II-112 ESTUDO DA ADSORÇÃO DOS COMPONENTES ORGÂNICOS DO VINHOTO EM ESMECTITAS ORGANOFÍLICAS

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1 II-112 ESTUDO DA ADSORÇÃO DOS COMPONENTES ORGÂNICOS DO VINHOTO EM ESMECTITAS ORGANOFÍLICAS Marilda M. G. Ramos Vianna (1) Engenheira Química pela Escola de Engenharia da Universidade Mackenzie. Mestranda em Engenharia Química pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo FOTO (PQI/EPUSP). Francisco R. Valenzuela Díaz (2) NÃO Professor Doutor do Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais da Escola DISPONIVEL Politécnica da Universidade de São Paulo (PMT/EPUSP). Pedro Maurício Büchler (3) Professor Titular do Departamento de Engenharia Química da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (PQI/EPUSP). Endereço (1) : Rua Fernandes Moreira, 907, apto. 43 Chácara Santo Antônio São Paulo SP CEP: Brasil - Tel: (11) marilda.vianna@poli.usp.br RESUMO A agroindústria brasileira tem sido responsável pela geração de 148 milhões de metros cúbicos de vinhoto por ano (MICT, 1997). O vinhoto é um efluente da indústria de açúcar e de álcool, que segundo a legislação não pode ser lançado em cursos de água superficial, por causa da elevada DBO (CETESB, 1997). Atualmente, no Brasil, o vinhoto vem sendo aplicado diretamente no solo como fertilizante, ficando armazenado em tanques de armazenamento, até a sua disposição na lavoura. Estudos realizados por FRAGA et al. (1994), confirmaram a poluição da água e do solo por vinhoto infiltrado sob os tanques de armazenamento. Justifica-se, portanto, a construção de tanques impermeabilizados com materiais adsorventes como uma forma de diminuir a perda do vinhoto, por infiltração e a poluição do aqüífero. Sendo assim, o presente trabalho vem relatar um estudo realizado a nível de laboratório, da adsorção do vinhoto e de seus componentes orgânicos por uma argila esmectita organofílica. As argilas organofílicas têm sido utilizadas como adsorventes de produtos orgânicos. Por conter vários componentes orgânicos, o estudo do vinhoto é importante, pois os lugares poluídos sempre têm mais de um produto orgânico, permitindo avaliar a adsorção de uma mistura e de seus componentes individuais. Os componentes orgânicos do vinhoto estudados foram: dextrana, fenol, glicose, frutose, glicerina e glicina. O estudo foi conduzido em batelada, usando uma argila organofílica comercial fabricada no Brasil, partindose de bentonita sódica importada e de sal quaternário de amônio nacional (cloreto de alquil-benzil-dimetilamônio, com radical graxo de óleo de babaçu e predomínio da fração C 12 saturada). Os experimentos de adsorção foram analisados empregando-se a isóterma de Freundlich, avaliando-se, também, a influência da temperatura na adsorção. O fenol foi o produto orgânico mais adsorvido, sendo que a dextrana e o vinhoto foram, também, bem adsorvidos. Glicose, frutose e a glicerina tiveram uma adsorção menor, mas a glicina não mostrou tendência à adsorção. A conclusão desse estudo é que argilas organofílicas do tipo estudada, possuem potencial de serem utilizadas como impermeabilizantes dos tanques de armazenamento de vinhoto, devido a sua capacidade adsorvente. PALAVRAS-CHAVE: Adsorção, Vinhoto, Fenol, Argilas Organofílicas, Argilas Esmectíticas. INTRODUÇÃO As bacias subterrâneas constituem 95% da água doce disponível do planeta, sendo, portanto, uma grande reserva estratégica. O país explora só 1% ou 2% do potencial dos mananciais subterrâneos. Cerca de 80% das cidades brasileiras poderiam ser abastecidas por águas de poço, mas apenas 30% utilizam esse recurso, pois há uma cultura de captação de águas superficiais, devida aos nossos rios perenes (ESCOBAR, 2000). Embora elas sejam naturalmente mais protegidas dos contaminantes do que as superficiais, a grande expansão das ABES Trabalhos Técnicos 1

