REMOÇÃO DE COR EM ÁGUA COLORIDA COM AÇAFRÃO POR ADSORÇÃO UTILIZANDO ANTRACITO

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1 REMOÇÃO DE COR EM ÁGUA COLORIDA COM AÇAFRÃO POR ADSORÇÃO UTILIZANDO ANTRACITO Marco Sathler da Rocha1; Erlon Alves Ribeiro1; Orlene Silva da Costa2 1 Mestrandos do Programa de Pós-graduação em Engenharia Agrícola, UnUCET UEG. 2 Orientadora, docente do Programa de Pós-graduação de Engenharia Agrícola, UnUCET UEG. RESUMO A contaminação de águas naturais tem sido um dos grandes problemas da sociedade moderna. Em vista disso, este trabalho realizado no Laboratório de Química Industrial da Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas - UnUCET na Universidade Estadual de Goiás - UEG, no município de Anápolis, objetivou avaliar a remoção de cor em água colorida com açafrão, simulando uma água residuária, por adsorção utilizando antracito como material adsorvente. Os parâmetros avaliados do efluente simulado foram: ph, temperatura, cor aparente, cor verdadeira, turbidez, sólidos totais, sólidos suspensos, sólidos dissolvidos totais, absorbância e condutividade das amostras. Os procedimentos analíticos foram fundamentados no Standard Methods for examination of water and wastewater e os resultados foram avaliados com base na Resolução n 357/2005 do Conama. Palavras-chave: tratamento, água residuária, adsorção, antracito. Introdução Nas últimas décadas, os problemas ambientais têm se tornado cada vez mais críticos e freqüentes, principalmente devido ao desmedido crescimento populacional, expansão da agricultura e ao aumento da atividade industrial. Como conseqüências desses fatores surgem problemas devido à ação antrópica a qual tem atingido dimensões catastróficas, podendo ser observadas através de alterações na qualidade do solo, ar e água. Dentro desse contexto, o setor de indústrias têxtil apresenta especial destaque, devido a seu grande parque industrial instalado gerar grandes volumes de efluentes, os quais, quando não corretamente tratados, podem causar sérios problemas de contaminação ambiental. Os efluentes têxteis caracterizam-se por serem altamente coloridos, devido à presença de corantes que não se fixam na fibra durante o processo de tingimento (Guaratini e Zanoni, 2000). 1

2 A elevada estabilidade biológica dos corantes dificulta sua degradação pelos sistemas de tratamento convencionais (normalmente lodo ativo) empregados pelas indústrias têxteis. A contaminação de rios e lagos com estes compostos provoca, além da poluição visual, sérios danos à fauna e flora destes locais, pois restringem a passagem de radiação solar, diminuindo a atividade fotossintética natural, provocando alterações na biota aquática e causando toxicidade aguda e crônica destes ecossistemas (Zanoni e Carneiro, 2001). A remoção dos corantes de efluentes é extremamente difícil e custosa, pois são estáveis a luz e ao calor, na maioria das vezes recalcitrantes, e sendo solúveis em meio aquoso podem contaminar grandes extensões. Assim sendo, os métodos convencionais usados no tratamento de efluentes, como os sistemas primário e secundário não são adequados para a completa eliminação dos corantes residuais despejados nas águas (Dallago et al., 2005). Neste sentido, existe um crescente interesse pela busca de materiais alternativos de baixo custo que possam ser utilizados, em substituição ao carvão ativado, como absorventes para remoção de cor em água, tais como argilas, bagaço de cana, madeira, resíduos sólidos de curtume e outros resíduos celulósicos (Dallago et al., 2005). Portanto, este trabalhou objetivou o tratamento de remoção de cor por adsorção utilizando antracito como material adsorvente. A coloração da água foi promovida pela adição de corante amarelo, conhecido como açafrão-da-índia (Curcuma longa L.), para simular a água residuária ou efluente a ser tratado. Material e Métodos O experimento foi conduzido no Laboratório de Química Industrial da Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas na Universidade Estadual de Goiás - UEG no município de Anápolis GO, no mês de outubro de Todos os procedimentos analíticos estão fundamentados no Standard Methods (1995). Os parâmetros avaliados foram: ph, temperatura, cor aparente, cor verdadeira, turbidez, sólidos totais (ST), sólidos suspensos (SS), sólidos dissolvidos totais (SDT), absorbância e condutividade da amostra. A execução dos ensaios experimentais foi dividida em etapas: 1. etapa: Simulação do Efluente Foi simulado uma solução efluente pesando 1,6 g de açafrão (Curcuma longa L.) em um béquer de 100 ml utilizando uma balança analítica. Com um bastão de vidro dissolveu-se a amostra em 50 ml de água quente. Para em seguida, diluir com água, até ml em um béquer da mesma capacidade. 2. etapa: Tratamento por Adsorção 2

