A casca de pinhão brasileiro (Araucária angustifolia) é um resíduo alimentar, que foi usado como um biossorvente para a remoção do corante Vermelho Reativo 194 não hidrolisado (NRR) e do corante Vermelho Reativo 194 hidrolisado (HRR) em soluções aquosas. A casca de pinhão (PW) tratada quimicamente com cromo (Cr- PW), com ácido (A-PW), e com ácido e cromo (Cr-A-PW) foram testados como alternativa de biossorventes para remover NRR e HRR de efluentes hídricos. Foi observado que o tratamento do pinhão brasileiro com o cromo (Cr-PW e Cr-A-PW) ajudou a aumentar notavelmente a área de superfície específica e o tamanho do volume dos poros deste biossorvente quando comparado com a casca de pinhão não modificada. Foram estudados os efeitos do tempo de agitação, da dosagem de biosorvente e de pH na capacidade de biossorção. Na faixa de pH ácido (pH=2) a biossorção de NRR e HRR foi favorável. O tempo de contato requerido para atingir o equilíbrio foi de 24 horas a uma temperatura de 25ºC. Os dados do equilíbrio foram analisados segundo os modelos de isoterma de Langmuir, Freundlich, Sips e Redlich-Peterson. Para o corante reativo NRR os dados do equilíbrio foram ajustados ao modelo de isoterma de Sips usando PW e APW como biosorventes, e o modelo de isoterma de Redlich-Peterson quando utilizados Cr-PW e Cr-A-PW como biosorvente. Para o corante reativo HRR os dados de equilíbrio foram melhor ajustados ao modelo de isoterma de Sips usando PW, A-PW e Cr-A-PW e o modelo de isoterma de Redlich-Peterson para Cr-PW como biossorvente. / The Brazilian pine-fruit shell (Araucaria angustifolia) is a food residue, that was used as biosorbent for the removal of non-hydrolyzed reactive red 194 (NRR) and hydrolyzed reactive red 194 (HRR) forms from aqueous solutions. Chemical treatment of Brazilian pine-fruit shell (PW), with chromium (Cr-PW), with acid (A-PW), and with acid followed by chromium (Cr-A-PW) were also tested as alternative biosorbents for the removal of NRR and HRR from aqueous effluents. It was observed that the treatment of the Brazilian pine-fruit shell with chromium (Cr-PW and Cr-A-PW) leaded to a remarkable increase in the specific surface area and average porous volume of these biosorbents when compared to unmodified Brazilian pine-fruit shell (PW).The effects of shaking time, biosorbent dosage and pH on biosorption capacity were studied. In acidic pH region (pH 2.0) the biosorption of NRR and HRR were favorable. The contact time required to obtain the equilibrium was 24 hours at 25°C. The equilibrium data were fitted to Langmuir, Freundlich, Sips and Redlich-Peterson isotherm models. For NRR reactive dye the equilibrium data were best fitted to the Sips isotherm model using PW and A-PW as biosorbents, and Redlich-Peterson isotherm model using Cr-PW and Cr-A-PW as biosorbents. For HRR reactive dye the equilibrium data were best fitted to the Sips isotherm model using PW, A-PW and Cr-A-PW and the Redlich-Peterson isotherm model for Cr-PW as biosorbent.