2 atividades antrópicas, isto é, atividades cuja origem resultam da intervenção humana, nas áreas urbanas e rurais tem provocado a poluição dos sistemas aqüíferos, sobretudo através dos lixões, aterros industriais, armazenamento e descarte inadequados de produtos químicos, efluentes e resíduos, incluindo o uso indiscriminado de agrotóxicos e fertilizantes. A agroindústria brasileira tem sido responsável pela geração de 148 milhões de metros cúbicos de vinhoto por ano (MICT, 1997). O vinhoto é um efluente da indústria de açúcar e álcool, que segundo a legislação não pode ser lançado em cursos de água superficial, por causa da elevada DBO ( mg/l) (CETESB, 1997). Esse volume gerado mostra a necessidade de se estudar opções técnicas para a disposição desse resíduo. O vinhoto é basicamente composto por 93,5% de água, 4,6% de matéria orgânica e 1,9% de material mineral [com teor elevado de potássio (0,5%) e em menor quantidade de nitrogênio (0,05%) e fósforo (0,01%)]. O material mineral é que lhe dá as características como fertilizante (BORRERO, 2000). A composição da matéria orgânica é: 30% de gomas, 24% de fenolatos, 16% de açúcares redutores, 13% de aminoácidos, 9% de ácidos orgânicos e 8% de glicerol (PATURAU, 1982). Segundo Menezes (1980) o seu elevado índice polucional é evidenciado pelos valores de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO) e pelos elementos orgânicos componentes como açúcares, dextrinas, resinas, gomas, amidos, ácidos orgânicos, que se decompõem exalando odor de gás sulfídrico. A aplicação do vinhoto em locais restritos, conhecidos como áreas de sacrifício, é condenada pois polui o aqüífero. A prática mais recomendada é conhecida como fertirrigação (CETESB, 1997), que consiste na aplicação do vinhoto diretamente na cultura canavieira, em menores taxas, para o restabelecimento de alguns nutrientes do solo, sobretudo o potássio. Considerando-se a infiltração do vinhoto no solo, constatada nas áreas de sacrifício e sob os canais de adução, foram realizados estudos, que confirmaram a previsão de poluição da água e do solo por vinhoto infiltrado sob os tanques de armazenamento, local onde o vinhoto fica até ser feita a fertirrigação (FRAGA et al., 1994). Justifica-se, portanto, a construção de tanques impermeabilizados, como forma de evitar a perda do vinhoto, por infiltração e a poluição do aqüífero. Devido à poluição dos aqüíferos e das águas de superfícies por compostos orgânicos, vários tipos de adsorventes vêm sendo estudados, especialmente os argilominerais do grupo das esmectitas, devido a sua elevada área específica (760 m 2 /g), alta capacidade de troca de catiônica (1E/kg para cátions monovalentes), fazendo com que as reações de intercalação sejam muito rápidas (velocidade de troca muito elevada) e a facilidade com que as esmectitas formam complexos argila-material orgânico (ZHANG et al., 1993) (BUCHLER, 1987) (SOUZA SANTOS, 1992). As argilas naturais, que contêm metais como cátions de troca, não são boas adsorventes para remover moléculas orgânicas neutras de soluções aquosas, porque essas argilas têm caráter hidrofílico induzido pelo