Ao Raniel Ferreira, meu amor, por todo apoio, preocupação, companheirismo, carinho, compreensão, sempre acreditando que sou capaz, priorizando meu bem estar e alcançando meus objetivos. Manuella Gondim e Marco Aurélio por todo apoio, auxílio e disponibilidade para realizar os testes e interpretar o significado das variáveis envolvidas.
OBJETIVO GERAL
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
REGIÕES SEMIÁRIDAS
A região semiárida brasileira é caracterizada por altos níveis de temperatura e radiação solar, e com baixa sazonalidade e alta variabilidade pluviométrica, as maiores chuvas geralmente ocorrem entre os meses de fevereiro e abril, e as menores entre junho e setembro tem um baixo índice pluviométrico. . temperatura anual de amplitude, que se aproxima de 5ºC, com períodos noturnos mais frios que durante o dia (ZANELLA, 2014; MARENGO et al., 2011; CORREIA et al., 2011; BRAGA et al., 2016). As características climáticas e geológicas tornam a área desfavorável para escoamento superficial, isso porque a maior parte do solo superficial é depositada em maciços rochosos cristalinos, o que reduz a troca de água entre superfície e subsuperfície, resultando em uma grande rede de rios temporários no região, com vazão nos períodos de chuva e estiagem nos períodos de estiagem (CIRILO, 2008; ZANELLA, 2014).
ALTO CAPIBARIBE
Polo de Confecções
As atividades têxteis começaram no município de Santa Cruz do Capibaribe em meados do século XX, depois o desenvolvimento econômico as expandiu para os municípios de Caruaru, na década de 70, e Toritama, na década de 80, essas são as três principais cidades do Centro de Roupas. do Agreste de Pernambuco. Desde a década de 1960, a população de Santa Cruz do Capibaribe faz do vestuário sua principal atividade econômica, como alternativa às precárias condições de seca que impedem o desenvolvimento da agricultura e da pecuária.
CORANTES TÊXTEIS
- Classificação dos corantes têxteis
- Corante Vermelho Drimaren CL-5B
- Poluentes emergentes
- Impacto dos efluentes têxteis
Possui alta solubilidade em água e maior estabilidade de cor no processo de tingimento de fibras têxteis. Nestas circunstâncias, vários autores aplicaram o processo de adsorção para remoção de corantes utilizando argila (FRAGA afirma que são adotados processos simples para tratamento de efluentes têxteis, tratamentos biológicos ou físico-químicos, porém, para remoção de cor, processos mais tecnológicos, entre estes: adsorção e processos oxidativos avançados (POA).
BIOCHAR
Além disso, o biocarvão tem a capacidade de se ligar ao carbono, o que favorece a redução das emissões de gases de efeito estufa do solo (BROWN, 2012; DUKU; GU; HAGAN, 2011; LIMA et al., 2018). Segundo Lima et al. 2018) é o biocarvão formado por uma fina rede de poros que tem a capacidade de trocar cátions e dissolver solutos, nutrientes, compostos orgânicos e por vezes gases, aumentando a fertilidade do solo e promovendo a retenção de nutrientes.
TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS NO SOLO
- Solos Aluvionares
- Processo de Adsorção
- Ponto de Carga Zero (PCZ)
- Modelo Convecção Dispersão (CDE)
- Modelo Convecção Dispersão a Duas Frações de Água (CDE-MIM)
- Modelo de Convecção-Dispersão a Dois Sítios de Sorção
- Difusão Molecular
- Dispersão Hidrodinâmica
- Cinética de Sorção
- Isotermas de Sorção
- Deslocamento Miscível
Em geral, o processo de adsorção reduz a mobilidade dos poluentes no solo, mas com a saturação dos sítios de sorção essa mobilidade pode aumentar (CERQUEIRA et al., 2011). O modelo de Freundlich considera que existem diferentes energias de adsorção em cada sítio de sorção e considera uma distribuição exponencial diferente para caracterizar cada um dos sítios (BARROS et al., 2021).
PROCESSOS DE REDUÇÃO DE CORANTES TÊXTEIS
Para isso, foram realizadas cinética, isoterma de sorção, sorção em função do pH e deslocamento miscível em colunas de solo. O comportamento do corante VD CL-5B na camada aluvial abrangida neste estudo foi analisado pelo ensaio em colunas de solo. Um aumento na capacidade de adsorção natural do solo de 31,68% foi observado para as amostras de solo +0,25%BC e 8,62%.
