Estudo cinético e do equilíbrio da biossorção dos íons chumbo e cobre pela macroalga Sargassum sp. em sistemas monocomponente e binário

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Jesus, Karla Acemano de
Data de Publicação: 2010
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12055
Resumo: Brown seaweeds from the genus Sargassum are widely studied for use as potential candidates for biosorption purposes, particularly in the treatment of heavy-metals contaminated effluents. The cellular structure of this seaweed presents charged molecules, such as alginic acid, able to attract and recover metal cation ions. The objective of this work was to study the uptake capacity of copper and lead by the seaweed Sargassum, through kinetic and isotherm studies with the help of kinetic and isotherm models for monocomponent and binary solutions. Equilibrium uptake was reached in 30 minutes and the kinetic behavior of the process followed a second-order model. In monocomponent systems, at 10 mg/L metal concentration, equilibrium uptake indicated a recovery of 0.06 mmol Cu(II)/g biomass and 0.02mmol/g Pb(II)/g biomass. When a 50 mg/L solution was used, the individual uptake was equal to 0.37 mmol Cu(II)/g biomass and 0.11 mmol Pb(II)/g biomass. Uptake was markedly reduced by the presence of the second metal in solution indicating the interference in biosorption in a multi-ion solution. Values of qmax for Pb(II) in the binary system was equal to 0.6 mmol/g biomass, against 1.2 mmol/g biomass in the monocomponent situation; for Cu(II) the uptake was equal to 0.7 mmol/g biomass against 1.8 mmol/g biomass, in the monocomponent solution. In the binary solution, Pb(II) uptake kept the same percent removal, even in the presence of high concentrations of Cu(II); an opposite behavior was observed for Cu(II), indicating that Pb(II) interfere in the uptake of Cu(II) more than the opposite situation. In the monocomponent equilibrium models such as Langmuir and Freundlich were used to fit experimental data. In binary systems, Competitive Langmuir, Modified Langmuir, Langmuir-Freundlich and Extended Freundlich Extented were used. All the models were not conclusive to fit experimental results, however they contributed for a better understanding of the mechanism involved in biosorption, because a high level of dispersion between actual biosorption and theoretical prediction was observed.
id UERJ_4206b1866139324c87218c3fb514ab76
oai_identifier_str oai:www.bdtd.uerj.br:1/12055
network_acronym_str UERJ
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
repository_id_str 2903
spelling Costa, Antonio Carlos Augusto dahttp://lattes.cnpq.br/9898276573670920Luna, Aderval Severinohttp://lattes.cnpq.br/0294676847895948Henriques, Cristiane Assumpçãohttp://lattes.cnpq.br/8669668633454299Zotim, Fátima Maria Zanon://lattes.cnpq.br/2398224913573093Ferreira, Ana Cristina de Melolattes.cnpq.br/5337192887540574lattes.cnpq.br/5054277835227384Jesus, Karla Acemano de2021-01-06T19:37:57Z2010-08-232010-02-08JESUS, Karla Acemano de. Estudo cinético e do equilíbrio da biossorção dos íons chumbo e cobre pela macroalga Sargassum sp. em sistemas monocomponente e binário. 2010. 95 f. Dissertação (Mestrado em Processos Químicos e Meio Ambiente) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2010.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12055Brown seaweeds from the genus Sargassum are widely studied for use as potential candidates for biosorption purposes, particularly in the treatment of heavy-metals contaminated effluents. The cellular structure of this seaweed presents charged molecules, such as alginic acid, able to attract and recover metal cation ions. The objective of this work was to study the uptake capacity of copper and lead by the seaweed Sargassum, through kinetic and isotherm studies with the help of kinetic and isotherm models for monocomponent and binary solutions. Equilibrium uptake was reached in 30 minutes and the kinetic behavior of the process followed a second-order model. In monocomponent systems, at 10 mg/L metal concentration, equilibrium uptake indicated a recovery of 0.06 mmol Cu(II)/g biomass and 0.02mmol/g Pb(II)/g biomass. When a 50 mg/L solution was used, the individual uptake was equal to 0.37 mmol Cu(II)/g biomass and 0.11 mmol Pb(II)/g biomass. Uptake was markedly reduced by the presence of the second metal in solution indicating the interference in biosorption in a multi-ion solution. Values of qmax for Pb(II) in the binary system was equal to 0.6 mmol/g biomass, against 1.2 mmol/g biomass in the monocomponent situation; for Cu(II) the uptake was equal to 0.7 mmol/g biomass against 1.8 mmol/g biomass, in the monocomponent solution. In the binary solution, Pb(II) uptake kept the same percent removal, even in the presence of high concentrations of Cu(II); an opposite behavior was observed for Cu(II), indicating that Pb(II) interfere in the uptake of Cu(II) more than the opposite situation. In the monocomponent equilibrium models such as Langmuir and Freundlich were used to fit experimental data. In binary systems, Competitive Langmuir, Modified Langmuir, Langmuir-Freundlich and Extended Freundlich Extented were used. All the models were not conclusive