A casca de pinhão brasileiro (Araucária angustifolia) é um resíduo alimentar, que foi usado como um biossorvente para a remoção do corante Vermelho Reativo 194 não hidrolisado (NRR) e do corante Vermelho Reativo 194 hidrolisado (HRR) em soluções aquosas. A casca de pinhão (PW) tratada quimicamente com cromo (Cr- PW), com ácido (A-PW), e com ácido e cromo (Cr-A-PW) foram testados como alternativa de biossorventes para remover NRR e HRR de efluentes hídricos. Foi observado que o tratamento do pinhão brasileiro com o cromo (Cr-PW e Cr-A-PW) ajudou a aumentar notavelmente a área de superfície específica e o tamanho do volume dos poros deste biossorvente quando comparado com a casca de pinhão não modificada. Foram estudados os efeitos do tempo de agitação, da dosagem de biosorvente e de pH na capacidade de biossorção. Na faixa de pH ácido (pH=2) a biossorção de NRR e HRR foi favorável. O tempo de contato requerido para atingir o equilíbrio foi de 24 horas a uma temperatura de 25ºC. Os dados do equilíbrio foram analisados segundo os modelos de isoterma de Langmuir, Freundlich, Sips e Redlich-Peterson. Para o corante reativo NRR os dados do equilíbrio foram ajustados ao modelo de isoterma de Sips usando PW e APW como biosorventes, e o modelo de isoterma de Redlich-Peterson quando utilizados Cr-PW e Cr-A-PW como biosorvente. Para o corante reativo HRR os dados de equilíbrio foram melhor ajustados ao modelo de isoterma de Sips usando PW, A-PW e Cr-A-PW e o modelo de isoterma de Redlich-Peterson para Cr-PW como biossorvente. / The Brazilian pine-fruit shell (Araucaria angustifolia) is a food residue, that was used as biosorbent for the removal of non-hydrolyzed reactive red 194 (NRR) and hydrolyzed reactive red 194 (HRR) forms from aqueous solutions. Chemical treatment of Brazilian pine-fruit shell (PW), with chromium (Cr-PW), with acid (A-PW), and with acid followed by chromium (Cr-A-PW) were also tested as alternative biosorbents for the removal of NRR and HRR from aqueous effluents. It was observed that the treatment of the Brazilian pine-fruit shell with chromium (Cr-PW and Cr-A-PW) leaded to a remarkable increase in the specific surface area and average porous volume of these biosorbents when compared to unmodified Brazilian pine-fruit shell (PW).The effects of shaking time, biosorbent dosage and pH on biosorption capacity were studied. In acidic pH region (pH 2.0) the biosorption of NRR and HRR were favorable. The contact time required to obtain the equilibrium was 24 hours at 25°C. The equilibrium data were fitted to Langmuir, Freundlich, Sips and Redlich-Peterson isotherm models. For NRR reactive dye the equilibrium data were best fitted to the Sips isotherm model using PW and A-PW as biosorbents, and Redlich-Peterson isotherm model using Cr-PW and Cr-A-PW as biosorbents. For HRR reactive dye the equilibrium data were best fitted to the Sips isotherm model using PW, A-PW and Cr-A-PW and the Redlich-Peterson isotherm model for Cr-PW as biosorbent.

A casca de pinhão brasileiro (Araucária angustifolia) é um resíduo alimentar, que foi usado como um biossorvente para a remoção do corante Vermelho Reativo 194 não hidrolisado (NRR) e do corante Vermelho Reativo 194 hidrolisado (HRR) em soluções aquosas. A casca de pinhão (PW) tratada quimicamente com cromo (Cr- PW), com ácido (A-PW), e com ácido e cromo (Cr-A-PW) foram testados como alternativa de biossorventes para remover NRR e HRR de efluentes hídricos. Foi observado que o tratamento do pinhão brasileiro com o cromo (Cr-PW e Cr-A-PW) ajudou a aumentar notavelmente a área de superfície específica e o tamanho do volume dos poros deste biossorvente quando comparado com a casca de pinhão não modificada. Foram estudados os efeitos do tempo de agitação, da dosagem de biosorvente e de pH na capacidade de biossorção. Na faixa de pH ácido (pH=2) a biossorção de NRR e HRR foi favorável. O tempo de contato requerido para atingir o equilíbrio foi de 24 horas a uma temperatura de 25ºC. Os dados do equilíbrio foram analisados segundo os modelos de isoterma de Langmuir, Freundlich, Sips e Redlich-Peterson. Para o corante reativo NRR os dados do equilíbrio foram ajustados ao modelo de isoterma de Sips usando PW e APW como biosorventes, e o modelo de isoterma de Redlich-Peterson quando utilizados Cr-PW e Cr-A-PW como biosorvente. Para o corante reativo HRR os dados de equilíbrio foram melhor ajustados ao modelo de isoterma de Sips usando PW, A-PW e Cr-A-PW e o modelo de isoterma de Redlich-Peterson para Cr-PW como biossorvente. / The