cátion metálico (ZHANG et al., 1993). As respectivas moléculas orgânicas são hidrofóbicas e, portanto, sem afinidade com as superfícies hidrofílicas dos argilominerais. Mas, o caráter hidrofílico dos minerais argilosos pode ser alterado para hidrofóbico e, consequentemente, organofílico se os cátions inorgânicos trocáveis forem substituídos por cátions orgânicos, como os cátions quaternários de amônio da forma [(CH 3 ) 3 NR]+ ou [(CH 3 ) 2 NRR ]+. Obtém-se dessa forma argilas organofílicas. As propriedades organofílicas dessas argilas modificadas, resultam em parte no reduzido grau de hidratação dos cátions orgânicos, quando comparados as cátions de troca inorgânicos (KUKKADAPU; BOYD, 1995). Muitas argilas organofílicas têm demonstrado ótima eficiência na remoção de vários contaminantes orgânicos neutros da água (MORTLAND et al., 1986; BOYD et al., 1988; LEE et al., 1990; JAYNES, BOYD, 1990, 1991; JAYNES, VANCE, 1996) podendo ser usadas no tratamento de águas contaminadas, sendo ainda indicadas para revestimentos de reservatórios de disposição de resíduos (SHENG; BOYD, 1998), tratamentos de efluentes, derramamento controlado, em tanques de óleo ou gasolina e em revestimentos de aterros (ZHANG et al., 1993). MORTLAND et al. (1986) estudaram a adsorção do fenol e do clorofenol em água, usando cátions quaternários de amônio [(CH 3 ) 3 NR]+ ou [(CH 3 ) 2 NR 2 ]+ para substituírem os cátions inorgânicos das esmectitas e torná-las organofílicas. Foi verificado que cátions quaternários de amônio, cujos radicais R são relativamente grandes como o hexadecil-trimetil-amônio, aumentaram a capacidade de sorção das argilas 2 ABES Trabalhos Técnicos

3 organofílicas. Ao contrário, esmectitas saturadas com cátions orgânicos pequenos como o tetrametilamônio (TMA), mostraram menor capacidade de sorção dos compostos fenólicos testados. As propriedades sorventes das argilas organofílicas formadas com cátions quaternários de amônio dependem muito do tamanho do radical R. Quando R é um grupo alquil de cadeia longa como o hexadecil, a argila organofílica formada, a partir da esmectita, é um sorvente eficaz para contaminantes orgânicos neutros, quando comparada com as esmectitas não modificadas. Esses estudos comprovam a importância da escolha do cátion orgânico para se conseguir a adsorção desejada. JAYNES e BOYD (1991) num estudo sobre a hidrofobicidade das superfícies das folhas de silicatos em esmectitas, reduziram quimicamente a densidade de carga das esmectitas antes de preparar as argilas organofílicas. Preparando fenil-trimetil-amônio-esmectita (TMPA-esmectita) de baixa, intermediária e alta carga; constataram que a TMPA-esmectita de baixa carga adsorveu eficazmente os hidrocarbonetos estudados. Como a quantidade dos compostos orgânicos adsorvidos foi diretamente proporcional a área superficial e foi inversamente proporcional a densidade de carga superficial e a quantidade de cátions TMPA, eles concluíram que a função dos cátions TMPA era de pilares não hidratados para manter as camadas distanciadas para adsorção. A colocação de cátions TMPA interlamelares controla o tamanho dos sítios de adsorção. A adsorção preferencial de moléculas orgânicas hidrofóbicas por esses sistemas demonstra que a superfície das folhas de silicato, em esmectitas, tem natureza hidrofóbica. SHENG e BOYD (1998) chegaram a mesma conclusão quando estudaram a adsorção de esmectitas cálcicas trocadas com o cátion fenil-trimetilamônio (TMPA-esmectita), para adsorver