Estudo da biossorção de Pb2+ e Cu2+ com leveduras e casca de camarão - AZEVEDO, Flávia Garrett (2016)
Os íons metálicos estão presentes em muitos processos industriais e, quando descartados ao meio ambiente, de forma inadequada, exigem atenção especial devido ao seu nível de periculosidade pode ocasionar efeitos prejudiciais aos seres vivos e consequentemente tornando-se um sério problema ambiental. A remoção desses contaminantes em efluentes líquidos tem sido tema de muitas pesquisas, mas o desafio consiste em encontrar um método seguro, eficaz e econômico capaz de tratar esses efluentes antes de serem descartados em qualquer corpo de água fluente. O processo de adsorção vem sendo utilizado como eficaz para a remoção de íons metálicos. Neste trabalho são apresentados estudos para avaliar a capacidade de biossorção de Cu2+ e Pb2+ aplicando cascas de camarão da espécie Litopenaeus vannamei e leveduras (Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces carlsbergensis) como biossorventes. As análises da fase aquosa monocomponentes e bicomponentes foram analisados pelo equipamento de absorção atômica. O ponto de carga zero (pHPCZ) determinado foi igual a 6,0 e o tempo mínimo de contato foi de 1 hora para a realização dos ensaios. Foram realizados testes de precipitação por 24 horas, verificando a concentração no início e no final do experimento, além disso, foi verificado a retenção do papel de filtro, valores entre 0,005% e 0,009%. Técnicas de caracterização como MEV com EDS, DSC/TG, TGA/DTA, DRX e infravermelho, foram importantes para o estudo e a confirmação dos parâmetros experimentais, como: Isotermas de adsorção e dessorção, o tamanho dos microporos fator determinante na acessibilidade das moléculas de adsorbato para a superfície interna de adsorção, verificação dos compostos químicos dos biossorventes e comportamento das reações endotérmicas ou exotérmicas. A técnica de planejamento experimental foi aplicada para otimização do processo de biossorção dos íons metálicos utilizando cada utilizando cada um dos biossorventes em estudo, onde as variáveis de entrada escolhidas foram velocidade de agitação, pH e temperatura. Os ensaios referentes ao estudo cinético e do equilíbrio do processo biossortivo com concentração de 20 mg.L-1 de íons metálicos foram realizados em batelada utilizando as melhores condições encontradas através dos planejamentos experimentais fatoriais. A variável temperatura apresentou efeito de maior significância na biossorção do Cu2+ para as duas espécies de levedura seguida da velocidade de agitação, enquanto para a casca de camarão o pH foi a variável mais significativa. O modelo de pseudo-segunda ordem apresentou melhor ajuste ao estudo cinético e equilíbrio da biossorção em todas as soluções metálicas pelas biomassas. Os estudos do equilíbrio da biossorção com concentração de 20 mg.L-1 dos íons metálicos Cu2+ e Pb2+ através da Saccharomyces carlsbergensis e casca de camarão se ajustaram melhor no modelo Langmuir-Freundlich com capacidade de adsorção máxima de 2,7 mg.g-1 e 3,75 mg.g-1 (Cobre – levedura e casca respectivamente) e 3,83 mg.g-1 e 4,29 mg.g-1 (Chumbo – levedura e casca respectivamente) em 30 minutos. E para os experimentos bicomponentes com capacidade adsortiva de 3,69 mg.g-1 e 3,97 mg.g-1 (Cobre e Chumbo – levedura e casca respectivamente) em 30 minutos. Os comportamentos termodinâmicos da adsorção para os íons metálicos foram avaliados de acordo com valores encontrados pela entalpia, entropia e energia livre de Gibbs. Valores positivos de ΔH, ΔS e valores negativos para ΔG, mostraram que a adsorção dos íons metálicos pelos biossorventes foi endotérmica, espontânea, favorável, e que a desordem do sistema aumentou durante o processo de adsorção.