3 Para o tratamento da solução amostra foi pesado 2,4 g de antracito. Esse carvão mineral foi adicionado na solução colorida com açafrão, que simula uma água residuária, e agitado com um bastão de vidro durante 10 minutos. 3. etapa: Filtração Após a mistura foi realizada a filtração para separar o carvão antracito da amostra. Após a filtração foram coletadas quantidades de amostra filtrada, armazenadas em tubo de ensaio, para realização das análises finais de ph, temperatura, cor aparente, cor verdadeira, turbidez, ST, SS, SDT, absorbância e condutividade da amostra tratada. Para a avaliação dos parâmetros estudados foram preparadas três amostras, amostra sem tratamento, amostra a ph 8 e amostra a ph 4, ambas após tratamento. A alteração do ph foi realizada adicionando-se a amostra inicial, após tratamento, solução básica para aumentar o ph e solução ácida (HCl) para reduzir o ph. A análise de ph foi medido utilizando-se phmêtro digital. A temperatura das amostras foi medida através de termômetro digital e a coloração e turbidez com colorímetro e turbidímetro, respectivamente. Para medir a absorbância foi utilizado equipamento espectrofotómetro. A condutividade foi avaliada com um medidor de condutividade. Os testes para avaliar os sólidos totais seguiram os seguintes procedimentos experimentais: Foi realizado a lavagem da cápsula de porcelana de 100 ml, identificação e aquecimento a 100 C na estufa durante 1 hora. Em seguida esfriou a cápsula no dessecador para obter o peso seco em balança analítica a temperatura ambiente (peso P1), em gramas. Após a secagem da cápsula agitou-se o frasco contendo a amostra para medir 100 ml da amostra em proveta. Essa quantidade foi transferida para a cápsula de porcelana colocada em banho maria para evaporar. Após a evaporação da água colocou-se a cápsula com o resíduo, na estufa a 105 C até a secagem completa, aproximadamente 2 horas, para avaliar a quantidade de resíduos (peso P2), em gramas. O cálculo para determinar a quantidade de sólidos totais é representado pela equação 1: ST = (P2 - P1) x ml da amostra (1) Em que: ST = sólidos totais; P1 = peso da cápsula vazia; 3

4 P2 = peso da cápsula com resíduo. Para análise dos sólidos suspensos e sólidos dissolvidos totais foi aplicado o seguinte procedimento experimental: Identificação e secagem do papel de filtro na estufa durante 1 hora para pesagem do papel seco (peso F1), em gramas. Realizada a etapa de preparação do papel de filtro foi montado o sistema de filtração a vácuo. O papel filtro foi colocado, com auxilio de uma pinça, no funil de Buchner. Em seguida, as amostras que estavam armazenadas nos tubos de ensaios foram agitadas e aos poucos foi molhando o papel filtro para filtração no sistema a vácuo. Após a filtragem retirou-se com muito cuidado o papel de filtro do funil transportando-o a estufa de secagem, a 105 C até secagem completa, aproximadamente 1 hora. Obteve, portanto, o peso do papel filtro mais resíduos (peso F2), em gramas. O cálculo de sólidos suspensos (SS) é representado pela equação 2: SS = F2 F1 (2) Em que: F1 = peso do papel de filtro seco e sem resíduo; F2 = peso do papel de filtro seco e com resíduo. Para o cálculo dos sólidos dissolvidos totais (SDT) utilizou-se a equação 3: SDT = ST SS (3) Em que: ST = Sólidos totais; SS = Sólidos suspensos. Resultados e Discussão Os resultados da análises dos parâmetros avaliados são apresentados na tabela abaixo (Tabela 1). Tabela 1. Valores obtidos nas avaliações de ph, temperatura, condutividade elétrica, sólidos totais, sólidos suspensos, sólidos dissolvidos totais e absorbância. Amostras Parâmetros ph 8,17 8,41 3,29 Temperatura ( C) 27,80 27,10 26,50 4