benzeno, o-xileno, etilbenzeno, n-butilbenzeno e tricloroetileno em soluções aquosas. BÜCHLER (1987) estudou, em diferentes temperaturas, a adsorção do vinhoto e de seus componentes orgânicos pelas bentonitas sódicas de Wyoming e de Boa Vista do estado da Paraíba trocadas com o cátion tetrametilamônio. A melhor adsorção foi obtida com as bentonitas sódicas de Wyoming trocada com o cátion tetrametilamônio, comprovando a importância da escolha do tipo de argila para obter a adsorção desejada. Em todas as argilas utilizadas verificou-se que quanto maior a temperatura menor é a adsorção. O vinhoto foi bem adsorvido, sendo que dos seus componentes orgânicos, o fenol foi a substância que apresentou maior capacidade de adsorção. Os demais componentes orgânicos apresentaram capacidades de adsorção menores, seguindo a seguinte ordem: vinhoto> fenol> frutose> glicerina> glicose> dextrana, sendo que a glicina pura não indicou qualquer capacidade para ser adsorvida. O objetivo desse trabalho foi estudar, em escala de laboratório, a adsorção do vinhoto e de seus componentes orgânicos em argila organofílica comercial, tendo em vista sua utilização como revestimento em tanques de armazenamento. O estudo do vinhoto, bem como de seus componentes orgânicos, é importante, pois os lugares poluídos sempre têm mais de um produto orgânico, o que permitirá avaliar ao adsorção de uma mistura e dos componentes individuais. Outro fato importante é a grande quantidade de vinhoto que está sendo disposto em tanques de armazenamento e que por ter uma alta carga poluidora contamina o aqüífero (FRAGA et al., 1994). As isótermas de adsorção foram medidas em concentrações próximas desses componentes no vinhoto e nas temperaturas de 33 C e 43ºC, para verificarmos a influência da temperatura na adsorção. Essas temperaturas foram adotadas para saberemos se a argila comercial adsorverá e se poderá ser usada em zonas canavieiras, que têm altas temperaturas. As soluções foram aquosas, pois o vinhoto tem 93,5% de água. O desenvolvimento desse trabalho contou com o apoio da CAPES e da FAPESP (Projeto temático 1995 / ). MATERIAIS E MÉTODOS A argila esmectítica organofílica utilizada, trata-se de uma amostra comercial pulverulenta, creme claro, de aproximadamente 1 kg. A argila foi fabricada no Brasil, partindo-se de bentonita sódica importada e de sal quaternário de amônio nacional (cloreto de alquil-benzil-dimetil-amônio, com radical graxo de óleo de babaçu e predomínio da fração C 12 saturada), e será denominada nesse trabalho de amostra A. Essa argila foi caracterizada por VALENZUELA DÍAZ (1994). O fenol (PA) foi fabricado pela Rhodia Poliamida Ltda, ABES Trabalhos Técnicos 3

4 tendo sido fornecido pela Casa Americana de Artigos de Laboratório. A dextrana é da marca Sigma Chemical Company, com peso molecular entre A glicose (PA-ACS),frutose (USP/FCC), a glicerina bidestilada (USP/FCC) e a glicina (USP/NF) foram produzidas e fornecidas pela Labsynth Produtos para Laboratórios Ltda. O vinhoto foi proveniente de usina de açúcar e de álcool do Estado de São Paulo. Os experimentos de adsorção foram realizados em batelada. As isótermas de adsorção foram obtidas, pesando-se 2 g de argila, sem purificação, em frascos de 35 ml, onde foram adicionadas 30 ml de soluções aquosas feitas com as substâncias orgânicas, com concentrações conhecidas, que variaram de 200 mg/l a 1000 mg/l, sendo que o vinhoto foi, primeiramente, diluído 10 vezes. Os frascos foram fechados e misturados. Todos