Blucher Chemical Engineering Proceedings

Outubro 2015, vol.2, num.1 - XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados
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BIOADSORÇÃO E DESSORÇÃO DOS ÍONS CU2+, NI2+ E PB2+ PELO RESÍDUO DA EXTRAÇÃO DO ALGINATO DA ALGA SARGASSUM FILIPENDULA

BIOADSORÇÃO E DESSORÇÃO DOS ÍONS CU2+, NI2+ E PB2+ PELO RESÍDUO DA EXTRAÇÃO DO ALGINATO DA ALGA SARGASSUM FILIPENDULA

MUNARO, MAURICIO TOMBINI; BERTAGNOLLI, CAROLINE; KLEINÜBING, SIRLEI JAIANA; SILVA, MEURIS GURGEL CARLOS DA; SILVA, EDSON ANTÔNIO DA

Artigo Completo:

Neste trabalho investigou-se a bioadsorção e dessorção dos íons Cu2+, Ni2+ e Pb2+ em soluções monocomponentes pelo resíduo da extração do alginato da alga marinha Sargassum filipendula. O material bioadsorvente foi caracterizado empregando a técnica de espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR) para a identificação dos grupos funcionais envolvidos no processo de remoção dos íons. Os principais grupos funcionais encontrados no bioadsorvente foram os grupos carboxílicos e sulfônicos. Ensaios cinéticos e de equilíbrio de bioadsorção monocomponente foram realizados em reator batelada, pH 4 e agitação constante. Os modelos cinéticos de pseudo primeira ordem e pseudo segunda ordem foram utilizados para representar a cinética, sendo que o modelo de pseudo primeira ordem melhor descreveu o comportamento de todos os sistemas investigados. Os modelos de Langmuir e Freundlich foram utilizados para descrever os dados experimentais de equilíbrio de bioadsorção. O ajuste pelo modelo de Langmuir indicou uma capacidade máxima de adsorção de 0,652 mmol g-1 para o Cu2+, 0,569 mmol g-1 para o Ni2+ e 0,714 mmol g-1 para o íon Pb2+. Os ensaios de dessorção foram realizados utilizando o CaCl2 (0,5 mol L-1) como eluente. As eluições atingiram valores superiores a 91% e com perdas de massa do adsorvente inferiores a 14%. Os resultados mostraram que mesmo após a extração do alginato, o resíduo ainda apresenta potencial de aplicação no tratamento de efluentes contaminados com metais pesados pelo processo de adsorção.

Neste trabalho investigou-se a bioadsorção e dessorção dos íons Cu2+, Ni2+ e Pb2+ em soluções monocomponentes pelo resíduo da extração do alginato da alga marinha Sargassum filipendula. O material bioadsorvente foi caracterizado empregando a técnica de espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR) para a identificação dos grupos funcionais envolvidos no processo de remoção dos íons. Os principais grupos funcionais encontrados no bioadsorvente foram os grupos carboxílicos e sulfônicos. Ensaios cinéticos e de equilíbrio de bioadsorção monocomponente foram realizados em reator batelada, pH 4 e agitação constante. Os modelos cinéticos de pseudo primeira ordem e pseudo segunda ordem foram utilizados para representar a cinética, sendo que o modelo de pseudo primeira ordem melhor descreveu o comportamento de todos os sistemas investigados. Os modelos de Langmuir e Freundlich foram utilizados para descrever os dados experimentais de equilíbrio de bioadsorção. O ajuste pelo modelo de Langmuir indicou uma capacidade máxima de adsorção de 0,652 mmol g-1 para o Cu2+, 0,569 mmol g-1 para o Ni2+ e 0,714 mmol g-1 para o íon Pb2+. Os ensaios de dessorção foram realizados utilizando o CaCl2 (0,5 mol L-1) como eluente. As eluições atingiram valores superiores a 91% e com perdas de massa do adsorvente inferiores a 14%. Os resultados mostraram que mesmo após a extração do alginato, o resíduo ainda apresenta potencial de aplicação no tratamento de efluentes contaminados com metais pesados pelo processo de adsorção.

