ESTUDO DE ADSORÇÃO DO CORANTE ALIMENTÍCIO SINTÉTICO, AMARELO CREPÚSCULO, DE SOLUÇÕES AQUOSAS COM O USO DE MATERIAIS DE BAIXO CUSTO

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1 ESTUDO DE ADSORÇÃO DO CORANTE ALIMENTÍCIO SINTÉTICO, AMARELO CREPÚSCULO, DE SOLUÇÕES AQUOSAS COM O USO DE MATERIAIS DE BAIXO CUSTO Xavier H. T. P. 1, Oliveira, A. E. L. 1, Sá, F. P. 1, Borges, E. C. L. 1 1-Departamento de Áreas Acadêmicas Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás Câmpus Inhumas, CEP: Inhumas GO Brasil, Telefone: (62) Fax: (62) (fernando.fpsa@ifg.edu.br) RESUMO Os corantes são bastante utilizados nos setores industriais, principalmente na área alimentícia. Os efluentes descartados nos recursos hídricos por essas indústrias contêm grandes concentrações de matéria orgânica, consideradas altamente tóxicas para a vida aquática, sendo importantes fontes de poluição da água. Além disso, apresentam intensa cor devido à presença de substâncias cromóforas, na qual possuem várias restrições legais quanto à sua periculosidade carcinogênica. Neste trabalho os processos de adsorção do corante alimentício, amarelo crepúsculo, em soluções aquosas foram avaliados através das variáveis concentração das soluções, tempo de contato e ph, com o uso de materiais de baixo custo. A quantificação de corantes em soluções, antes e após a adsorção, foi feita com o uso de espectroscopia UV/Vis. Desta forma, observou-se que em meio ácido, especificamente em ph 2 e 4, houve maior adsorção do corante pela argila branca. ABSTRACT Colorants are widely used in industry, mainly in the food area. The effluents discharged into waterways by these industries contain high concentrations of organic matter, considered highly toxic to aquatic life and are important sources of water pollution. They feature intense color due to the presence of substances chromophore, which have various legal restrictions on its carcinogenic hazard. In this work adsorption processes of food dye, sunset yellow, aqueous solutions were evaluated by varying the concentration, contact time and ph of the solutions, with the use of low cost materials. Quantification of dyes in solutions, before and after adsorption was performed using UV / Vis spectroscopy. Thus, it was observed that in acidic environment, specifically at ph 2 and 4, showed higher adsorption of the dye by white clay. PALAVRAS-CHAVE: Adsorção, Corante, Baixo Custo KEYWORDS: Adsorption, Dye, Low Cost 1. INTRODUÇÃO. As alterações ambientais devido à ação antrópica têm atingido níveis extremamente preocupantes, resultando numa redução significativa na qualidade do solo, do ar e da água (DE SÁ; CUNHA; NUNES, 2013). A poluição ambiental passou a ser um assunto de interesse público, visto que o problema tem se intensificado ao longo dos anos, colocando em risco a saúde da comunidade, comprometendo as gerações futuras. Aliado a isso, diferentes processos industriais geram quantidades significativas de poluentes, situação agravada pelo vazamento de tanques de armazenagem, má disposição dos resíduos e ausência de tratamento dos mesmos. Os efluentes oriundos de indústrias de

