Avaliação da adsorção do herbicida diuron utilizando carvão ativado granular em solução sintética contaminada

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Wandembruck, Mariane Tavares
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)
Texto Completo: http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/6874
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Marcelo Fernandes Vieira
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spelling Avaliação da adsorção do herbicida diuron utilizando carvão ativado granular em solução sintética contaminadaRemoção de Diuron® (Herbicida) - AdsorçãoDiuron® (Herbicida) - Contaminação ambientalProcesso de remoção - AdsorçãoCarvão ativado granularCoco de babaçu660.284235EngenhariasEngenharia QuímicaOrientador: Prof. Dr. Marcelo Fernandes VieiraCoorientadora: Prof.ª Dr.ª Angélica Marquetotti Salcedo VieiraDissertação (mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2015O diuron é um herbicida muito utilizado no controle de ervas daninhas da Cultura de cana-de-açúcar. Por ter uma alta toxicidade e apresentar uma moderada a alta capacidade de persistir no meio ambiente, este herbicida tem contribuído para o aumento da contaminação ambiental, sendo encontrado por muitos anos em diferentes tipos de solos e águas nacionais e internacionais. Por este motivo, o mesmo deve ser removido a partir de técnicas que garantem uma eliminação eficiente. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a remoção do diuron a partir de uma solução sintética com partículas de carvão ativado granular de coco de babaçu (CAGCB). Esse carvão ativado foi usado na sua forma in natura, sendo caracterizado quanto ao ponto de carga zero (PCZ) e também quanto a área específica (BET), obtendo respectivamente, valores de 7,88 e de 517,4 m2 gl, com uma estrutura predominantemente microporosa. Os testes de adsorção foram realizados no formato batelada e em duplicata. O pH foi utilizado em tomo de 6 (natural da solução) nas determinações dos ensaios cinéticos e isotérmicos de adsorção. Para a cinética de adsorção, foi utilizado uma concentração inicial de diuron (CQ) de 25,72 mg L'1 em pH em tomo de 6, a partir de uma dosagem de carvão ativado granular de coco de babaçu de 0,4 g L'1 sob velocidade de agitação de 200 rpm e temperatura de 25°C. O resultado obtido foi uma quantidade adsorvida experimental de diuron (qeq exp) de 34,401 mg g'l alcançado em um período de 5 horas, correspondente ao tempo de equilíbrio. Os dados experimentais apresentaram um comportamento senoidal, devido principalmente 21 presença de macroporos na superfície do carvão ativado granular de coco de babaçu que limitou o acesso das moléculas de diuron nos microporos deste carvão, uma vez que essas moléculas apresentam dimensões maiores que o tamanho dos microporos, contribuindo para o bloqueio desses poros. Quanto aos dois modelos cinéticos avaliados, o modelo de pseudo-segunda ordem ajustou um pouco melhor os dados experimentais, obtendo um coeficiente de correlação de 0,8, alem de uma maior quantidade removida de diuron (41,586 mg g") em relação ao modelo de pseudo-primeira ordem. Esses resultados, segundo a literatura, e um indicativo de que a adsorção ocorre por meio de um mecanismo de natureza química (quimissorção). As isotermas de adsorção foram realizadas mantendo em contato um volume de 25 mL de uma solução sintética contaminada com diuron a uma concentração inicial de 23,77 mg L'1 em pH em torno de 6 com uma variação de massa do carvão ativado granular de coco de babaçu entre 0,01 e 0,055 g, sob velocidade de agitação de 200 rpm e em três temperaturas distintas (25°C, 35°C e 45°C). Os resultados indicaram que o modelo de Langmuir se ajustou melhor a menor temperatura, indicando que a isoterma alcançada foi considerada favorável e que houve formação de uma monocamada de diuron sob a superfície do adsorvente utilizado. As demais temperaturas apresentaram um melhor ajuste para o modelo de Freundlich, indicando que houve formação de multicamadas sob a superfície do adsorvente utilizado. Em relação as três temperaturas avaliadas, a que apresentou maior capacidade de adsorção foi a de 45°C com 54,286 mg g'l. Por fim, efetuou-se o calculo dos parâmetros termodinâmicos para as três temperaturas, alcançando um sistema com características de processo espontâneo, favorável, endotérmico e com aumento na desordem. O Valor alto e positivo (48,23 Jmol") da entalpia do sistema (AH°ads) e indicativo de que o processo de adsorção foi governado por uma quimissorção, o que