os experimentos foram feitos em duplicata, ficando por 24h à temperatura de 33ºC e de 43ºC, para verificarmos a influência da temperatura. Após esse período os conteúdos dos frascos foram centrifugados por 1 hora com rotação de 3000 rpm, utilizando-se a centrífuga BIO-ENG, modelo BE Os sobrenadantes foram analisados pelo método do carbono orgânico total (TOC), para obtermos as concentrações de equilíbrio das substâncias orgânicas. Também foram analisadas pelo mesmo método, as soluções antes de serem adicionadas às argilas, e que foram mantidas nas mesmas temperatura dos experimentos. O equipamento utilizado para esse teste é da marca Shimadzu, modelo TOC-5000 A. Os aparelhos são de propriedade do Departamento de Engenharia Química da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. As isótermas foram construídas plotando-se a quantidade adsorvida em função da concentração de equilíbrio na solução. A quantidade de material orgânico adsorvida pela esmectita foi determinada pela diferença entre a concentração inicial e a de equilíbrio, multiplicada pelo volume da solução utilizada e dividida pela massa de argila. As adsorções foram analisadas empregando-se a isóterma de Freundlich. ISÓTERMAS DE ADSORÇÃO A distribuição do vinhoto e de seus componentes orgânicos entre a fase sólida (argila organofílica) e a fase em solução encontram-se nas figuras 1 e 2. Dos seis componentes orgânicos testados, apenas a glicina não mostrou tendência à adsorção, consequentemente seu resultado não foi representado graficamente. A glicina é o mais abundante aminoácido presente no vinhoto e tendo em vista seu baixo peso molecular é de se esperar que pouca ou nenhuma adsorção ocorra. Este fato não põe o processo em risco por causa da baixa concentração de aminoácidos no vinhoto. Para todos os outros cinco produtos orgânicos, as concentrações na fase sólida crescem em relação à fase em solução. Com respeito as concentrações de equilíbrio, as quantidades adsorvidas do fenol e da dextrana foram maiores que a do vinhoto, sendo que a glicose, frutose e a glicerina foram menos adsorvidas. A isóterma do fenol é crescente, tendo uma curva côncava, mas as outras isótermas são crescentes, tendo curvas convexas. A curvatura côncava da isóterma do fenol foi causada pelo aumento efetivo da adsorção. Esse aumento da adsorção é devido ao aumento do conteúdo orgânico adsorvido pela argila. EFEITO DA TEMPERATURA O efeito da temperatura foi constatado, como mostra a figura 1. A adsorção foi maior em menores temperaturas, porém a temperatura não exerceu um efeito pronunciado. Como as temperaturas testadas foram altas e as porcentagens de remoção foram na ordem de 87,10 à 33ºC e de 82, 84% à 43ºC para o fenol; de 67,10% à 33ºC e de 56,19% à 43ºC para a dextrana, que são os produtos orgânicos em maior quantidade no vinhoto, mostram que essa argila é uma boa adsorvente, mesmo em temperaturas altas. Além do mais, o vinhoto foi bem adsorvido por ela, apresentando remoções na ordem de 33,05% à 33ºC e de 31,15% à 43ºC. A glicose apresentou porcentagens de remoção na ordem de 27,29% à 33ºC e de 23,40% à 43ºC. A frutose teve as seguintes remoções: 23,35% à 33ºC e 19,39% à 43ºC. Por último a glicerina com 17,07% à 33ºC e com 15,88% à 43ºC. 4 ABES Trabalhos Técnicos

5 Essas menores remoções estão ligadas com o aumento da solubilidade devido ao aumento da temperatura, tornando os componentes orgânicos menos hidrofóbicos, fazendo com que sua interação com a superfície da argila, que é hidrofóbica (JAYNES e BOYD, 1991), fique mais fraca, resultando em menor adsorção. ABES Trabalhos Técnicos 5