TRANSPORTE DE CORANTES EM SOLO
ESTUDOS DA APLICAÇÃO DE BIOCHAR EM SOLOS
Segundo Lima et al. 2018) a adição de biochar contribui significativamente para a retenção de dois elementos aniônicos: fósforo e nitrogênio. No entanto, o estudo confirmou o potencial de adsorção do biocombustível no processo de biorremediação de solos contaminados com metais.
ESTUDOS DE ADSORÇÃO EM SOLOS
Para a caracterização hidrodispersiva foram realizados ensaios de batelada e coluna de solo e a caracterização sedimentológica foi realizada por meio de uma técnica de prospecção geofísica, o Ground Penetrating Radar (GPR). Para analisar os mecanismos físico-químicos que controlam o transporte de moléculas reguladoras vegetais no solo, foram realizados ensaios cinéticos, isotérmicos e de coluna de solo.
ÁREA DE ESTUDO
COLETA DAS AMOSTRAS
CARACTERIZAÇÃO DO SOLO
- Análise Granulométrica
- pH do solo em Água e em KCl
- Teor de Matéria Orgânica
- Superfície Específica
- Capacidade de Troca Catiônica (CTC)
- Densidade da Partícula
- Análise por Fluorescência de Raios-X (EDXRF)
O teor de carbono orgânico foi determinado pelo método de Walkley e Black, que oxida a matéria orgânica com Dicromato de Potássio (K2Cr2O7). Dessa forma, foi determinado o teor de carbono orgânico e a posteriori o teor de matéria orgânica, em porcentagem, conforme a Tabela 3.
PRODUÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DO BIOCHAR
Este biocarvão foi aplicado nesta pesquisa para avaliar sua contribuição no aumento da capacidade de adsorção do solo aluvial (CM2) a ser analisado. As porcentagens avaliadas foram 0,25% e 1,0% de acordo com o estudo de Bezerra (2021), que analisou o biochar produzido a partir de biomassa semelhante e constatou que a maior adsorção ocorreu para a porcentagem de 0, 25% de adição de biochar e a partir de 1,0% de adicionado biocarvão não houve aumento significativo na capacidade de adsorção do solo do subsolo CM2.
ESPECTROSCOPIA NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO
Amostras de solo, solo+0,25%BC, solo+0,50%BC, solo+0,75%BC e solo+1,0%BC foram peneiradas em peneira 200 Mash, tamanho de malha de 0,075 mm, homogeneizadas com brometo de potássio (KBr) e compactadas em prensa mecânica (Figura 7-a), resultando em um comprimido translúcido de 14,0 mm de diâmetro e aproximadamente 0,20 g, composto por 1,0% do analito e o restante de KB. O equipamento utilizado foi o espectrofotômetro Shimadzu IRPretige-21 (Figura 7-b) e os espectros de transmissão foram analisados nos comprimentos de onda de 4000 a 400 cm-1.
PH EM ÁGUA E EM KCL
Com os picos e bandas presentes, serão identificados os grupos funcionais que compõem os materiais de acordo com a literatura.
PONTO DE CARGA ZERO (PCZ)
Após o período de agitação, as amostras foram removidas e filtradas através de uma membrana de éster de celulose Millipore de 0,45 μm usando um funil de Buchner, um Kitassato e uma bomba de vácuo Marta (Figura 10). As medições dos valores finais de pH, bem como os ajustados, foram verificadas com um medidor de pH digital PG 1800 GEHAKA.
SOLUÇÃO DO CORANTE
Com a solução estoque hidrolisada, foram preparadas soluções secundárias com concentrações de e 20,0 mg.L-1 (Figura 12) e foram feitas leituras de absorbância no comprimento de onda máximo identificado, 541 nm, e, construída a curva padrão do corante, de forma que o a concentração residual em ensaios de adsorção pode ser identificada.
ENSAIOS DE ADSORÇÃO
Ensaio de Cinética de Sorção
A solução filtrada foi colocada em uma cubeta de vidro e a absorbância foi medida em um espectrofotômetro Evolution Thermo, UV-Vis, determinando assim a concentração resultante em cada amostra (BEZERRA, 2021; MILFONT, 2006) Figura 13 - a) Três corpos de prova de solo amostras em solução corante; b) Sistema de filtragem.