Brazilian pine-fruit shell (Araucaria angustifolia) is a food residue, that was used as biosorbent for the removal of non-hydrolyzed reactive red 194 (NRR) and hydrolyzed reactive red 194 (HRR) forms from aqueous solutions. Chemical treatment of Brazilian pine-fruit shell (PW), with chromium (Cr-PW), with acid (A-PW), and with acid followed by chromium (Cr-A-PW) were also tested as alternative biosorbents for the removal of NRR and HRR from aqueous effluents. It was observed that the treatment of the Brazilian pine-fruit shell with chromium (Cr-PW and Cr-A-PW) leaded to a remarkable increase in the specific surface area and average porous volume of these biosorbents when compared to unmodified Brazilian pine-fruit shell (PW).The effects of shaking time, biosorbent dosage and pH on biosorption capacity were studied. In acidic pH region (pH 2.0) the biosorption of NRR and HRR were favorable. The contact time required to obtain the equilibrium was 24 hours at 25°C. The equilibrium data were fitted to Langmuir, Freundlich, Sips and Redlich-Peterson isotherm models. For NRR reactive dye the equilibrium data were best fitted to the Sips isotherm model using PW and A-PW as biosorbents, and Redlich-Peterson isotherm model using Cr-PW and Cr-A-PW as biosorbents. For HRR reactive dye the equilibrium data were best fitted to the Sips isotherm model using PW, A-PW and Cr-A-PW and the Redlich-Peterson isotherm model for Cr-PW as biosorbent.

Os efluentes têxteis, quando lançados nos corpos hídricos, reduzem a penetração da luz solar prejudicando os processos de fotossíntese. Além disso, os corantes têm sido apontados como substâncias potencialmente tóxicas. Em geral, os processos de remoção estão fundamentados em sistemas físicoquímicos seguidos de tratamento biológico. O processo de adsorção, além de apresentar alta eficiência de remoção, ainda apresenta como vantagem a facilidade de operação e a possibilidade de utilização de adsorventes de baixo custo. Neste trabalho foram utilizados quatro novos adsorventes alternativos para remoção dos corantes têxteis presentes em soluções aquosas ou efluentes sintéticos. O estudo foi segmentado em três etapas de trabalho. Para a remoção dos corantes RR-194 e DB-53, RB-5 e RO-16 de soluções aquosas, foram testados como adsorventes os seguintes materiais: casca de cupuaçu (CS), talo do açaí (AS) e talo do açaí acidificado (AAS), respectivamente. Para a remoção do corante RR- 120 do efluente sintético, foi avaliada a capacidade adsorvente da microalga verde azulada S. platensis (SP). Com o intuito de comparar a eficiência de remoção da microalga, os testes também foram realizados com carvão ativo comercial. A dessorção do corante RR-120 e a reutilização da microalga foi analisada. Os biossorventes foram caracterizados por espectroscopia FTIR, MEV e curvas de adsorção e dessorção de nitrogênio. Foram realizados estudos cinéticos e de equilíbrio para os sistemas. Para avaliar a capacidade de remoção do corante RR-120 da microalga S. platensis e do carvão ativo comercial, foram analisados os aspectos termodinâmicos do processo. Os estudos utilizando a casca do cupuaçu, o talo do açaí, o talo do açaí acidificado e a microalga S. platensis mostraram que os novos adsorventes são ótimas alternativas de baixo custo para remoção dos corantes têxteis RR-194 e DB- 53, RB-5 e RO-16, e RR-120. Todos os adsorventes apresentaram elevada eficiência de remoção. Os experimentos de dessorção utilizando solução de NaOH 0,50 mol.L-1demonstraram que a microalga S. platensis pode ser reutilizada, com pouca perda de eficiência de remoção, diferentemente do carvão ativo, que, apesar de apresentar uma boa eficiência de remoção, forneceu uma porcentagem de dessorção de cerca de 13%, impossibilitando sua reutilização. A caracterização dos biossorventes mostrou que os grupos hidroxila presentes nos compostos fenólicos e alcoólicos e os carboxilatos devem participar efetivamente do mecanismo de biossorção. Os resultados obtidos com os biossorventes CS, AS e AAS foram mais bem representados pelo modelo de ordem fracionária de Avrami, enquanto que o biossorvente SP foi adequadamente ajustado pelo modelo de ordem geral. O modelo de difusão intra-partícula sugere que a biossorção ocorreu em múltiplas etapas. O equilíbrio foi atingido após 10 e 4 horas de contato dos biossorventes AS e AAS, respectivamente, com os corantes RB-5 e RO-16. O tempo necessário para atingir o equilíbrio entre os corantes RR-194 e DB-53 e o biossorvente CS foi de 8 e 18 