XXXI Congresso de Iniciação Científica
Biossorção de crômio hexavalente por palha da cana-de-açúcar mercerizada.
Talita Sara Vicentini, Luciana Maria Saran, Caio Ribeiro Salata, Gener Tadeu Pereira. Campus de Jaboticabal, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias (FCAV), Licenciatura em Ciências Biológicas, talita.vicentini@hotmail.com, bolsista de iniciação científica da PROPe, Pró-Reitoria de Pesquisa da UNESP (Processo N. 46595).
Palavras Chave: resíduo lignocelulósico, biossorvente, íon metálico potencialmente tóxico.
Introdução
Crômio trivalente, Cr(III) ou Cr3+, é um elemento traço essencial ao ser humano e aos animais, enquanto crômio hexavalente, Cr(VI), é tóxico para sistemas biológicos.1 O processo de biossorção visa à remoção ou recuperação de substâncias orgânicas ou inorgânicas de soluções, por materiais biológicos, resíduos ou subprodutos industriais e agrícolas. Este processo pode ser usado na remoção de elementos potencialmente tóxicos, como o Cr(VI), de efluentes industriais. No estado de São Paulo, o decreto de lei 47.700 (de 11/03/03), estipulou prazos para eliminação da queima da cana-de-açúcar, favorecendo a colheita mecanizada e a deposição de cobertura vegetal (palhada) na superfície do solo. Desta forma, a palha da cana-de- açúcar vem se tornando um resíduo lignocelulósico muito abundante e um potencial biossorvente de baixo custo para a remoção de elementos potencialmente tóxicos como o Cr(VI). Entretanto, não há relatos de estudos sobre o emprego desse resíduo, bruto ou após tratamento químico, na remoção do Cr(VI).
Objetivo
Estudar o efeito do pH inicial da solução de Cr(VI), pHo, do tempo de contato, t, entre biossorvente e íon metálico, da concentração inicial de Cr(VI), Co e da dose do biossorvente (palha da cana-de-açúcar mercerizada), Cb, na remoção de Cr(VI) de solução.
Material e Métodos
Inicialmente, palha de cana-de-açúcar doada por indústria sucroenergética situada na região de Jaboticabal, SP, foi lavada com água deionizada e seca a 60 oC, em estufa com circulação de ar, até massa constante. Posteriormente, foi moída e peneirada. Para a mercerização, 5 g de palha foram tratados com 100 mL de solução de NaOH a 10%(m/v), durante 8 h, em temperatura ambiente e com agitação constante.2 A palha mercerizada (PCAM) foi empregada como biossorvente, em ensaios realizados em batelada, em frascos de erlenmeyer contendo 50 mL de solução padrão de Cr(VI) (na forma de dicromato de potássio, K2Cr2O7) a 30oC e agitação de 150 rpm.Foi estudado o efeito do pHo (2 - 6), t (30 – 150 min), Co (25 – 125 mg L-1) e Cb (5 – 25 g L-1), adotando-se o delineamento composto central rotacional (DCCR) de segunda ordem (2k), do qual resultaram 31 ensaios, realizados em triplicata. Ao final dos mesmos, determinou-se a concentração do crômio total, Cf, remanescente no sobrenadante por espectroscopia
de absorção atômica com chama de ar-acetileno.
Para avaliar o potencial da PCAM para a biossorção do Cr(VI), foram calculadas a capacidade de biossorção (q) e a taxa de remoção (TR).3 Os resultados foram analisados por meio do software Statistica 10.0, sendo utilizada a análise de variância (ANOVA) para estimar os parâmetros estatísticos.
Resultados e Discussão
Dos 31 ensaios realizados, os ensaios 4, 5 e 9 resultaram nos maiores valores de q (Tabela 1), demonstrando que 1 t de PCAM tem capacidade para adsorver, em média, 3,45 kg de Cr(VI), nas condições experimentais adotadas nestes ensaios.
Tabela 1. Design experimental e resultados dos ensaios de biossorção com maior impacto para as variáveis-respostas (q e TR).
Ensaio pHo t Co Cb Cf q TR
4 2,0 90 67,8 15 23,6 2,94 65,2 5 3,0 120 103,8 10 62,4 4,14 39,9 9 3,0 60 103,8 10 70,9 3,29 31,7 t: min; Co: mg L-1; Cb: g L-1; Cf: mg L-1; q: mg g-1; TR: %
Os coeficientes de explicação do modelo, R2, para q e TR da PCAM foram 0,6824 e 0,4496, respectivamente. A análise de variância, para nível de confiança de 95%, foi significativa para q e TR nos modelos lineares, quadráticos e também nas interações. A falta de ajuste para q e TR também foi significativa (p-valor<0,05) fazendo com que o modelo matemático não seja preditivo. Assim, não foi possível estimar os valores ótimos para q e TR, pois não foram obtidos valores críticos para as variáveis estudadas assim como não foi possível definir uma equação matemática para o modelo.
Entretanto, é possível predizer o melhor valor para cada fator estudado: pHo = 2,0; 5,0 g L-1 de PCAM, concentração inicial de Cr(VI) = 25 mg L-1 e 150 min de contato entre palha e Cr(VI), sendo estas as condições experimentais nas quais resultará a maior remoção de Cr(VI).
Conclusões
O pH inicial da solução de Cr(VI)e adose da palha da cana-de-açúcar mercerizada foram os fatores que se mostraram mais significativos para o processo de biossorção.
Agradecimentos
À Pró-Reitoria de Pesquisa da UNESP pela concessão da bolsa de iniciação científica.
____________________
1Kotás, J.; Stasicka, Z. Environ Pollut. 2000, 107, 263.
2Jiang, G. B. et al. Int. J. Biol. Macromol. 2012, 50, 707.
3Ghoneim, M.M. et al. Egypt J Aquat Res. 2014, 40, 235.
