Orientação do Prof. Luís Carlos Scalon Cunha.

Dissertação (Mestrado)- Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Triângulo Mineiro, Campus Uberaba, 2024.

Inclui bibliografia

A água é reconhecidamente um recurso essencial para o desenvolvimento humano e socioambiental. Nesse sentido, é crescente a demanda por água em quantidade e de boa qualidade. Por outro lado, o desenvolvimento industrial nos seus diferentes setores trazem consequências como o aumento da contaminação...

A água é reconhecidamente um recurso essencial para o desenvolvimento humano e socioambiental. Nesse sentido, é crescente a demanda por água em quantidade e de boa qualidade. Por outro lado, o desenvolvimento industrial nos seus diferentes setores trazem consequências como o aumento da contaminação dos recursos hídricos por substâncias potencialmente tóxicas, entre elas, os metais. Embora nem todos os metais sejam considerados tóxicos à vida humana e o meio ambiente, outros por sua vez, podem ser encontrados em corpos hídricos e são potencialmente tóxicos, tais como cádmio (Cd), chumbo (Pb), crômio (Cr), Bário (Ba) e outros. Em determinadas concentrações e estados de oxidação, esses elementos podem prejudicar a qualidade das águas e causar impactos ambientais, tornando-se nocivos à saúde humana. Nesse contexto, vários estudos têm buscado novos materiais biossorventes capazes de remover metais potencialmente tóxicos em águas contaminadas. Como uma alternativa mais viável economicamente em relação aos tratamentos convencionais, resíduos de diversos processos industriais têm sido investigados, dentre eles, o caroço de manga gerado principalmente pelas indústrias alimentícias de sucos. Neste trabalho foi avaliado o potencial do caroço de manga modificado (CMM) em meio alcalino na biossorção de íons Bário (II) em amostras de efluentes simulados. O caroço de manga (CM) e o caroço de manga modificado (CMM) foram analisados por espectroscopia de infravermelho (IV), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de raios X por dispersão de energia (EDX). Os experimentos foram realizados em batelada, otimizando inicialmente o pH. Posteriormente, os parâmetros concentração de adsorvente (CMM), concentração de Bário (II) e tempo de contato foram otimizados por um delineamento composto central rotacionado (DCCR). O CM e CMM evidenciaram por MEV uma superfície complexa, heterogênea, irregular e com porosidade. Por EDX, as amostras mostraram relação C/O distintas. Os espectros de IV obtidos corroboram com a natureza lignocelulósica do caroço de manga. Pelo modelo PCA (Análises por Componentes Principais) aplicado aos espectros de IV do CM e CMM foi possível verificar que os materiais apresentam perfis químicos diferentes. Com o pH otimizado em temperatura ambiente (pH = 9,0), os experimentos realizados com o CMM dentro do DCCR permitiram remoções de íons Ba (II) entre 63,2 % e 96 %. A partir dos gráficos de superfície obtidos a partir do DCCR, os valores otimizados das variáveis testadas foram, tempo de contato igual a 38 minutos, concentração do adsorvente igual a 3,0 g.L-1 e concentração de íons Ba (II) igual a 17,5 mg.L-1 . Os estudos cinéticos permitiram observar que o equilíbrio é estabelecido no tempo de 40 minutos, com uma eficiência de remoção de 95,14% e capacidade de biossorção de 6,66 mg.g -1 . Consideradas as condições de trabalho otimizadas pelo (DCCR), uma concentração inicial de íons Ba (II) igual a 17,5 mg.L-1 poderá ser reduzida para 0,85 mg.L-1 , ou seja, um valor dentro do permitido pela legislação Brasileira para um possível descarte de efluente (? 5 mg.L-1 ). Os estudos cinéticos, sugerem uma quimissorção, dado que o modelo de pseudosegunda ordem foi o que melhor ajustou ao processo de biossorção de íons Ba (II) pelo CMM.

Palavras-chave: biossorção; caroço de manga; bário; delineamento central rotacionado; modelos cinéticos; resíduos agroindustriais