6 mg adsorvido/ g argila 16,00 14, ,00 6,00 4,00 FENOL 33ºC y = 0,0106x 1,5827 R 2 = 0,9653 FENOL 43ºC y = 42x 1,6774 R 2 = 0, ,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 1,00 3,50 DEXTRANA 33ºC y = 0,1977x 0,6358 R 2 = 0,9017 DEXTRANA 43ºC y = 0,2049x 0,5611 R 2 = 0, concentração de equilíbrio( mg/l) mg adsorvido/ g argila 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 1,00 VINHOTO 33ºC y = 0,0723x 0,6495 R 2 = 0,9768 VINHOTO 43ºC y = 0,0399x 0,7289 R 2 = 0, ,00 2,50 1,50 1,00 0,50 GLICOSE 33ºC y = 0,0833x 0,5362 R 2 = 0,9477 GLICOSE 43ºC y = 0,0762x 0,5159 R 2 = 0, ,50 1,50 1,00 0,50 FRUTOSE 33ºC y = 0,147x 0,4051 R 2 = 0,9013 FRUTOSE 43ºC y = 0,0278x 0,6546 R 2 = 0, ,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 GLICERINA 33ºC y = 0,0882x 0,4411 R 2 = 0,9036 GLICERINA 43ºC y = 0,1385x 0,352 R 2 = 0, Figura 1: Isótermas de adsorção do vinhoto e de seus componentes orgânicos em esmectita organofílica, que contém o cátion alquil-benzil-dimetil-amônio. 6 ABES Trabalhos Técnicos

7 25,00 FENOL 33ºC y = 0,0106x 1,5827 R 2 = 0, ,00 1 5,00 DEXTRANA 33ºC y = 0,1977x 0,6358 R 2 = 0,9017 VINHOTO 33ºC y = 0,0723x 0,6495 R 2 = 0,9768 GLICOSE 33ºC y = 0,0833x 0,5362 R 2 = 0,9477 FRUTOSE 33ºC y = 0,147x 0,4051 R 2 = 0,9013 GLICERINA 33ºC y = 0,0882x 0,4411 R 2 = 0, ,00 6,00 4,00 FENOL 43ºC y = 42x 1,6774 R 2 = 0,9687 DEXTRANA 43ºC y = 0,2049x 0,5611 R 2 = 0,9463 VINHOTO 43ºC y = 0,0399x 0,7289 R 2 = 0,9799 GLICOSE 43ºC y = 0,0762x 0,5159 R 2 = 0,9699 FRUTOSE 43ºC y = 0,0278x 0,6546 R 2 = 0,9344 GLICERINA 43ºC y = 0,1385x 0,352 R 2 = 0, Figura 2: Isótermas de adsorção do vinhoto e de seus componentes orgânicos em esmectita organofílica, que contém o cátion alquil-benzil-dimetil-amônio. ABES Trabalhos Técnicos 7

8 ISÓTERMA DE FREUNDLICH A isóterma de Freundlich foi usada para analisar a adsorção do vinhoto e de seus componentes orgânicos. Esse modelo foi originalmente desenvolvido para adsorbatos gasosos mas, hoje em dia são aplicados em outros sistemas com sucesso. A equação de Freundlich (equação 1) pode ser expressa da seguinte forma : X/M = K f C e 1/n f equação (1) onde K f é uma constante relacionada com a capacidade de adsorção (L/mg) e n f é a outra constante adimensional relacionada com o formato da isóterma. C e refere-se a concentração de equilíbrio em mg/l. Os resultados dessas constantes estão na tabela 1. Tabela 1: Valores das Constantes das Isótermas de Freundlich. TEMPERATURA DE 33ºC TEMPERATURA DE 43ºC AMOSTRA K n f f R 2 K n f (L/mg) f (L/mg) R 2 FENOL 0,63 0,0106 0,9653 0, ,9687 DEXTRANA 1,57 0,1977 0,9017 1,78 0,2049 0,9463 VINHOTO 1,54 0,0723 0,9768 1,37 0,0399 0,9799 GLICOSE 1,86 0,0833 0,9477 1,94 0,0762 0,9699 FRUTOSE 2,47 0,1470 0,9013 1,53 0,0278 0,9344 GLICERINA 2,27 0,0882 0,9036 2,84 0,1385 0,9921 Os valores de n f foram maiores que 1 para todas as amostras, com exceção do fenol. Os valores de n f menores que 1 e maiores que 1 representam adsorções com curvaturas côncavas e convexas, respectivamente (figuras 1 e 2). A validação do uso desse modelo foi confirmado, testando-se o coeficiente de correlação R 2 superiores a 0,9, mostrando portanto, um bom ajuste. que foram CONCLUSÕES Como o objetivo desse trabalho era estudar a adsorção do vinhoto e de seus componentes orgânicos por uma argila organofílica, temos as seguintes conclusões: O efeito da temperatura foi