horas, respectivamente, enquanto que, para remoção do corante RR-120 com o adsorvente SP e AC, foram necessárias 3 horas. O modelo de isoterma de Sips foi o que melhor representou os sistemas de adsorção utilizando CS, AS e AAS como biossorventes. Para o carvão ativo e para o biossorvente SP, o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o de Liu. A capacidade máxima de adsorção dos corantes RB-5 e RO-16 foi de 52,3 mg.g-1 e 61,3 mg.g-1, respectivamente, utilizando AS como biossorvente e 72,3 mg.g-1 e 156 mg.g-1, respectivamente, utilizando AAS como biossorvente. A capacidade máxima de adsorção de RR-194 e DB-53 foi de 64,1 mg.g-1 e 37,5 mg.g-1, respectivamente, utilizando CS como biossorvente, enquanto que a capacidade máxima de adsorção do corante RR-120 foi de 482,2 mg.g-1 e 267,2 mg.g-1, respectivamente, utilizando SP e AC como adsorvente. / The textile effluents when launched into water bodies reduce the penetration of sun light harming the photosynthesis processes. Besides this, the dyes have been pointed out as potentially toxic substances. In general, the removal processes are based on physicochemical systems followed by biological treatment. The sorption process, besides presenting high removal efficiency, it still has the advantage of easy operation and the possibility of usage of low cost adsorbents. In this work, four new alternative adsorbents were used for the removal of textile dye found in aqueous solutions or synthetic effluents. The study was divided in three working steps. For the removal of the dyes RR-194 and DB-53, RB-5 and RO- 16 of aqueous solutions, the following materials were tested as adsorbents: cupuassu shell (CS), aqai stalk (AS) and acidified aqai stalk (AAS), respectively. For the removal of the dye RR-120 of the synthetic effluent the adsorbing capacity of the blue-green microalgae S. platensis (SP) was evaluated. In order to compare the efficiency of microalgae removal, the tests were also performed using commercial activated carbon (AC). The desorption of the dye RR-120 e reusage of the microalgae was analyzed. The biosorbents were characterized through spectroscopy FTIR, MEV and nitrogen adsorption and desorption curves. Kinetic and balance studies for the systems were developed. To evaluate the removal capacity of the dye RR-120 of S. platensis microalgae and the commercial activated carbon, the thermodynamic aspects of the process were analyzed. The studies using the cupuassu shell, aqai stalk, acidified aqai stalk and the S. platensis microalgae showed that the new adsorbents are excelent low cost alternatives for the removal of textile dyes RR-194 and DB-53, RB-5 and RO-16, and RR-120. All adsorbents presented high removal efficiency. The desorption experiments using NaOH 0.50 mol.L-1 solution demonstrated that the S. platensis microalgae may be reused, with a small loss of removal efficiency, different from the activated carbon, which, despite presenting a good removal efficiency, provided a desorption rate of about 13%, preventing its reuse. The characterization of biosorbents showed that the hydroxyl groups found in phenolic and alcoholic compounds and the carboxylates shall effectively participate in the biosorption mechanism. The results obtained with the CS, AS and AAS biosorbents were better represented by the Avrami fractional order model, while the SP biosorbent was properly adjusted by the general order model. The intra-particle diffusion model suggests that the biosorption occurred in multiple stages. The balance was reached after 10 and 4 hours of contact with the biosorbents RB-5 and RO-16 and AS and AAS, respectively. The time needed to reach the balance between the dyes RR-194 and DB-53 and the biosorbent CS was of 8 and 18 hours, respectively, whereas for the removal of the dye RR-120 with the adsorbent SP and AC, 3 hours were needed. The Sips isotherm model was the one which better represented the adsorption systems using CS, AS and AAS as biosorbents. For the activated carbon and the biosorbent SP the model which best suited the experimental data was the Liu’s. The adsorption maximum capacity of the dyes RB-5 and RO-16 were of 52.3 mg.g-1 and 61.3 mg.g-1 using AS as biosorbent, respectively, and 72.3 mg.g-1 and 156 mg.g-1 using AAS as biosorbent, respectively. The adsorption maximum capacity of RR-194 and DB-53 was of 64.1 mg.g-1 and 37.5 mg.g-1 using CS as biosorbent, respectively, whereas the adsorption maximum capacity of the dye RR-120 was of 482.2 mg.g-1 and 267.2 mg.g-1 using SP and AC as adsorbent.