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Palavras-chave:

DOI: 10.5151/ENEMP2015-PS-363

Referências bibliográficas
  • [1] BERTAGNOLLI, C.; SILVA, M. G. C.; GUIBAL, E. Chromium biosorption using the residue of alginate extraction from Sargassum filipendula. Chemical Engineering Journal, v.237, p.362-371, 2014.
  • [2]
  • [3] BHATNAGAR, A.; VILAR, V. J. P.; SANTOS, J. C.; BOTELHO, C. M. S.; BOAVENTURA, R. R. Valorization of marine Pelvetia canaliculata Ochrophyta for separation and recovery of nickel from water: Equilibrium and kinetics modeling on Na-loaded algae. Chemical Engineering Journal, v.200-202, p.365-372, 2012.
  • [4]
  • [5] CAZÓN, J. P.; VIERA, M.; DONATI, E.; GUIBAL, E. Zinc and cadmium removal by biosorption on Undaria pinnatifida in batch and continuous processes. Journal of Environmental Management, v.129, p.423- 434, 2013.
  • [6]
  • [7] CHEN, J. P.; YANG, L. Chemical Modification of Sargassum sp. for Prevention of Organic Leaching and Enhancement of Uptake during Metal Biosorption. Industrial Andamp; Engineering Chemistry Research, v.44, p.9931-9942, 2005.
  • [8]
  • [9] DAVIS, T. A.; VOLESKY, B.; MUCCI, A. A review of the biochemistry of heavy metal biosorption by brown algae. Water Research, v.37, p.4311-4330, 2003.
  • [10]
  • [11] DENG, L.; SU, Y.; SU, H.; WANG, X.; ZHU, X. Sorption and desorption of lead (II) from wastewater by green algae Cladophora fascicularis. Journal of Hazardous Materials, v.143, p.220-225, 2007.
  • [12]
  • [13] FENG, N.; GUO, X.; LIANG, S. Kinetic and thermodynamic studies on biosorption of Cu (II) by chemically modified Orange peel. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, v.19, p.1365-1370, 2009.
  • [14]
  • [15] GIRARDI, F.; HACKBARTH, F. V.; SOUZA, S. M. A. G. U.; SOUZA, A. A. U.; BOAVENTURA, R. A. R.; VILAR, V. J. P. Marine macroalgae Pelvetia canaliculata (Linnaeus) as natural cation exchanger for metal ions separation: A case study on copper and zinc ions removal. Chemical Engineering Journal, v.247, p.320-329, 2014.
  • [16]
  • [17] HAN, R.; LI, H.; LI, Y.; ZHANG, J.; XIAO, H. SHI, J. Biosorption of copper and lead ions by waste beer yeast. Journal of Hazardous Materials, v.137, p.1569-1576, 2006.
  • [18]
  • [19] HE, J.; CHEN, J. P. A comprehensive review on biosorption of heavy metals by algal biomass: materials, performance, chemistry and modeling simulation tools. Bioresource Technology, v.160, p.67-78, 2014.
  • [20]
  • [21] HURVICH, C. M.; TSAI, C. L. Regression and time series model selection in small samples. Biometrika, v.76, p.297-307, 1989.
  • [22]
  • [23] KAEWSARN, P.; YU, Q. Cadmium (II) removal from aqueous solutions by pre-treated biomass of marine alga Padina sp. Environmental Pollution, v.112, p.209-213, 2001.
  • [24]
  • [25] KURNIAWAN, A.; KOSASIH, A. N.; FEBRIANTO, J.; JU, Y.; SUNARSO, N. I.; ISMADJI, S. Evaluation of cassava peel waste as lowcost biosorbent for Ni-sorption: Equilibrium, kinetics, thermodynamics and mechanism. Chemical Engineering Journal, v.172, p.158-166, 2011.
  • [26]
  • [27] KLEINÜBING, S. J.; GUIBAL, E.; SILVA, E. A.; SILVA, M. G. C. Copper and nickel competitive biosorption simulation from single and binary systems by Sargassum filipendula. Chemical Engineering Journal, v.184, p.16-22, 2012.