2 alimentos, por exemplo, devido às grandes concentrações de matéria orgânica e às suas fortes colorações, são importantes fontes de poluição dos corpos d'água, podendo provocar alterações na biota aquática, principalmente nas imediações da emissão. Não só as indústrias alimentícias, mas também têxteis, utilizam corantes e pigmentos para colorir seus produtos e torná-los mais atrativos para o consumidor. Estima-se que são produzidas anualmente no mundo, entre 7 x 10 5 e 1 x 10 6 toneladas de corantes artificiais (GUPTA; SUHAS, 2009). Estudos recentes indicam que aproximadamente 12 % dos corantes sintéticos utilizados por essas indústrias são perdidos durante as operações de fabricação e processamento. Devido a essas baixas taxas de fixação ao longo do processo, uma grande parcela destes corantes é descartada nos efluentes industriais, resultando na contaminação de corpos hídricos e apenas 20 % desses corantes entram nas estações de tratamento de efluentes (ESSAWY; ALI; ABDELMOTTALEB, 2008). Assim, uma das agressões mais impactantes aos recursos hídricos é esta falta de tratamento adequado dos resíduos que, constantemente, são despejados nos corpos d água sem nenhum processo de tratamento. Os rejeitos destas indústrias, além do forte caráter ácido ou básico, apresentam grande concentração de sólidos orgânicos em suspensão, alta carga orgânica e demanda bioquímica de oxigênio (DBO), forte coloração e pouca biodegradabilidade (KUNZ et al., 2002). Sabe-se que corantes presentes em efluentes são muito difíceis de remover, uma vez que esses são moléculas recalcitrantes, resistentes à digestão aeróbia e estáveis a agentes oxidantes (SRINIVASAN; VIRARAGHAVAN, 2010). Outra dificuldade é o tratamento de efluentes contendo baixas concentrações de moléculas de corantes. Neste caso, os métodos convencionais para removê-los são economicamente desfavoráveis e/ou tecnicamente complicados (CRINI; BADOT, 2008). A remoção destes corantes de efluentes é ambientalmente importante, pois são considerados altamente tóxicos para a vida aquática, afetando processos simbióticos, reduzindo a capacidade de reoxigenação da água, dificultando a passagem de luz solar e, consequentemente, reduzindo a atividade fotossintética (CHIOU; HO; LI, 2004; SRINIVASAN; VIRARAGHAVAN, 2010; DOTTO et al., 2011). O método de adsorção é muito utilizado para a remoção de contaminantes a partir de efluentes, uma vez que, se o sistema é desenhado corretamente, ele resultará numa elevada qualidade do efluente tratado. Em comparação com outros processos de tratamento de efluentes aquosos, os processos de adsorção permitem flexibilidade em termos de design e operação, além de produzir efluentes livres de poluentes que são adequados para reutilização. A primeira etapa do processo de adsorção é a escolha do adsorvente. O carvão ativado, embora ainda seja o adsorvente mais utilizado, apresenta um elevado custo, limitando o seu uso em pequenas quantidades (GIL et al., 2011). No entanto, além de custo, propriedades de adsorção e disponibilidade também são importantes critérios quando se trata de escolher um adsorvente para remoção de poluentes, incentivando assim a busca de materiais que sejam simultaneamente eficazes e baratos. Até o presente momento, nenhum método é capaz de se apresentar como uma alternativa única que possa ser empregada eficientemente no tratamento da grande diversidade de compostos poluentes. Diante desta delicada situação, há a necessidade urgente de técnicas e metodologias alternativas para a remediação de ampla quantidade de resíduos, que sejam rápidas, eficientes e de baixo custo. 2. MATERIAL E MÉTODOS. Primeiramente, realizou-se uma fundamentação teórica, com o intuito de obter subsídio para a realização deste projeto. Logo em seguida, realizou-se a coleta e estudo dos adsorventes a serem