Os efluentes têxteis, quando lançados nos corpos hídricos, reduzem a penetração da luz solar prejudicando os processos de fotossíntese. Além disso, os corantes têm sido apontados como substâncias potencialmente tóxicas. Em geral, os processos de remoção estão fundamentados em sistemas físicoquímicos seguidos de tratamento biológico. O processo de adsorção, além de apresentar alta eficiência de remoção, ainda apresenta como vantagem a facilidade de operação e a possibilidade de utilização de adsorventes de baixo custo. Neste trabalho foram utilizados quatro novos adsorventes alternativos para remoção dos corantes têxteis presentes em soluções aquosas ou efluentes sintéticos. O estudo foi segmentado em três etapas de trabalho. Para a remoção dos corantes RR-194 e DB-53, RB-5 e RO-16 de soluções aquosas, foram testados como adsorventes os seguintes materiais: casca de cupuaçu (CS), talo do açaí (AS) e talo do açaí acidificado (AAS), respectivamente. Para a remoção do corante RR- 120 do efluente sintético, foi avaliada a capacidade adsorvente da microalga verde azulada S. platensis (SP). Com o intuito de comparar a eficiência de remoção da microalga, os testes também foram realizados com carvão ativo comercial. A dessorção do corante RR-120 e a reutilização da microalga foi analisada. Os biossorventes foram caracterizados por espectroscopia FTIR, MEV e curvas de adsorção e dessorção de nitrogênio. Foram realizados estudos cinéticos e de equilíbrio para os sistemas. Para avaliar a capacidade de remoção do corante RR-120 da microalga S. platensis e do carvão ativo comercial, foram analisados os aspectos termodinâmicos do processo. Os estudos utilizando a casca do cupuaçu, o talo do açaí, o talo do açaí acidificado e a microalga S. platensis mostraram que os novos adsorventes são ótimas alternativas de baixo custo para remoção dos corantes têxteis RR-194 e DB- 53, RB-5 e RO-16, e RR-120. Todos os adsorventes apresentaram elevada eficiência de remoção. Os experimentos de dessorção utilizando solução de NaOH 0,50 mol.L-1demonstraram que a microalga S. platensis pode ser reutilizada, com pouca perda de eficiência de remoção, diferentemente do carvão ativo, que, apesar de apresentar uma boa eficiência de remoção, forneceu uma porcentagem de dessorção de cerca de 13%, impossibilitando sua reutilização. A caracterização dos biossorventes mostrou que os grupos hidroxila presentes nos compostos fenólicos e alcoólicos e os carboxilatos devem participar efetivamente do mecanismo de biossorção. Os resultados obtidos com os biossorventes CS, AS e AAS foram mais bem representados pelo modelo de ordem fracionária de Avrami, enquanto que o biossorvente SP foi adequadamente ajustado pelo modelo de ordem geral. O modelo de difusão intra-partícula sugere que a biossorção ocorreu em múltiplas etapas. O equilíbrio foi atingido após 10 e 4 horas de contato dos biossorventes AS e AAS, respectivamente, com os corantes RB-5 e RO-16. O tempo necessário para atingir o equilíbrio entre os corantes RR-194 e DB-53 e o biossorvente CS foi de 8 e 18 horas, respectivamente, enquanto que, para remoção do corante RR-120 com o adsorvente SP e AC, foram necessárias 3 horas. O modelo de isoterma de Sips foi o que melhor representou os sistemas de adsorção utilizando CS, AS e AAS como biossorventes. Para o carvão ativo e para o biossorvente SP, o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o de Liu. A capacidade máxima de adsorção dos corantes RB-5 e RO-16 foi de 52,3 mg.g-1 e 61,3 mg.g-1, respectivamente, utilizando AS como biossorvente e 72,3 mg.g-1 e 156 mg.g-1, respectivamente, utilizando AAS como biossorvente. A capacidade máxima de adsorção de RR-194 e DB-53 foi de 64,1 mg.g-1 e 37,5 mg.g-1, respectivamente, utilizando CS como biossorvente, enquanto que a capacidade máxima