constatado, como mostra a figura 1. A adsorção foi maior em menores temperaturas, porém a temperatura não exerceu um efeito pronunciado. Como as temperaturas testadas foram altas e as porcentagens de remoção foram na ordem de 87,10 à 33ºC e de 82, 84% à 43ºC para o fenol; de 67,10% à 33ºC e de 56,19% à 43ºC para a dextrana, que são os produtos orgânicos em maior quantidade no vinhoto, mostram que essa argila é uma boa adsorvente, mesmo em temperaturas altas. Além do mais, o vinhoto foi bem adsorvido por ela, apresentando remoções na ordem de 33,05% à 33ºC e de 31,15% à 43ºC. A glicose apresentou porcentagens de remoção na ordem de 27,29% à 33ºC e de 23,40% à 43ºC. A frutose teve as seguintes remoções: 23,35% à 33ºC e 19,39% à 43ºC. Por último a glicerina com 17,07% à 33ºC e com 15,88% à 43ºC. A maior adsorção da dextrana e do fenol, pela argila utilizada, é importante pois dentre as quantidades dos componentes orgânicos presentes no vinhoto, eles estão em primeiro e segundo lugares. Como as curvas de equilíbrio ajustaram-se bem a equação de Freundlich, com coeficiente de correlação superior a 0,9, é uma prova de tratar-se de uma adsorção física ou adsorção de Van der Waals, nesse caso o adsorbato (substância orgânica) é fixado na superfície do adsorvente (argila organofílica) por forças fracas. e a adsorção não é total, pois há sempre uma concentração final de equilíbrio dos compostos orgânicos. Sendo a argila organofílica, ela não interage com o solvente que é a água, fato importante na adsorção a partir de soluções aquosas. 8 ABES Trabalhos Técnicos

9 O efeito da variação da temperatura constatado, isto é, inversamente proporcional à capacidade de adsorção, também é típico da adsorção física. Dos componentes orgânicos estudados, o fenol foi o que apresentou maior capacidade de adsorção, pela argila organofílica. A ordem decrescente da capacidade de adsorção é : fenol, dextrana, vinhoto, glicose, frutose e glicerina, como pode ser observada nas figuras 1 e 2. A ordem decrescente da capacidade de adsorção encontrada por BÜCHLER (1987) foi: fenol, frutose, glicerina bidestilada, glicose e dextrana. Essa diferença, entre as capacidades de adsorção, está relacionada com os cátions orgânicos usados. BÜCHLER (1987) utilizou o tetrametilamônio (TMA), que é um cátion mais hidratado, que o alquil-benzildimetil-amônio, utilizado nesse trabalho. Essa diferença na hidratação facilitou a adsorção da frutose, glicerina e da glicose pela esmectita TMA, pois essas substâncias orgânicas são muito solúveis em água. Depois do fenol, a dextrana foi a que apresentou a maior adsorção. Essa maior adsorção está, também, relacionada com a forma e tamanho do cátion alquil-benzil-dimetil-amônio, o que permitiu uma maior separação entre as camadas, facilitando a adsorção da dextrana que é um polímero da glicose, com alto peso molecular. Por ser o TMA mais hidratado e menor, BÜCHLER (1987) obteve com a dextrana a menor adsorção. A conclusão desse estudo é que argilas organofílicas do tipo estudada, possuem potencial de serem utilizadas como impermeabilizantes em tanques de armazenamento de vinhoto, como forma de diminuir a perda do vinhoto por infiltração e a poluição de aqüíferos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. BORRERO, M. A V. Um método para avaliar os aspectos ambientais da produção de álcool combustível e o conceito de eficiência ambiental. São Paulo, P. Tese (Doutorado). Faculdade de Engenharia Mecânica, Universidade de Campinas. 