Remoção de cromo(VI) de soluções aquosas por adsorção em esferas de quitosana-reticulada modificada com nitroprussiato

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Luciana Aparecida
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
Texto Completo: https://locus.ufv.br/handle/123456789/33180
https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2024.669
Resumo: Este trabalho de pesquisa aborda a problemática da contaminação de águas e efluentes por cromo hexavalente (Cr(VI)) e como minimizar seus efeitos e consequências através do emprego da adsorção para remoção de Cr(VI). É abordado nesta pesquisa o emprego do biopolímero quitosana e seus derivados na remoção de Cr(VI) de água e efluente de galvanoplastia. A contaminação de águas pelo Cr(VI) é um assunto de grande importância ambiental, pois faz parte dos elementos mais tóxicos para os organismos, sendo considerado cancerígeno para o ser humano. Diante da alta toxicidade do Cr(VI) para saúde humana e dos riscos para o meio ambiente, os órgãos ambientais mundiais, como exemplo a Organização Mundial de Saúde (OMS) e no Brasil o CONAMA (Conselho Nacional de Meio Ambiente) através da Resolução CONAMA 357/2005, definiram uma concentração máxima de 50 µg L-1 de Cr(VI) em água potável. A liberação do Cr(VI) para o ambiente pode ocorrer principalmente por atividade antrópica. O Cr(VI) é amplamente utilizado nos processos de tratamento anticorrosivos de peças metálicas, proporcionando a produção de peças cromadas. O Cr(VI) também é utilizado na fabricação de corantes e pigmentos de tintas e nos processos de tratamento de couro e preservação da madeira (Marques Neto et al., 2019). Diante dos efeitos do Cr(VI) para o meio ambiente e a saúde humana, este trabalho de pesquisa propõe a síntese de um novo material adsorvente (CLCh/NP) constituído de em quitosana reticulada com epicloridrina (CLCh) e modificada com nitroprussiato (NP) para a remoção por adsorção de Cr(VI) de água e efluente. O experimento foi realizado em sistema de batelada utilizando soluções aquosas contendo Cr(VI) e uma amostra de efluente de galvanoplastia. No processo de adsorção de Cr(VI) foi alcançado com uma eficiência de remoção de 97% de uma solução com concentração de 100 mg L-1, com pH 4,0 em 180 minutos. A capacidade máxima de adsorção à temperatura de 25°C, determinada pelo modelo de isoterma de Langmuir foi de 64,88 mg g-1. O adsorvente CLCh/NP pode ser facilmente regenerado com solução de hidróxido de sódio 0,1 mol L-1 conseguindo uma dessorção completa do Cr(VI). O CLCh/NP pode ser reutilizado por pelo menos 10 ciclos consecutivos de adsorção/dessorção mantendo sua eficiência em 97%. Além disso, o CLCh/NP quando aplicado a uma amostra de efluente de galvanoplastia contendo 100 mg L-1 de cromo total, apresentou uma eficiência de 95% de remoção, sendo promissor para aplicações práticas. Palavras-chave: quitosana; nitroprussiato; adsorção; remoção de cromo
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spelling Remoção de cromo(VI) de soluções aquosas por adsorção em esferas de quitosana-reticulada modificada com nitroprussiatoRemoval of chromium(VI) from aqueous solutions by adsorption on crosslinked chitosan spheres modified with nitroprussideÁgua - Purificação - Remoção de cromoCromo - RemoçãoQuitosanaAdsorçãoNitroprussiatoCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICAEste trabalho de pesquisa aborda a problemática da contaminação de águas e efluentes por cromo hexavalente (Cr(VI)) e como minimizar seus efeitos e consequências através do emprego da adsorção para remoção de Cr(VI). É abordado nesta pesquisa o emprego do biopolímero quitosana e seus derivados na remoção de Cr(VI) de água e efluente de galvanoplastia. A contaminação de águas pelo Cr(VI) é um assunto de grande importância ambiental, pois faz parte dos elementos mais tóxicos para os organismos, sendo considerado cancerígeno para o ser humano. Diante da alta toxicidade do Cr(VI) para saúde humana e dos riscos para o meio ambiente, os órgãos ambientais mundiais, como exemplo a Organização Mundial de Saúde (OMS) e no Brasil o CONAMA (Conselho Nacional de Meio Ambiente) através da Resolução CONAMA 357/2005, definiram uma concentração máxima de 50 µg L-1 de Cr(VI) em água potável. A liberação do Cr(VI) para o ambiente pode ocorrer principalmente por atividade antrópica. O Cr(VI) é amplamente utilizado nos processos de tratamento anticorrosivos de peças metálicas, proporcionando a produção de peças cromadas. O Cr(VI) também é utilizado na fabricação de corantes e pigmentos de tintas e nos processos de tratamento de couro e preservação da madeira (Marques Neto et al., 2019). Diante dos efeitos