de adsorção do corante RR-120 foi de 482,2 mg.g-1 e 267,2 mg.g-1, respectivamente, utilizando SP e AC como adsorvente. / The textile effluents when launched into water bodies reduce the penetration of sun light harming the photosynthesis processes. Besides this, the dyes have been pointed out as potentially toxic substances. In general, the removal processes are based on physicochemical systems followed by biological treatment. The sorption process, besides presenting high removal efficiency, it still has the advantage of easy operation and the possibility of usage of low cost adsorbents. In this work, four new alternative adsorbents were used for the removal of textile dye found in aqueous solutions or synthetic effluents. The study was divided in three working steps. For the removal of the dyes RR-194 and DB-53, RB-5 and RO- 16 of aqueous solutions, the following materials were tested as adsorbents: cupuassu shell (CS), aqai stalk (AS) and acidified aqai stalk (AAS), respectively. For the removal of the dye RR-120 of the synthetic effluent the adsorbing capacity of the blue-green microalgae S. platensis (SP) was evaluated. In order to compare the efficiency of microalgae removal, the tests were also performed using commercial activated carbon (AC). The desorption of the dye RR-120 e reusage of the microalgae was analyzed. The biosorbents were characterized through spectroscopy FTIR, MEV and nitrogen adsorption and desorption curves. Kinetic and balance studies for the systems were developed. To evaluate the removal capacity of the dye RR-120 of S. platensis microalgae and the commercial activated carbon, the thermodynamic aspects of the process were analyzed. The studies using the cupuassu shell, aqai stalk, acidified aqai stalk and the S. platensis microalgae showed that the new adsorbents are excelent low cost alternatives for the removal of textile dyes RR-194 and DB-53, RB-5 and RO-16, and RR-120. All adsorbents presented high removal efficiency. The desorption experiments using NaOH 0.50 mol.L-1 solution demonstrated that the S. platensis microalgae may be reused, with a small loss of removal efficiency, different from the activated carbon, which, despite presenting a good removal efficiency, provided a desorption rate of about 13%, preventing its reuse. The characterization of biosorbents showed that the hydroxyl groups found in phenolic and alcoholic compounds and the carboxylates shall effectively participate in the biosorption mechanism. The results obtained with the CS, AS and AAS biosorbents were better represented by the Avrami fractional order model, while the SP biosorbent was properly adjusted by the general order model. The intra-particle diffusion model suggests that the biosorption occurred in multiple stages. The balance was reached after 10 and 4 hours of contact with the biosorbents RB-5 and RO-16 and AS and AAS, respectively. The time needed to reach the balance between the dyes RR-194 and DB-53 and the biosorbent CS was of 8 and 18 hours, respectively, whereas for the removal of the dye RR-120 with the adsorbent SP and AC, 3 hours were needed. The Sips isotherm model was the one which better represented the adsorption systems using CS, AS and AAS as biosorbents. For the activated carbon and the biosorbent SP the model which best suited the experimental data was the Liu’s. The adsorption maximum capacity of the dyes RB-5 and RO-16 were of 52.3 mg.g-1 and 61.3 mg.g-1 using AS as biosorbent, respectively, and 72.3 mg.g-1 and 156 mg.g-1 using AAS as biosorbent, respectively. The adsorption maximum capacity of RR-194 and DB-53 was of 64.1 mg.g-1 and 37.5 mg.g-1 using CS as biosorbent, respectively, whereas the adsorption maximum capacity of the dye RR-120 was of 482.2 mg.g-1 and 267.2 mg.g-1 using SP and AC as adsorbent.

