Síntese e caracterização de substâncias semelhantes aos ácidos húmicos de carvão de eucalipto, e sua interação com diclorofenol, cálcio, manganês e alumínio

• Autor(a) principal: Trompowsky, Patrick Marques
• Data de Publicação: 2005
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: http://locus.ufv.br/handle/123456789/3110
• topic: Carvão vegetal; Eucalipto; Ácido húmico; Síntese; Análise; Química do solo; Águas residuais; Purificação; Resíduos industriais; Aspectos ambientais; Charcoal; Eucaliyptus; Humic acid; Synthesis; Analysis; Soil chemistry; Wastewaters; Purification; Factory and trade waste; Environmental aspects; CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::RECURSOS FLORESTAIS E ENGENHARIA FLORESTAL::TECNOLOGIA E UTILIZACAO DE PRODUTOS FLORESTAIS

Um amplo espectro de produtos comerciais contendo substâncias húmicas está sendo aplicado com êxito na agricultura e como remediador de solos e aqüíferos contaminados. Dentre suas características remediadoras, observa-se um alto potencial de adsorção com metais e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, assim diminuindo a sua biodisponibilidade. Industrialmente, elas são extraidas de material não renovável com alto teor de carbono, como a turfa e o carvão mineral, em que o uso de fontes renováveis de carbono ainda não está sendo praticado. O Brasil é o maior produtor de carvão vegetal no mundo, uma matéria-prima utilizada nas indústrias siderúrgicas. O carvão vegetal é formado por meio da pirólise controlada da lenha, adquirindo nesse processo uma estrutura com alto teor de C aromático. Carvão de Eucalyptus saligna e E. grandis foi produzido em sete temperaturas finais de carbonização diferentes, variando de 250 a 550 ºC. Compostos orgânicos semelhantes aos ácidos húmicos (AH) e compostos orgânicos de baixo peso molecular semelhantes aos ácidos fúlvicos (AF) foram sintetizados a partir desses carvões mediante oxidação ácida com HNO3 concentrado em condições de refluxo, e extraído conforme procedimentos padronizados pela Sociedade Internacional de Subtâncias Húmicas (IHSS). Mediu-se o rendimento da produção de AH e AF, e caracterizaram-se os AH usando as técnicas de termogravimetria, análise elementar, FTIR e 13C NMR. Realizou-se um ensaio de adsorção com íons Al3+, Ca2+, e Mn2+, e um composto organoclorado (diclorofenol) em pH 4,5. Como adsorventes, foram utilizadas duas concentrações de AH (200 e 400mg. L-1), uma concentração de carvão (10000mg. L-1) e quatro concentrações de um carvão modificado (50, 250, 500 e 1000mg. L-1), preparado através de uma oxidação branda com HNO3. Diferentes graus de condensação aromática gerados por diferentes temperaturas de carbonização influenciaram nos rendimentos de AH e AF, onde o maior rendimento de AH foi obtido na temperatura final de carbonização de 450 ºC, e de AF na temperatura de 300 ºC. O AH possuía uma composição elementar semelhante aos AH provenientes de solos ricos em C pirogênico. Espectroscopia por FTIR e C13 NMR mostrou um material rico em estruturas aromáticas condensadas, que aumentaram conforme a temperatura de carbonização do respectivo AH, e um teor significativo de grupos carboxílicos, além de grupos funcionais contendo nitrogênio incorporados pelo tratamento com ácido nítrico. Essas análises foram reforçadas pela análise elementar e termogravimétrica. Ensaios de toxicidade são necessários devido à presença de grupos nitrobenzênicos. O ensaio de adsorção mostrou um comportamento semelhante a outros AH descritos pela literatura, reforçando o potencial da utilização de carvão vegetal como matéria prima na possível comercialização desse produto. O AH ficou insolúvel ao interagir com Al e Ca, permitindo sua remoção da solução por filtração a vácuo utilizando membrana com 0,45 μm de diâmetro de poro. Essa insolubilização não foi observada na interação com Mn e diclorofenol. Comparativamente, ensaios com carvão vegetal pulverizado e carvão vegetal oxidado geraram resultados interessantes, constatando a incorporação de grupos hidrofílicos pela oxidação, e também a importância de estruturas policíclicas aromáticas na adsorção de moléculas aromáticas simples. A metodologia usada não determinou se o processo de absorção foi relevante na sorção dos solutos ao carvão tratado e não tratado, e, portanto não deve ser ignorado seu efeito. O material tem um grande potencial de ser usado no tratamento de efluentes de fábricas de celulose.