Remoção de metais pesados de solução aquosa usando biochar e biomassa seca de planta aquática - Pereira, Ellen Jessica Monteiro (2022)
O lançamento de efluentes não tratados contendo metais pesados, em corpos hídricos, tem se tornado um grande problema ambiental, pois os metais pesados são extremamente tóxicos e podem causar sérios danos à saúde da população. Diversas tecnologias ao longo dos anos foram desenvolvidas para remover metais pesados de soluções aquosa, porém em sua maioria são caras, pouco eficientes e as vezes geram resíduos secundários. O biochar, que consiste na degradação da biomassa através da pirólise, caracterizado pelo aquecimento da biomassa a temperaturas relativamente baixas (< 700 ºC), na ausência de oxigênio, surge como uma alternativa a essas tecnologias. O presente estudo objetivou analisar o potencial do biochar e da biomassa seca de Pistia stratiotes na remoção de Cd e Cu de soluções aquosas. Análises de caracterização morfológicas e elementares do biochar foram realizadas para entender melhor a característica do biochar. Foram testadas as concentrações 5, 10, 20, 40 e 80 mg.L⁻¹ e alguns parâmetros foram analisados com intuito de verificar o potencial adsorvente destes materiais como tempo de contato, concentração inicial de Cu e Cd e massa do adsorvente, e para o biochar foi analisado, também, o efeito da temperatura de pirólise para 400 °C, 500 °C e 600 °C. Com a otimização de alguns parâmetros, o biochar de 500°C foi escolhido para teste de lavagem ácida. O estudo demonstrou que a remoção dos metais foi mais eficiente para concentrações mais baixas (5, 10 e 20 mg.L⁻¹ ) para biomassa seca e para o biochar. Nos testes comparando a temperatura de pirólise, foi verificado que o biochar de 500 °C e 600 °C removeu com maior eficiência os íons metálicos das soluções, o qual a taxa de remoção foi acima de 90%, e em alguns casos chegaram a quase 100%. Dentre os modelos cinéticos estudados, o modelo pseudo segunda ordem foi o que melhor se ajustou. A isoterma de adsorção de Freundlich descreveu o processo de adsorção satisfatoriamente em todos os casos. A lavagem ácida do biochar reduziu a sua capacidade de adsorção, o que pode estar diretamente relacionado ao aumento de cargas positivas nos locais de adsorção, além da redução das cinzas no material, considerado um importante componente no processo de sorção. Na comparação entre o biochar e a biomassa seca constatou-se que o primeiro possui maior poder de remoção de Cd e Cu de solução aquosa, podendo se tornar um adsorvente promissor para remediações ambientais.