Os efluentes têxteis, quando lançados nos corpos hídricos, reduzem a penetração da luz solar prejudicando os processos de fotossíntese. Além disso, os corantes têm sido apontados como substâncias potencialmente tóxicas. Em geral, os processos de remoção estão fundamentados em sistemas físicoquímicos seguidos de tratamento biológico. O processo de adsorção, além de apresentar alta eficiência de remoção, ainda apresenta como vantagem a facilidade de operação e a possibilidade de utilização de adsorventes de baixo custo. Neste trabalho foram utilizados quatro novos adsorventes alternativos para remoção dos corantes têxteis presentes em soluções aquosas ou efluentes sintéticos. O estudo foi segmentado em três etapas de trabalho. Para a remoção dos corantes RR-194 e DB-53, RB-5 e RO-16 de soluções aquosas, foram testados como adsorventes os seguintes materiais: casca de cupuaçu (CS), talo do açaí (AS) e talo do açaí acidificado (AAS), respectivamente. Para a remoção do corante RR- 120 do efluente sintético, foi avaliada a capacidade adsorvente da microalga verde azulada S. platensis (SP). Com o intuito de comparar a eficiência de remoção da microalga, os testes também foram realizados com carvão ativo comercial. A dessorção do corante RR-120 e a reutilização da microalga foi analisada. Os biossorventes foram caracterizados por espectroscopia FTIR, MEV e curvas de adsorção e dessorção de nitrogênio. Foram realizados estudos cinéticos e de equilíbrio para os sistemas. Para avaliar a capacidade de remoção do corante RR-120 da microalga S. platensis e do carvão ativo comercial, foram analisados os aspectos termodinâmicos do processo. Os estudos utilizando a casca do cupuaçu, o talo do açaí, o talo do açaí acidificado e a microalga S. platensis mostraram que os novos adsorventes são ótimas alternativas de baixo custo para remoção dos corantes têxteis RR-194 e DB- 53, RB-5 e RO-16, e RR-120. Todos os adsorventes apresentaram elevada eficiência de remoção. Os experimentos de dessorção utilizando solução de NaOH 0,50 mol.L-1demonstraram que a microalga S. platensis pode ser reutilizada, com pouca perda de eficiência de remoção, diferentemente do carvão ativo, que, apesar de apresentar uma boa eficiência de remoção, forneceu uma porcentagem de dessorção de cerca de 13%, impossibilitando sua reutilização. A caracterização dos biossorventes mostrou que os grupos hidroxila presentes nos compostos fenólicos e alcoólicos e os carboxilatos devem participar efetivamente do mecanismo de biossorção. Os resultados obtidos com os biossorventes CS, AS e AAS foram mais bem representados pelo modelo de ordem fracionária de Avrami, enquanto que o biossorvente SP foi adequadamente ajustado pelo modelo de ordem geral. O modelo de difusão intra-partícula sugere que a biossorção ocorreu em múltiplas etapas. O equilíbrio foi atingido após 10 e 4 horas de contato dos biossorventes AS e AAS, respectivamente, com os corantes RB-5 e RO-16. O tempo necessário para atingir o equilíbrio entre os corantes RR-194 e DB-53 e o biossorvente CS foi de 8 e 18 horas, respectivamente, enquanto que, para remoção do corante RR-120 com o adsorvente SP e AC, foram necessárias 3 horas. O modelo de isoterma de Sips foi o que melhor representou os sistemas de adsorção utilizando CS, AS e AAS como biossorventes. Para o carvão ativo e para o biossorvente SP, o modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o de Liu. A capacidade máxima de adsorção dos corantes RB-5 e RO-16 foi de 52,3 mg.g-1 e 61,3 mg.g-1, respectivamente, utilizando AS como biossorvente e 72,3 mg.g-1 e 156 mg.g-1, respectivamente, utilizando AAS como biossorvente. A capacidade máxima de adsorção de RR-194 e DB-53 foi de 64,1 mg.g-1 e 37,5 mg.g-1, respectivamente, utilizando CS como biossorvente, enquanto que a capacidade máxima de adsorção do corante RR-120 foi de 482,2 mg.g-1 e 267,2 mg.g-1, respectivamente, utilizando SP e AC como adsorvente. / The textile effluents when launched into water bodies reduce the penetration of sun light harming the photosynthesis processes. Besides this, the dyes have been pointed out as potentially toxic substances. In general, the removal processes are based on physicochemical systems followed by biological treatment. The sorption process, besides presenting high removal efficiency, it still has the advantage of easy operation and the possibility of usage of low cost adsorbents. In