  • [28]
  • [29] MARTINS, B. L.; CRUZ, C. V. C.; LUNA, A. S.; HENRIQUES, C.A. Sorption and desorption of Pb2+ ions by dead Sargassum sp. biomass. Biochemical Engineering Jounal, v.27, p.310-314, 2006.
  • [30]
  • [31] MCHUGH, D. J. Production, properties and uses of Alginates. FAO Fisheries Technical Papers, p.58-115, 1987.
  • [32]
  • [33] MOGHADDAM, M. R.; FATEMI, S.; KESHTKAR, A. Adsorption of lead (Pb2+) and uranium (UO22+) cations by brown algae; experimental and thermodynamic modeling. Chemical Engineering Journal, v.231, p.294-303, 2013.
  • [34]
  • [35] MONTAZER-RAHMATI, M. M.; RABBANI, P.; ABDOLALI, A.; KESHTKAR, A. R. Kinetics and equilibrium studies on biosorption of cadmium, lead, and nickel ions from aqueous solutions by intact and chemically modified brown algae. Journal of Hazardous Materials, v.185, p.401-407, 2011.
  • [36]
  • [37] NIGHTINGALE, E. R. Phenomenological theory of ions solvation, effective radii of hydrated ions. Journal of Physical Chemistry, v. 63, p.1381-1387, 1959.
  • [38]
  • [39] SANTOS, W. N. L.; CAVALCANTE, D. D.; SILVA, E. G. P.; VIRGENS, C. F.; DIAS, F. S. Biosorption of Pb (II) and Cd (II) ions by Agave sisalana (sisal fiber). Microchemical Journal, v.97, p.269-273, 2011.
  • [40]
  • [41] SARADA, B.; PRASAD, M. K.; KUMAR, K. K.; MURTHY, Ch. V. Cadmium removal by macro algae Caulerpa fastigiata: Characterization, kinetic, isotherm and thermodynamic studies. Journal of Environmental Chemical Engineering, v.2, p.1533-1542, 2014.
  • [42]
  • [43] SHARMA, A.; GUPTA, M. N. Three phase partitioning of carbohydrate polymers: separation and purification alginates. Carbohydrate Polymers, v.48, p.391-395, 2002.
  • [44]
  • [45] SHENG, P. X.; TING, Y.; CHEN, J. P.; HONG, L. Sorption of lead, copper, cadmium, zinc and nickel by marine algal biomass: characterization of biosorptive capacity and investigation of mechanisms. Journal of Colloid and Interface Science, v.275, p.131-141, 2004.
  • [46]
  • [47] TORAB-MOSTAEDI, M.; ASADOLLAHZADEH, M.; HEMMATI, A.; KHOSRAVI, A. Equilibrium, kinetic, and thermodynamic studies for biosorption of cádmium and nickel on grapefruit peel. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, v.44, p.295-302, 2013.
  • [48]
  • [49] YUVARAJA, G.; KRISHNAIAH, N.; SUBBAIAH, M. V.; KRISHNAIAH, A. Biosorption of Pb (II) from aqueous solution by Solanum melongena leaf powder as a low-cost biosorbent prepared from agricultural waste. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, v.114, p.75-81, 2014.
Como citar:

MUNARO, MAURICIO TOMBINI; BERTAGNOLLI, CAROLINE; KLEINÜBING, SIRLEI JAIANA; SILVA, MEURIS GURGEL CARLOS DA; SILVA, EDSON ANTÔNIO DA; "BIOADSORÇÃO E DESSORÇÃO DOS ÍONS CU2+, NI2+ E PB2+ PELO RESÍDUO DA EXTRAÇÃO DO ALGINATO DA ALGA SARGASSUM FILIPENDULA", p-824-833. In: In Anais do XXXVII Congresso Brasileiro de Sistemas Particulados - ENEMP 2015 [=Blucher Engineering Proceedings]. São Paulo: Blucher, 2015. . São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/ENEMP2015-PS-363

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