Remoção de glifosato em meio aquoso usando carvão ativado proveniente de resíduos da casca da Acácia Negra ( Acásia mearnsii De Wild)

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Leite, Bruna Jann
Orientador(a): Almeida, André Ricardo Felkl de
Banca de defesa: Almeida, André Ricardo Felkl de, Rosa, Gabriela Silveira da, Martiny, Thamiris Renata, Zimmermann, Nilo Eduardo Kehrwald, Justi, Gabriel Henrique
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal do Pampa
Programa de Pós-Graduação: Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais
Departamento: Campus Bagé
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/10160
Resumo: A presença de resíduos de defensivos agrícolas em águas superficiais e subterrâneas é um problema crescente, especialmente em áreas agrícolas onde o uso intensivo de herbicidas, como o glifosato, representa um risco ambiental e à saúde pública. O glifosato, amplamente utilizado no controle de ervas daninhas, é persistente e pode contaminar mananciais, exigindo métodos de tratamento eficientes e acessíveis para sua remoção. Entre as abordagens mais promissoras, destaca-se a adsorção, não apenas pelo uso de materiais de baixo custo e ampla disponibilidade, mas também por sua eficiência operacional, simplicidade de aplicação e capacidade de remoção eficaz de contaminantes. Neste contexto, objetivou-se no presente estudo explorar o uso da casca de acácia negra (Acácia mearnsii De Wild) como material precursor para a produção de carvão ativado para ser utilizado na adsorção de glifosato em meio aquoso. Ensaios de adsorção foram conduzidos para avaliar a capacidade do carvão ativado de remover glifosato de soluções aquosas. Foram feitos testes preliminares, estudo do ponto de carga zero do carvão ativado, planejamento fatorial experimental 2³ e determinação da cinética e isotermas de adsorção. Os resultados mostraram que o ponto de carga zero (pHpcz) foi estabelecido em 6, com a remoção máxima de glifosato ocorrendo em pH 3,5 e concentração de 20 ppm. A dosagem de 1,5 g/L de carvão ativado apresentou a maior eficiência de remoção, com uma faixa de remoção entre 41% a 62%. Já a capacidade máxima de adsorção durante o planejamento, foi registrada com 0,5 g/L atingindo um valor de 11,96 mg/g. O modelo cinético de difusão intrapartícula apresentou o melhor ajuste, sugerindo que a estrutura e a porosidade do adsorvente influenciam no processo. O modelo de Langmuir ajustou-se melhor aos dados de isoterma, alcançando uma capacidade máxima de adsorção de 152,98 mg/g. Assim, os resultados indicaram que o carvão ativado derivado da casca de acácia-negra apresenta um desempenho promissor na remoção de glifosato em meio aquoso.
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O glifosato, amplamente utilizado no controle de ervas daninhas, é persistente e pode contaminar mananciais, exigindo métodos de tratamento eficientes e acessíveis para sua remoção. Entre as abordagens mais promissoras, destaca-se a adsorção, não apenas pelo uso de materiais de baixo custo e ampla disponibilidade, mas também por sua eficiência operacional, simplicidade de aplicação e capacidade de remoção eficaz de contaminantes. Neste contexto, objetivou-se no presente estudo explorar o uso da casca de acácia negra (Acácia mearnsii De Wild) como material precursor para a produção de carvão ativado para ser utilizado na adsorção de glifosato em meio aquoso. Ensaios de adsorção foram conduzidos para avaliar a capacidade do carvão ativado de remover glifosato de soluções aquosas. Foram feitos testes preliminares, estudo do ponto de carga zero do carvão ativado, planejamento fatorial experimental 2³ e determinação da cinética e isotermas de adsorção. Os resultados mostraram que o ponto de carga zero (pHpcz) foi estabelecido em 6, com a remoção máxima de glifosato ocorrendo em pH 3,5 e concentração de 20 ppm. A dosagem de 1,5 g/L de carvão ativado apresentou a maior eficiência de remoção, com uma faixa de remoção entre 41% a 62%. Já a capacidade máxima de adsorção durante o planejamento, foi registrada com 0,5 g/L atingindo um valor de 11,96 mg/g. O modelo cinético de difusão intrapartícula apresentou o melhor ajuste, sugerindo que a estrutura e a porosidade do adsorvente influenciam no processo. O modelo de Langmuir ajustou-se melhor aos dados de isoterma, alcançando uma capacidade máxima de adsorção de 152,98 mg/g. Assim, os resultados indicaram que o carvão ativado derivado da casca de acácia-negra apresenta um desempenho promissor na remoção de glifosato em meio aquoso.The presence of pesticide residues in surface and groundwater is a growing problem, especially in agricultural areas where the intensive use of herbicides, such as glyphosate, poses an environmental and public health risk. Glyphosate, widely used in organic weed control, is persistent and can contaminate water sources, requiring efficient and affordable treatment methods for its removal. Among the most promising approaches is adsorption, which can be applied using low-cost and highly available materials. In this context, the aim of this study was to explore the use of black wattle bark (Acacia mearnsii De Wild) as a precursor material for the production of activated carbon to be used in the adsorption of glyphosate in aqueous media. Adsorption tests were carried out to evaluate the capacity of the activated trigger to remove glyphosate from aqueous solutions. Preliminary tests were performed, including a study of the zero charge point of activated carbon, a 2³ factorial experimental design, and determination of the adsorption kinetics and isotherms. The results showed that the zero charge point (pHpcz) was programmed at 6, with maximum glyphosate removal occurring at pH 3.5 and a concentration of 20 ppm. The dosage of 1.5 g/L of activated trigger showed the highest removal efficiency, with a removal range between 41% and 62%. The maximum adsorption capacity during the test was recorded at 0.5 g/L, reaching a value of 11.96 mg/g. The Intraparticle Diffusion kinetic model presented the best fit, indicating that the structure and porosity of the adsorbent influence the process. The Langmuir model best fitted the isotherm data, reaching a maximum adsorption capacity of 152.98 mg/g. Thus, the results indicated that the activated mechanism derived from the black wattle cascade presents a promising performance in the removal of glyphosate in aqueous mediaporUniversidade Federal do PampaMestrado em Ciência e Engenharia de MateriaisUNIPAMPABrasilCampus BagéCNPQ::ENGENHARIASAdsorventesBiomassaDescontaminaçãoMateriais lignocelulósicosTratamento de efluentesAdsorbentsBiomassDecontaminationLignocellulosic materialsEffluent treatmentRemoção de glifosato em meio aquoso usando carvão ativado proveniente de resíduos da casca da Acácia Negra ( Acásia mearnsii De Wild)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIPAMPAinstname:Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA)instacron:UNIPAMPAORIGINALdissertacao_Bruna_Jann_Leite.pdfdissertacao_Bruna_Jann_Leite.pdfapplication/pdf2255578https://repositorio.unipampa.edu.br/bitstreams/6182a1ed-1f72-4e6f-899b-5b9e401951d6/download2cb088f4d6b7a5cc60ab834e8fb39d4cMD51trueAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81854https://repositorio.unipampa.edu.br/bitstreams/3f69fc4c-842f-4746-bea4-ea1b8dccf7c7/downloadc9ad5aff503ef7873c4004c5b07c0b27MD52falseAnonymousREADriu/101602025-06-03 19:51:22.353open.accessoai:repositorio.unipampa.edu.br:riu/10160https://repositorio.unipampa.edu.brRepositório InstitucionalPUBhttp://dspace.unipampa.edu.br:8080/oai/requestsisbi@unipampa.edu.bropendoar:2025-06-03T19:51:22Repositório Institucional da UNIPAMPA - Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA)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