3 Absorbância utilizados em testes, como cascas de banana e maracujá, cascas de arvores, argila branca e etc. Já o adsorvato, foi gentilmente cedido pela Importadora Brastókio. Após a preparação de soluções do corante amarelo crepúsculo, foram realizados estudos decorrente do tempo de contato, ph e concentração das soluções. Todos, diante de agitação e com o uso do adsorvente que melhor obteve êxito nos testes: argila branca. Diante desses estudos, foi selecionado, devido a sua maior eficiência, o estudo em relação ás variações de ph. Com isso, aprofundou-se as análises em função do ph 2, 4, 6, 8, 10 e 12, com soluções de concentrações de 10 mg/l e 20 mg/l. Ressalta-se que a realização da maior parte da pesquisa, aconteceu no Laboratório de Química do Instituto Federal de Ciência Tecnologia de Goiás, Câmpus Inhumas, e utilizou-se os equipamentos e reagentes já existentes no mesmo. Já algumas análises como caracterização por espectroscopia UV/Vis foram realizadas na Central Analítica do Instituto de Química/UFG. 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO. Percebe-se que o adsorvente argila branca, com o corante alimentício sintético amarelo crepúsculo teve mais eficiência em meio ácido, ph 2 e 4. Através do gráfico obtido com as curvas de adsorção por meio da análise em espectrofotômetro UV/VIS, é possível observar que, após a agitação magnética do corante com o adsorvente argila branca, houve uma considerável diminuição da banda relacionada ao comprimento de onda de adsorção máxima (λ max = 480 nm). Todavia, em meio básico, como ph 10 e 12, o adsorvente não foi tão eficaz quanto em meio ácido. Figura 1. Este resultado pode ser explicado pelo fato do corante ser aniônico, e ao ser submetido em meio básico com elevada concentração de OH -, seus sítios negativos não reagiram com os sítios positivos da argila branca em meio básico. Figura 1 - Espectro UV/VIS para as soluções do amarelo crepúsculo 20 mg/l, em função do ph, com uso de argila branca como adsorvente. 2,5 2,0 1,5 ph 2 ph 4 ph 6 ph 8 ph 10 ph 12 1,0 0,5 0, (nm) Fonte: Origin8.

4 4. CONCLUSÕES. Tal pesquisa é de suma importância não só à comunidade científica, como também ao setor industrial e à toda sociedade, sendo esta a mais atingida pelos efeitos consequentes do mau uso da água doce disponível, como, por exemplo, a escassez hídrica. Os resultados mostraram-se muito favoráveis em relação à adsorção do corante amarelo crepúsculo em argila branca. Dessa forma, este trabalho traz a perspectiva de utilização desta metodologia de baixo custo para a remoção de um dos principais corantes descartados por indústrias alimentícias, trazendo vantagens economicamente viáveis para as mesmas. Se adotada, esta amenizará os impactos ambientais causados pelo descarte inapropriado do corante nos efluentes hídricos. 5. AGRADECIMENTOS. Os autores agradecem ao IFG e CNPq, pelo apoio financeiro. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS. CHIOU, M.-S.; HO, P.-Y.; LI, H.-Y. Adsorption of anionic dyes in acid solutions using chemically cross-linked chitosan beads. Dyes and Pigments, v. 60, p , CRINI, G.; BADOT, P.-M. Application of chitosan, a natural aminopolysaccharide, for dye removal from aqueous solutions by adsorption processes using batch studies: A review of recent literature. Progress in Polymer Science, v. 33, p , ESSAWY, A. A.; ALI, A. E.-H.; ABDEL-MOTTALEB, M. Application of novel copolymer-tio2 membranes for some textile dyes adsorptive removal from aqueous solution and photocatalytic decolorization. Journal of Hazardous Materials, v. 157, p , GIL, A. et al. Removal of dyes from wastewaters by adsorption on pillared clays Chemical Engineering Journal, v. 168, p , GUPTA, V.; SUHAS. Application of low-cost adsorbents for dye removal - a review. Journal of Environmental Management, v. 90, p , KUNZ, A. et al. Novas tendências no tratamento de efluentes têxteis. Química Nova, v. 25 (1), p , SA, F. P.; CUNHA, B. N.; NUNES, L. M. Effect of ph on the adsorption of Sunset Yellow FCF food dye into a layered double hydroxide (CaAl-LDH-NO 3 ). Chemical Engineering Journal, v , p , 2013.

5 SRINIVASAN, A.; VIRARAGHAVAN, T. Decolorization of dye wastewaters by biosorbents: A review. Journal of Environmental Management, v. 91, p , 2010.