Ensaio de Isoterma de Sorção
Ensaio em Colunas de Solo
Após a saturação completa das colunas, um volume poroso da solução do marcador não reagente KBr foi injetado na concentração de 35,70 g∙L-1 (0,3 mol∙L-1) e a condutividade das frações coletadas foi medida. Figura 16). - a) obter a curva de eluição do traçador; e um volume de poro de VD CL-5B, Solução Reagente, na concentração de 25,0 mg.L-1, a absorbância das frações coletadas medida (Figura 16-b), no Termoespectrofotômetro UV-Vis Evolution, para gerar a curva de eluição do corante. Medindo a concentração relativa, C/C0, e o volume de poros, V/V0, do traçador e a variação da concentração do corante, é possível determinar o comportamento do soluto em contato com o solo ao longo do tempo. simular e determinar o parâmetros hidrodispersivos e de transporte (SANTOS NETO, 2019; ALVES, 2019; MILFONT, 2006; MILFONT et al., 2006) Figura 16 - a) Condutivímetro DM-31; b) Cubeta do espectrofotômetro com a fração filtrada.
CURVA PADRÃO
ESPECTROSCOPIA NA REGIÃO DO INFRAVERMELHO
A região de comprimento de onda inferior a 1000 cm-1 é equivalente à vibração da enzima lactato desidrogenase (LDH). E as bandas na região de tamanho 2800-3600 cm-1 correspondem ao alongamento simétrico de uma única ligação oxigênio-hidrogênio (CARJA et al., 2011).
DETERMINAÇÃO DO PH
A Figura 19 mostra que os grupos amina e amida também vibram com menor intensidade em um espectro entre 3300 e 3500 cm-1, podendo ser observado um estiramento da banda espectral nesta região (FRAGA et al., 2020). Além disso, pode-se observar que a adição de biochar aumentou gradativamente o pH das amostras, tanto na solução de água quanto na solução de KCl, este fato pode ser correlacionado com o aumento do teor de matéria orgânica no meio, como a adição de biochar (produto de uma biomassa), portanto, quando adicionado ao solo, tem efeito de calagem (BEZERRA, 2021; LUNARDI NETO et al., 2008; ZHANG et al., 2021).
PONTO DE CARGA ZERO (PCZ)
No entanto, a camada de solo natural e as configurações Soil+0,50%BC, Soil+0,75%BC e Soil+1,00%BC têm valores de pH mais altos do que suas contrapartes PCZ, confirmando que porcentagens de biochar acima desses valores não terão um significativo o efeito do pH no processo de adsorção. Todas as amostras com adição de biochar terão maior capacidade de adsorção do que as amostras apenas com solo, pois esta foi a que apresentou maior desvio na diferença entre os dois resultados, o que comprova a influência positiva do biochar na redução da mobilidade dos têxteis. tingir.
CINÉTICA DE SORÇÃO
Segundo Rabel (2018) e Milfont (2006), ajustar a difusão intrapartícula aos dados cinéticos mostra o comportamento do soluto nos macroporos e nos poros de transição da camada do solo. Nesse caso, pode-se observar que a amostra de solo natural possui o maior valor de ki, o que indica que a difusão da solução de VD CL-5B ocorreu pelos macroporos do material adsorvente, enquanto nas demais amostras às quais foi adicionado biochar , foi nos poros de transição que ocorreu a difusão, resultados semelhantes aos observados por Bezerra (2021) e Alves (2019), que analisaram o comportamento cinético de corantes aniônicos em uma mesma camada de solo.
ISOTERMA DE SORÇÃO
Esse comportamento também foi observado por Alves (2019) e Bezerra (2021) que estudaram a sorção de corantes aniônicos em uma mesma camada de solo e concluíram que os modelos linear e de Freundlich descrevem melhor o processo de isoterma de sorção. Carmo, Hundal e Thompson (2000) avaliaram o teor de carbono orgânico e a heterogeneidade na estrutura física do processo de sorção de compostos orgânicos hidrofóbicos, ajustando os dados isotérmicos ao modelo de Freundlich, por ser o mais indicado devido à não uniformidade fisiológica do soluto em contato com o material sorvente.
DESLOCAMENTO MISCÍVEL
Parâmetros Hidrodispersivos
Oliver e Smettem (2003) avaliaram a aplicação dos modelos CDE e CDE-MIM para estudos de transporte de solutos em solos arenosos, partindo da premissa. Nela, observa-se que as curvas possuem simetria entre os trechos ascendente e descendente, o que representa um ajuste satisfatório aos modelos CDE e CDE-MIM (GONDIM, 2014).
Parâmetros de Transporte
E no estudo do transporte do corante VD, um soluto reativo, o modelo de dois sítios de sorção foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais, pois ocorre um desequilíbrio químico no sistema corante-matriz. Sorção do corante Remazol Black B em solos aluviais da Bacia do Rio Capibaribe, Pernambuco, Brasil.