2. BOYD, S. A; SUN, S.; LEE, J. F.; MORTLAND, M. M. Pentachlorophenol sorption by organo-clays. Clays and Clay Minerals, v. 36, p , BÜCHLER, P. M.. Estudo em escala de laboratório, da adsorção dos componentes orgânicos do vinhoto por argilas, tendo em vista o revestimento em lagoas de estabilização. Revista Brasileira de Engenharia Química, v. 9, n.1, p , BÜCHLER,P. M.; PERRY, R. The use of clay liners in the attenuation of the organic load of vinasse in developing countries. Prooceedings of the International Conference on Chemicals in the Environment Lisboa, p , CETESB. Relatório de qualidade das águas subterrâneas do Estado de São Paulo Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, São Paulo: CETESB, CETESB. Mapeamento da vulnerabilidade e risco de poluição das Águas Subterrâneas no Estado de São Paulo Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, São Paulo: CETESB, v.1, CRUZ, R. L.; RIGHETTO, A. M.; NOGUEIRA, M. A. Experimental investigation of soil and groundwater impacts caused by vinasse disposal. Water Science and Technology, v. 24, n. 11, p , CUNHA, R. C. A. et al. Effects of irrigation with vinasse and the dynamics of its constituints in the soil: - phisical and chemical aspects. Water Science and Technology, v. 19, n. 8, ESCOBAR, H. Brasil explora pouco a água de subsolo. O Estado de São Paulo, São Paulo, 13 nov FRAGA, G. P. et al. Poluição do solo e aqüífero subterrâneo pela vinhaça infiltrada sob tanques de armazenamento. Relatório CETESB., 1994, 16p. 11. GLOEDEN, E.; CUNHA, R. C.A.; FRACCAROLI, M. J. B.; CLEARY, R. W. The behaviour of vinasse constituents in the unsaturated and saturated zones in the Botucatu Aquifer recharge area. Water Science and Technology, v. 24, n. 11, p , ABES Trabalhos Técnicos 9

10 12. JAYNES, W. F., BOYD, S. A.. Trimethylphenylamonium-smectite as an effective adsorbent of water soluble aromatic hydrocarbons. Journal of the Air Waste Management Association, v. 40, n.12, p , JAYNES, W. F., BOYD, S. A.. Hydrophobicity of siloxane surfaces as revealed by aromatic hydrocarbon adsorption from water. Clays and Clay Minerals, v. 39, p , JAYNES, W. F.; VANCE, G. F. BTEX sorption by organo-clays: cosorptive enhancement and equivalence of interlayer complexes. Soil Science American Journal, v. 60, p , LEE, J. -F.; MORTLAND, M. M.; BOYD, S. A ; CHIOU, C. T. Shape selective adsorption of aromatic compounds from water by tetramethylammonium-smectite. Journal Chemical Society Faraday Trans. I, v. 85, p , MICT. Portaria número 46 do Ministério da Indústria, Comércio e Turismo, de 29 de abril de 1997, Diário Oficial da União 81 (seção 1), 8688, Brasília, Brasil, PATURAU, J. M. By-products of Sugar Cane Industry. 2 a edição, Elsevier, Amsterdam, p , SOUZA SANTOS, P. Ciência e tecnologia de argilas, 2 ª ed. com a colaboração de H. Souza Santos; 3 vol., Editora Edgar Blucher, São Paulo, 1989 (vol. 1) e 1992 (vol. 2 e 3). 19. VALENZUELA DÍAZ, F. R. Preparação, a nível de laboratório, de algumas argilas esmectíticas organofílicas. São Paulo, p. Tese (Doutorado) Escola Politécnica, Universidade de São Paulo. 20. VALENZUELA DÍAZ, F. R. Obtenção de argilas organofílicas partindo-se de argila esmectita e do sal quaternário de amônio Arquad 2HT-75. In: 43º Congresso Brasileiro de Cerâmica, 6., Florianópolis, Anais. p ZHANG, Z. Z.; SPARKS, D. L.; SCRIVNER, N. C. Sorption and desorption of quaternary amine cations on clays. Environmental Science & Technology, v. 27, n. 8, p , ABES Trabalhos Técnicos