5 Condutividade (µs/m) 37,7 38,0 1,3 Sólidos totais (g/ml) 0,531 0,562 0,687 Sólidos suspensos (g/ml) 0,065 0,0607 0,0609 Sólidos dissolvidos totais 0,466 0,501 0,626 Absorbância (%) 0,208 0,211 0,17 Os valores de ph foram alterados ao adicionar solução básica (amostra 2) e solução ácida (amostra 3) obtendo desse modo 3 soluções amostras. Com a alteração do ph observou redução no valor da condutividade de acordo com a redução do ph e a temperatura se manteve em média a temperatura ambiente. Os resultados dos sólidos totais indicam que a amostra 1, amostra 2 e amostra 3 apresentam respostas semelhantes de sólidos. Os sólidos suspensos obtiveram resultados em padrões de 0,06 g. Os testes de absorbância foram feitos com base nos espectros de absorção optando pelo comprimento de onda de 320 nm. Os resultados da tabela foram representados em uma curva de calibração na Figura 1. Absorbância (%) Curva de Calibração 0,350 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 y = 285,59x + 0,014 R2 = 0,9958 0,050 0,000 0,00E 2,00E- 4,00E- 6,00E- 8,00E- 1,00E- 1,20E concentração (g/ml) Figura 1. Curva de Calibração. A curva de calibração indica uma curva crescente, pois a absorbância aumentou de acordo com o aumento de concentração em g/ml. Na figura 2 é apresentado uma foto do resultado do tratamento com antracito utizados neste trabalho. 5

6 Figura 2. À esquerda, água colorida sem tratamento; ao meio, carvão antracito; à direita, água tratada com antracito. Conclusões A simulação de remoção de água residuária representada pela utilização de água colorida com açafrão (Curcuma longa L.) utilizando carvão ativado teve como parâmetro de comparação a Resolução do Conama n 357/2005, a qual se aplicam padrões e condições de lançamentos de efluentes aos corpos receptores de classe 2. Essa resolução não permite a presença de corantes provenientes de fontes antrópicas que não sejam removíveis por processo de coagulação, sedimentação e filtração convencionais. A filtração utilizando antracito como carvão adsorvente permitiu a redução de cor do efluente simulado. A temperatura manteve-se dentro dos padrões da legislação. A condutividade elétrica apresenta relação com o ph e sólidos dissolvidos totais, sendo o maior valor encontrado na amostra 3, a qual apresentam valores fora dos padrões da Resolução. Referências bibliográficas APHA; AWWA & WPCF. Standar methods for examination of water and wasterwater. 19 ed.,washington D. C./USA, American Public Heath Association, CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente. Resolução N 357, de 17 de março de Disponível em: < Acesso em: 06 novembro de CORRÊA, L. M., SILVA, M. A. Química aplicada à engenharia civil. Departamento de Química. Universidade do Vale do Rio dos Sinos. São Leopoldo - RS: Gráfica UNISINOS, s.d. DALLAGO, R.M.; SMANIOTTO, A.; OLIVEIRA, L.C.A. Resíduos sólidos de curtumes como adsorventes para a remoção de corantes em meio aquoso. Quim. Nova, 2005, Vol. 28, n.3, p GUARATINI, C.C.T. e ZANONI, M.V.B. "Corantes Têxteis". Química Nova, 2000, p ZANONI, M. V. B.; CARNEIRO, P. A. Ciência Hoje, 2001, 29, 61. 6