REMOÇÃO DE FÓSFORO DE EFLUENTES USANDO MATERIAL BIOADSORVENTE ORIGINADO DE CINZAS DA CASCA DE PEQUI E SUA UTILIZAÇÃO COMO FONTE DE NUTRIENTE PARA SOLOS.
Fósforo; Adsorção; Bioadsorventes; Eutrofização; Cinzas.
A entrada de poluentes nos sistemas aquáticos causa a degradação de rios, lagos e áreas litorâneas, diminuindo a disponibilidade de água de boa qualidade e aumentando os custos para posterior utilização. Altas concentrações de fósforo na água são capazes de perturbar o equilíbrio ecológico, deteriorar a qualidade da água e levanta problemáticas desde a eutrofização até o uso inteligente e sustentável desse recurso nas atividades antrópicas. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a capacidade adsortiva da cinza da casca do pequi e sua eficiência na remoção de fósforo de soluções aquosas, determinar as condições ideais para tal processo, estipular os parâmetros de cinética, equilíbrio e termodinâmica do processo. O pequi da espécie Caryocar coriaceum WITTM é um fruto muito encontrado na região do Cariri, Ceará, Brasil. O extrativismo do pequi gera uma grande quantidade de resíduos, principalmente as cascas do fruto que não têm destino específico. Logo, essas cascas foram usadas como matéria-prima para a produção do bioadsorvente usado nesse estudo. As cinzas da casca de pequi foram produzidas à 500°C em atmosfera oxidativa. A análise através de espectroscopia por energia dispersiva confirmou a adsorção de fósforo pelas cinzas, sendo notado um aumento de fósforo na composição das cinzas de 1,5% para 3,7% após o processo de adsorção. Além disso, foi possível confirmar também que a casca de pequi in natura não é capaz de adsorver o fósforo de soluções aquosas. A análise por fluorescência de raios-x além de confirmar a adsorção de fósforo nas mesmas proporções da espectroscopia por energia dispersiva, apresentou a composição dos óxidos presentes nas cinzas da casca de pequi, sendo os principais óxidos: SiO2 (17,59%), CaO (13,41%), K2O (4,79%), MgO (2,94%), P2O5 (1,98%), SO3 (1,16%), Fe2O3 (0,82%), Al2O3 (0,73%) e MnO (0,20%). A análise das cinzas após o processo de adsorção por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier apresentou a formação de novas ligações e o aumento da intensidade de ligações já existentes antes mesmo do processo de adsorção, indicando adsorção química (quimissorção). A análise termogravimétrica indicou que ocorre quatro eventos de perda de massa na produção das cinzas, sendo a maior perda de massa (41,44%) no último evento em temperaturas acima de 400 °C. A primeira perda de massa tem caráter endotérmico, enquanto que as três seguintes têm caráter exotérmico (relacionado a oxidação do material). A massa residual após a análise termogravimétrica foi de 8,8%. O estudo do ponto de carga zero (pHPCZ) apresentou que a cinza da casca de pequi possui pHPCZ = 9,8. Para o estudo da cinética de adsorção, o modelo de pseudo-segunda ordem foi o que melhor se adequou ao processo na concentração de 100 mg L-1 de fósforo, apresentando uma capacidade de adsorção no equilíbrio de aproximadamente 19,80 mg g-1. O modelo cinético de Elovich foi o que melhor se ajustou ao processo nas concentrações de 150-200 mg L-1 de fósforo, apresentando constante de dessorção muito baixas para ambas concentrações (< 1 mg g-1), evidenciando a quimissorção. Para o estudo do equilíbrio, o modelo de isoterma de Jovanovic monocamada foi o que melhor se adequou às temperaturas de 10-20°C, apresentando capacidades máximas de adsorção de 67,99-55,21 mg g-1, respectivamente. O modelo de isoterma de Langmuir foi o que melhor se ajustou ao processo na temperatura de 30 °C, apresentando capacidade máxima de adsorção de 48,64 mg g-1. A maior eficiência de remoção foi de 98,88% a 30 °C para uma concentração de fósforo de 100 mg L-1, a capacidade máxima de adsorção de fósforo experimental foi de aproximadamente 71,08 mg g-1. Os estudos termodinâmicos indicam que o processo de adsorção de fósforo por cinzas da casca de pequi é um processo espontâneo e favorável, de caráter exotérmico e com mudanças estruturais. Portanto, a cinza da casca de pequi tem potencial para ser usada como um excelente bioadsorvente para remoção de fósforo de soluções aquosas. |