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson e Sips; e para a cinética foram aplicados os modelos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e de Força Motriz Linear (LDF), na procura da melhor representatividade do processo. O CA formado por carbono, e com rendimento de 28%, foi utilizado satisfatoriamente como adsorvente na remoção de ambos os herbicidas, 2,4-D e ATZ. A eficiência de remoção foi devido à superfície altamente porosa (Vp = 0,467 cm3 g−1; Dp = 1,126 nm) e boa área superficial (SBET = 920,56 m2 g−1). No caso do 2,4-D, resultados satisfatórios foram obtidos para uma dosagem de 0,6 g L-1 de CA, mantendo o pH natural da solução (≈ 6,1). Na avalição isotérmica da adsorção, o aumento da capacidade de adsorção foi associado ao aumento da temperatura, atingindo um valor de 218 mg g−1 a 328 K, e o modelo de melhor ajuste estatístico foi o de Sips. Na avaliação cinética, o equilíbrio foi atingido entorno aos 120 min para concentrações variando de 25 a 100 mg L-1 de 2,4-D, e o modelo de melhor ajuste foi o LDF. Para a ATZ, bons resultados foram obtidos para uma dosagem de 0,54 g L-1 de CA e o pH natural da solução (≈ 6,5). Durante a realização da análise isotérmica, como no caso do 2,4-D, o aumento da capacidade de adsorção foi associado ao aumento da temperatura, com um valor máximo de 178 mg g−1 a 328 K, sendo o modelo de Redlich-Peterson o de melhor ajuste. Na cinética, diferentes concentrações mostraram diferentes tempos de equilíbrio, e o modelo mais representativo foi o LDF. Os resultados termodinâmicos indicaram uma natureza física e endotérmica na adsorção de ambos os herbicidas. Na simulação de um efluente industrial contendo poluentes como ATZ, Diuron e 2,4-D, o CA apresentou uma elevada remoção de 81,45% de ATZ. Também, durante uma avaliação econômica, foi determinado que a recuperação da ATZ (dessorção) do CA e sua possível venda, poderia gerar lucro, dependendo do custo de aquisição do material precursor. Portanto, estes resultados indicam o grande potencial de aproveitamento de resíduos do açaí para a produção de CA com cloreto de zinco, e sua eficiente aplicação na remoção do 2,4-D e ATZ, agregando um valor econômico e ambiental para este tipo de material, tornando seu ciclo produtivo mais sustentável.
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