do Cr(VI) para o meio ambiente e a saúde humana, este trabalho de pesquisa propõe a síntese de um novo material adsorvente (CLCh/NP) constituído de em quitosana reticulada com epicloridrina (CLCh) e modificada com nitroprussiato (NP) para a remoção por adsorção de Cr(VI) de água e efluente. O experimento foi realizado em sistema de batelada utilizando soluções aquosas contendo Cr(VI) e uma amostra de efluente de galvanoplastia. No processo de adsorção de Cr(VI) foi alcançado com uma eficiência de remoção de 97% de uma solução com concentração de 100 mg L-1, com pH 4,0 em 180 minutos. A capacidade máxima de adsorção à temperatura de 25°C, determinada pelo modelo de isoterma de Langmuir foi de 64,88 mg g-1. O adsorvente CLCh/NP pode ser facilmente regenerado com solução de hidróxido de sódio 0,1 mol L-1 conseguindo uma dessorção completa do Cr(VI). O CLCh/NP pode ser reutilizado por pelo menos 10 ciclos consecutivos de adsorção/dessorção mantendo sua eficiência em 97%. Além disso, o CLCh/NP quando aplicado a uma amostra de efluente de galvanoplastia contendo 100 mg L-1 de cromo total, apresentou uma eficiência de 95% de remoção, sendo promissor para aplicações práticas. Palavras-chave: quitosana; nitroprussiato; adsorção; remoção de cromoThis research work addresses the problem of contamination of water and effluents by hexavalent chromium (Cr(VI)) and how to minimize its effects and consequences through the use of adsorption for Cr(VI) removal. This research addresses the use of the biopolymer chitosan and its derivatives in the removal of Cr(VI) from water and electroplating effluent. Water contamination by Cr(VI) is a subject of great environmental importance, since it is one of the most toxic elements for organisms and is considered carcinogenic to humans. Given the high toxicity of Cr(VI) to human health and the risks to the environment, global environmental agencies, such as the World Health Organization (WHO) and in Brazil CONAMA (National Council for the Environment) through CONAMA Resolution 357/2005, have defined a maximum concentration of 50 µg L-1 of Cr(VI) in drinking water. The release of Cr(VI) into the environment can occur mainly through human activity. Cr(VI) is widely used in anticorrosive treatment processes of metal parts, enabling the production of chrome- plated parts. Cr(VI) is also used in the manufacture of dyes and paint pigments and in the processes of leather treatment and wood preservation (Marques Neto et al., 2019). Given the effects of Cr(VI) on the environment and human health, this research work proposes the synthesis of a new adsorbent material (CLCh/NP) based on chitosan cross-linked with epichlorohydrin (CLCh) and modified with nitroprusside (NP) for the removal of Cr(VI) from water and effluent. The experiment was carried out in a batch system using aqueous solutions containing Cr(VI) and a sample of electroplating effluent. In the Cr(VI) adsorption process, a removal efficiency of 97% was achieved for a solution with a concentration of 100 mg L-1, with pH 4.0, in 180 minutes. The maximum adsorption capacity at 25 °C, determined by the Langmuir isotherm model, was 64.88 mg g-1. The CLCh/NP adsorbent can be easily regenerated with 0.1 mol L-1 sodium hydroxide solution, achieving complete desorption of Cr(VI). The CLCh/NP can be reused for at least 10 consecutive adsorption/desorption cycles, maintaining its efficiency at 97%. In addition, when applied to an electroplating effluent sample containing 100mg L-1 of total chromium, the CLCh/NP showed a removal efficiency of 95%, which is promising for practical applications. Keywords: chitosan; nitroprusside; adsorption; chromium removalCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Universidade Federal de ViçosaAgroquímicaBellato, Carlos RobertoSilva, Luciana Aparecida2024-11-26T10:55:08Z2024-07-25info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSILVA, Luciana Aparecida. Remoção de cromo(VI) de soluções aquosas por adsorção em esferas de quitosana-reticulada modificada com nitroprussiato. 2024. 62 f. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2024.https://locus.ufv.br/handle/123456789/33180https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2024.669porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:LOCUS Repositório Institucional da UFVinstname:Universidade Federal de Viçosa (UFV)instacron:UFV2024-11-27T06:03:06Zoai:locus.ufv.br:123456789/33180Repositório InstitucionalPUBhttps://www.locus.ufv.br/oai/requestfabiojreis@ufv.bropendoar:21452024-11-27T06:03:06LOCUS Repositório Institucional da UFV - Universidade Federal de Viçosa (UFV)false
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