Potencial de aplicação da fibra Calotropis procera para a remoção de diesel em fase livre na água subterrânea

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: França, Maíra Rachel Gerônimo de
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/53289
Resumo: A contaminação de água subterrânea por combustíveis derivados do petróleo, como o diesel, é uma problemática ambiental significativa, uma vez que seu vazamento/derramamento pode causar graves impactos na qualidade da água e solo devido a transferência de contaminantes como benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos, causando risco à saúde pública e ao ecossistema. Devido a isso, métodos de remediação para remoção de diesel na água subterrânea vem sendo desenvolvidos com finalidade de retardar e reduzir os impactos ambientais. Dentre as técnicas utilizadas, a aplicação de materiais biossorventes tem ganhado destaque, pois, além de serem biodegradáveis, apresentam alta disponibilidade natural, baixo custo e uma boa capacidade de sorção. Diante dessa conjuntura, este trabalho objetiva avaliar a capacidade de sorção da fibra Calotropis procera (CP) in natura para a limpeza e remoção de diesel em água subterrânea em amostras reais contaminadas com diesel. Para isso, realizou-se a caracterização desse biomaterial por meio da espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG) e testes de molhabilidade e ângulo de contato para a investigação das propriedades hidrofóbicas e oleofílicas. Ademais, a capacidade de sorção da fibra CP foi avaliada através de um planejamento experimental variando os fatores de concentração de diesel e massa de sorvente, obtendo a capacidade máxima de 72,29±1,521 g.g-1 de fibra, com a concentração de 60g.L-1 de diesel e 0,01 g de fibra. Sobre os estudos cinéticos e isotérmicos, o mecanismo de sorção do diesel pela fibra foi melhor configurado pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem e pelo modelo isotérmico de Langmuir. Além disso, ao final de 8 ciclos de reuso, a fibra apresentou capacidade de sorção de 16,71 g.g-1 e capacidade cumulativa total 252,57 g.g-1 de diesel, atestando possuir potencial de reutilização. A fibra de CP apresentou ser um biossorvente promissor em aplicações ambientais reais, removendo de 98,55% a 99,97% de diesel com películas variando de 0,25 cm a 1,5 cm na água, em curto intervalo de tempo, demonstrando alto desempenho de sorção de diesel em fase livre em águas subterrâneas.
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TCC (Graduação) - Curso de Química Bacharelado, Instituto de Química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2023.https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/53289A contaminação de água subterrânea por combustíveis derivados do petróleo, como o diesel, é uma problemática ambiental significativa, uma vez que seu vazamento/derramamento pode causar graves impactos na qualidade da água e solo devido a transferência de contaminantes como benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos, causando risco à saúde pública e ao ecossistema. Devido a isso, métodos de remediação para remoção de diesel na água subterrânea vem sendo desenvolvidos com finalidade de retardar e reduzir os impactos ambientais. Dentre as técnicas utilizadas, a aplicação de materiais biossorventes tem ganhado destaque, pois, além de serem biodegradáveis, apresentam alta disponibilidade natural, baixo custo e uma boa capacidade de sorção. Diante dessa conjuntura, este trabalho objetiva avaliar a capacidade de sorção da fibra Calotropis procera (CP) in natura para a limpeza e remoção de diesel em água subterrânea em amostras reais contaminadas com diesel. Para isso, realizou-se a caracterização desse biomaterial por meio da espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG) e testes de molhabilidade e ângulo de contato para a investigação das propriedades hidrofóbicas e oleofílicas. Ademais, a capacidade de sorção da fibra CP foi avaliada através de um planejamento experimental variando os fatores de concentração de diesel e massa de sorvente, obtendo a capacidade máxima de 72,29±1,521 g.g-1 de fibra, com a concentração de 60g.L-1 de diesel e 0,01 g de fibra. Sobre os estudos cinéticos e isotérmicos, o mecanismo de sorção do diesel pela fibra foi melhor configurado pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem e pelo modelo isotérmico de Langmuir. Além disso, ao final de 8 ciclos de reuso, a fibra apresentou capacidade de sorção de 16,71 g.g-1 e capacidade cumulativa total 252,57 g.g-1 de diesel, atestando possuir potencial de reutilização. A fibra de CP apresentou ser um biossorvente promissor em aplicações ambientais reais, removendo de 98,55% a 99,97% de diesel com películas variando de 0,25 cm a 1,5 cm na água, em curto intervalo de tempo, demonstrando alto desempenho de sorção de diesel em fase livre em águas subterrâneas.Contamination of groundwater by petroleum-derived fuels, such as diesel, is a significant environmental problem, since its leakage/spilling can cause serious impacts on water and soil quality due to the transfer of contaminants such as benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes, causing risk to public health and the ecosystem. Because of this, remediation methods for removing diesel from groundwater have been developed in order to delay and reduce environmental impacts. Among the techniques used, the application of biosorbent materials has gained prominence because, in addition to being biodegradable, they have high natural availability, low cost and good sorption capacity. Given this situation, this work aims to evaluate the sorption capacity of Calotropis procera (CP) fiber in natura for cleaning and removing diesel in groundwater in real samples contaminated with diesel. For this, the characterization of this biomaterial was carried out using Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy with field emission (FEG-SEM) and wettability and contact angle tests to investigate the properties hydrophobic and oleophilic. Furthermore, the sorption capacity of the CP fiber was evaluated through an experimental design varying the factors of diesel concentration and sorbent mass, obtaining a maximum capacity of 72.29±1.521 g.g-1 of fiber, with a concentration of 60 g. L -1 of diesel and 0,01 g of fiber. About the kinetic and isothermal studies, the diesel sorption mechanism by the fiber was better configured by the pseudo-second order kinetic model and by the Langmuir isothermal model. In addition, at the end of 8 reuse cycles, the fiber had a sorption capacity of 16.71 g.g-1 and a total cumulative capacity of 252.57 g.g-1 of diesel, attesting to its potential for reuse. The CP fiber showed to be a promising biosorbent in real environmental applications, removing from 98,55% to 99,97% of diesel with films varying from 0,25 cm to 1,5 cm in water, in a short time interval, demonstrating high performance free-phase diesel sorption in groundwater.Universidade Federal do Rio Grande do NorteQuímica BachareladoUFRNBrasilInstituto de QuímicaAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessdieseldieselágua subterrâneagroundwaterbiossorçãobiosorptionCalotropis proceraCalotropis proceraaplicação realreal applicationPotencial de aplicação da fibra Calotropis procera para a remoção de diesel em fase livre na água subterrâneainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALPotencialAplicacaoFibraCalotropis_Franca_2023.pdfPotencialAplicacaoFibraCalotropis_Franca_2023.pdfapplication/pdf12158976https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/53289/1/PotencialAplicacaoFibraCalotropis_Franca_2023.pdff6f3f1a53093c8f5b807dd89b7026323MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/53289/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81484https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/53289/3/license.txte9597aa2854d128fd968be5edc8a28d9MD53123456789/532892023-07-28 11:14:50.971oai:https://repositorio.ufrn.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2023-07-28T14:14:50Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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