to fit experimental results, however they contributed for a better understanding of the mechanism involved in biosorption, because a high level of dispersion between actual biosorption and theoretical prediction was observed.As algas marrons do gênero Sargassum têm sido estudadas como potenciais candidatas ao processo de biossorção, objetivando tratar efluentes contaminados com metais pesados. A estrutura celular deste gênero de alga apresenta moléculas carregadas, como o ácido algínico, capazes de atrair e captar cátions metálicos. A proposta deste trabalho foi avaliar a capacidade de captação dos íons cobre e chumbo pela alga marinha Sargassum através de ensaios cinéticos e de acumulação com modelagem cinética e das isotermas para sistemas monocomponente e binário. O equilíbrio de captação foi atingido em 30 minutos e a cinética do processo foi representada por um modelo de segunda ordem. No sistema monocomponente, onde as soluções continham inicialmente 10 mg/L de cada íon metálico a captação no equilíbrio foi 0,06 mmol/g de íons Cu (II) e 0,02 mmol/g de íons Pb (II). Para as soluções contendo 50 mg/L a captação no equilíbrio foi 0,37 mmol/g de íons Cu (II) e 0,11 mmol/g de íons Pb (II), individualmente. A capacidade de biossorção foi reduzida no sistema binário mostrando que a presença de um segundo metal afeta a captação dos íons. Os valores de qmax para íons Pb (II) no sistema binário foi 0,6 mmol/g contra 1,2 mmol/g no sistema monocomponente; para íons Cu (II) a captação foi 0,7 mmol/g contra 1,8 mmol/g. Na biossorção binária a captação de íons Pb (II) manteve o percentual de remoção mesmo em soluções com elevadas concentrações de íons Cu (II); o contrário não foi observado para o Pb(II), indicando que íons Pb (II) interferem mais na captação de íons Cu (II). Para o estudo do equilíbrio monocomponente foram utilizados os modelos de Langmuir e Freundlich; para o sistema binário, o Langmuir competitivo, Langmuir modificado, Langmuir-Freundlich e Freundlich estendido. Os modelos não foram conclusivos, porém elucidaram aspectos relacionados ao mecanismo, apresentando alto grau de dispersão entre a captação experimental e as teóricas.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T19:37:57Z No. of bitstreams: 1 dissertacao karla acemano1.pdf: 970433 bytes, checksum: 0e3fd908b69d8e04a0d24a6f16642b93 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T19:37:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao karla acemano1.pdf: 970433 bytes, checksum: 0e3fd908b69d8e04a0d24a6f16642b93 (MD5) Previous issue date: 2010-02-08application/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUERJBRCentro de Tecnologia e Ciências::Instituto de QuímicaBiosorption, heavy metals, copper, lead, brown seaweed, Sargassum spBiossorção, metais pesados, cobre, chumbo, alga marrom, Sargassum spCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAEstudo cinético e do equilíbrio da biossorção dos íons chumbo e cobre pela macroalga Sargassum sp. em sistemas monocomponente e binárioKinetic and equilibrium study of biosorption of lead and copper ions by sargassum seaweed in nanocomponent and binary systemsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALdissertacao karla acemano1.pdfapplication/pdf970433http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/12055/1/dissertacao+karla+acemano1.pdf0e3fd908b69d8e04a0d24a6f16642b93MD511/120552024-02-27 15:36:08.699oai:www.bdtd.uerj.br:1/12055Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:36:08Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
dc.title.por.fl_str_mv Estudo cinético e do equilíbrio da biossorção dos íons chumbo e cobre pela macroalga Sargassum sp. em sistemas monocomponente e binário
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Kinetic and equilibrium study of biosorption of lead and copper ions by sargassum seaweed in nanocomponent and binary systems
title Estudo cinético e do equilíbrio da biossorção dos íons chumbo e cobre pela macroalga Sargassum sp. em sistemas monocomponente e binário
spellingShingle Estudo cinético e do equilíbrio da biossorção dos íons chumbo e cobre pela macroalga Sargassum sp. em sistemas monocomponente e binário
Jesus, Karla Acemano de
Biosorption, heavy metals, copper, lead, brown seaweed, Sargassum sp
Biossorção, metais pesados, cobre, chumbo, alga marrom, Sargassum sp
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
title_short Estudo cinético e do equilíbrio da biossorção dos íons chumbo e cobre pela macroalga Sargassum sp. em sistemas monocomponente e binário
title_full Estudo cinético e do equilíbrio da biossorção dos íons chumbo e cobre pela macroalga Sargassum sp. em sistemas monocomponente e binário
title_fullStr Estudo cinético e do equilíbrio da biossorção dos íons chumbo e cobre pela macroalga Sargassum sp. em sistemas monocomponente e binário
title_full_unstemmed Estudo cinético e do equilíbrio da biossorção dos íons chumbo e cobre pela macroalga Sargassum sp. em sistemas monocomponente e binário
title_sort Estudo cinético e do equilíbrio da biossorção dos íons chumbo e cobre pela macroalga Sargassum sp. em sistemas monocomponente e binário
author Jesus, Karla Acemano de
author_facet Jesus, Karla Acemano de