corrobora para o modelo de pseudo-segunda ordem ser o mais favorável para o processo de adsorçãoDiuron is a common herbicid used to control the growth of grass-weed among sugar cane plantation. By having to high toxicity and present a moderate to high capacity to persist in the environment, this herbicide has contributed to the increasing environmental contamination being found for many years in different types of national and international soils and waters. For this reason, this herbicid may be removed by different techniques that ensure an efficient elimination of it. The aim of this study was to evaluate diuron’s removal by a synthetic solution of activated charcoal of babassu coconut (CAGCB). This activated carbon was used in natura featured to zero load point (PCZ) With value of 7,88 and to specific area (BET) of 5 l7,4 m2 g'1 with predominantly microporous structure. The adsorption testes were made in batch and duplicated. The pH was around 6 (natural pH of the solution) in the determination of kinetic and isothermal adsorption tests. For the adsorption kinetic test, it was used a diuron’s initial concentration (CQ) of 25,72mg L'l, pH around 6, from a granular activated charcoal of babassu coconut dosis of 0,4g L" under stirring speed of 200 rpm and ambient temperature (25 °C). The result expressed a diuron’s experimental adsorbed amount of 34,40lmg g1 that Was achieved in a period of 5 hours, corresponding to equilibrium time. Experimental data show a sinusoidal behavior manly due to the presence of macropores on the granular activated charcoal of babassu coconut surface that limited the access of diuron’s molecules in its microporos, since these molecules are larger in size than the size of these microporous contributing to block these pores. About the two kinetic models evaluated in this study, the pseudo-second order model fitted a little better experimental data, achieved a correlation coefficient of 0,8 and removed a greater amount of diuron (41,586 mg g'1) when compared to the pseudo-first order model. These results, according to literature, indicate that adsorption occurs through a chemical nature mechanism (chemisorption). Adsorption isotherms were performed by maintaining contact 25 mL of a sinthetic solution contaminated by diuron in a initial concentration of 23,77 mg Lil, at pH around 6 with a mass change of the granular activated carbon of babassu coconut between 0.01 and 0,055 g, under stirring speed of 200 rpm and three different temperatures (25°C, 35°C and 45°C). Results show that Langmuir model adjusted better to the lowest temperature which indicates that the reached isotherm was favorable and a diuron’s monolayer was formed on the adsorbent surface (CAGCB). The other temperatures exhibit a better fit to the Freundlich model which indicated that there were multilayer on the adsorbent surface. Out of the three temperatures that were evaluated, 45°C was the one that showed best adsorption capacity with 54,286mg g'1. Finally, thermodynamic parameters were calculated for the three temperatures reaching a system with spontaneous, favorable, endothermic process and increased disorder. The system’s enthalpy high and positive value (48,23 ]mol") indicated that the adsorption process was due to chemisorption, which confirms the model of pseudo-second order is the most favorable for the adsorption processii, 101 f. : il. (algumas color.), tabs.Universidade Estadual de MaringáDepartamento de Engenharia QuímicaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaMaringá, PRCentro de TecnologiaVieira, Marcelo FernandesVieira, Angélica Marquetotti SalcedoPolon, Paulo EduardoMantovani, Daniel, 1980-Wandembruck, Mariane Tavares2022-09-23T16:45:59Z2022-09-23T16:45:59Z2015info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfWANDEMBRUCK, Mariane Tavares. Avaliação da adsorção do herbicida diuron utilizando carvão ativado granular em solução sintética contaminada. 2015. ii, 101 f. Dissertação (mestrado em Engenharia Química) - Universidade Estadual de Maringá, 2015, Maringá, PR.http://repositorio.uem.br:8080/jspui/handle/1/6874info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM)instname:Universidade Estadual de Maringá (UEM)instacron:UEM2024-04-19T20:41:14Zoai:localhost:1/6874Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.uem.br:8080/oai/requestopendoar:2024-04-23T14:59:48.458547Repositório Institucional da Universidade Estadual de Maringá (RI-UEM) - Universidade Estadual de Maringá (UEM)false
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