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Costa, Antonio Carlos Augusto da
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9898276573670920
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Luna, Aderval Severino
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/0294676847895948
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Henriques, Cristiane Assumpção
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8669668633454299
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Zotim, Fátima Maria Zanon
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv ://lattes.cnpq.br/2398224913573093
dc.contributor.referee3.fl_str_mv Ferreira, Ana Cristina de Melo
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv lattes.cnpq.br/5337192887540574
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv lattes.cnpq.br/5054277835227384
dc.contributor.author.fl_str_mv Jesus, Karla Acemano de
contributor_str_mv Costa, Antonio Carlos Augusto da
Luna, Aderval Severino
Henriques, Cristiane Assumpção
Zotim, Fátima Maria Zanon
Ferreira, Ana Cristina de Melo
dc.subject.eng.fl_str_mv Biosorption, heavy metals, copper, lead, brown seaweed, Sargassum sp
topic Biosorption, heavy metals, copper, lead, brown seaweed, Sargassum sp
Biossorção, metais pesados, cobre, chumbo, alga marrom, Sargassum sp
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
dc.subject.por.fl_str_mv Biossorção, metais pesados, cobre, chumbo, alga marrom, Sargassum sp
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
description Brown seaweeds from the genus Sargassum are widely studied for use as potential candidates for biosorption purposes, particularly in the treatment of heavy-metals contaminated effluents. The cellular structure of this seaweed presents charged molecules, such as alginic acid, able to attract and recover metal cation ions. The objective of this work was to study the uptake capacity of copper and lead by the seaweed Sargassum, through kinetic and isotherm studies with the help of kinetic and isotherm models for monocomponent and binary solutions. Equilibrium uptake was reached in 30 minutes and the kinetic behavior of the process followed a second-order model. In monocomponent systems, at 10 mg/L metal concentration, equilibrium uptake indicated a recovery of 0.06 mmol Cu(II)/g biomass and 0.02mmol/g Pb(II)/g biomass. When a 50 mg/L solution was used, the individual uptake was equal to 0.37 mmol Cu(II)/g biomass and 0.11 mmol Pb(II)/g biomass. Uptake was markedly reduced by the presence of the second metal in solution indicating the interference in biosorption in a multi-ion solution. Values of qmax for Pb(II) in the binary system was equal to 0.6 mmol/g biomass, against 1.2 mmol/g biomass in the monocomponent situation; for Cu(II) the uptake was equal to 0.7 mmol/g biomass against 1.8 mmol/g biomass, in the monocomponent solution. In the binary solution, Pb(II) uptake kept the same percent removal, even in the presence of high concentrations of Cu(II); an opposite behavior was observed for Cu(II), indicating that Pb(II) interfere in the uptake of Cu(II) more than the opposite situation. In the monocomponent equilibrium models such as Langmuir and Freundlich were used to fit experimental data. In binary systems, Competitive Langmuir, Modified Langmuir, Langmuir-Freundlich and Extended Freundlich Extented were used. All the models were not conclusive to fit experimental results, however they contributed for a better understanding of the mechanism involved in biosorption, because a high level of dispersion between actual biosorption and theoretical prediction was observed.
publishDate 2010
dc.date.available.fl_str_mv 2010-08-23
dc.date.issued.fl_str_mv 2010-02-08
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-01-06T19:37:57Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv JESUS, Karla Acemano de. Estudo cinético e do equilíbrio da biossorção dos íons chumbo e cobre pela macroalga Sargassum sp. em sistemas monocomponente e binário. 2010. 95 f. Dissertação (Mestrado em Processos Químicos e Meio Ambiente) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2010.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12055
identifier_str_mv JESUS, Karla Acemano de. Estudo cinético e do equilíbrio da biossorção dos íons chumbo e cobre pela macroalga Sargassum sp. em sistemas monocomponente e binário. 2010. 95 f. Dissertação (Mestrado em Processos Químicos e Meio Ambiente) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2010.
url http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12055
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
dc.publisher.initials.fl_str_mv UERJ
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química
publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
instname_str Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron_str UERJ
institution UERJ
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
bitstream.url.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/12055/1/dissertacao+karla+acemano1.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 0e3fd908b69d8e04a0d24a6f16642b93
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
repository.mail.fl_str_mv bdtd.suporte@uerj.br
_version_ 1811728663030267904