this work, four new alternative adsorbents were used for the removal of textile dye found in aqueous solutions or synthetic effluents. The study was divided in three working steps. For the removal of the dyes RR-194 and DB-53, RB-5 and RO- 16 of aqueous solutions, the following materials were tested as adsorbents: cupuassu shell (CS), aqai stalk (AS) and acidified aqai stalk (AAS), respectively. For the removal of the dye RR-120 of the synthetic effluent the adsorbing capacity of the blue-green microalgae S. platensis (SP) was evaluated. In order to compare the efficiency of microalgae removal, the tests were also performed using commercial activated carbon (AC). The desorption of the dye RR-120 e reusage of the microalgae was analyzed. The biosorbents were characterized through spectroscopy FTIR, MEV and nitrogen adsorption and desorption curves. Kinetic and balance studies for the systems were developed. To evaluate the removal capacity of the dye RR-120 of S. platensis microalgae and the commercial activated carbon, the thermodynamic aspects of the process were analyzed. The studies using the cupuassu shell, aqai stalk, acidified aqai stalk and the S. platensis microalgae showed that the new adsorbents are excelent low cost alternatives for the removal of textile dyes RR-194 and DB-53, RB-5 and RO-16, and RR-120. All adsorbents presented high removal efficiency. The desorption experiments using NaOH 0.50 mol.L-1 solution demonstrated that the S. platensis microalgae may be reused, with a small loss of removal efficiency, different from the activated carbon, which, despite presenting a good removal efficiency, provided a desorption rate of about 13%, preventing its reuse. The characterization of biosorbents showed that the hydroxyl groups found in phenolic and alcoholic compounds and the carboxylates shall effectively participate in the biosorption mechanism. The results obtained with the CS, AS and AAS biosorbents were better represented by the Avrami fractional order model, while the SP biosorbent was properly adjusted by the general order model. The intra-particle diffusion model suggests that the biosorption occurred in multiple stages. The balance was reached after 10 and 4 hours of contact with the biosorbents RB-5 and RO-16 and AS and AAS, respectively. The time needed to reach the balance between the dyes RR-194 and DB-53 and the biosorbent CS was of 8 and 18 hours, respectively, whereas for the removal of the dye RR-120 with the adsorbent SP and AC, 3 hours were needed. The Sips isotherm model was the one which better represented the adsorption systems using CS, AS and AAS as biosorbents. For the activated carbon and the biosorbent SP the model which best suited the experimental data was the Liu’s. The adsorption maximum capacity of the dyes RB-5 and RO-16 were of 52.3 mg.g-1 and 61.3 mg.g-1 using AS as biosorbent, respectively, and 72.3 mg.g-1 and 156 mg.g-1 using AAS as biosorbent, respectively. The adsorption maximum capacity of RR-194 and DB-53 was of 64.1 mg.g-1 and 37.5 mg.g-1 using CS as biosorbent, respectively, whereas the adsorption maximum capacity of the dye RR-120 was of 482.2 mg.g-1 and 267.2 mg.g-1 using SP and AC as adsorbent.

[pt] Os efluentes líquidos contaminados com metais pesados é uma ameaça ambiental, os íons metálicos tóxicos encontram-se dissolvidos, atingindo eventualmente o topo da cadeia alimentar e assim, tornando-se um fator de risco para a saúde humana e ambiente. Diversos métodos de tratamento de efluentes como precipitação química, coagulação, floculação, flotação, troca iônica e filtração são empregados para remoção dos metais pesados. Entretanto, estes possuem algumas desvantagens quando empregados para tratamento de grandes volumes de efluentes líquidos com baixas concentrações de metais. Neste trabalho foi avaliada a cepa bacteriana Rhodococcus opacus como um potencial biossorvente para a remoção de mercúrio de soluções aquosas através de biossorção. O valor de pH adequado para a biossorção foi em torno de 5 para o metal. Os dados correspondentes à capacidade de captação do Rhodococcus opacus em função da concentração do mercúrio foi bem ajustada ao modelo de Freundlich. A capacidade de captação máxima obtida foi de 37,9 mg.g-1 para o mercúrio, equivalente a uma remoção de 73,42 %. A cinética de biossorção para o mercúrio foi modelada pela equação de pseudo-segunda ordem. Foram avaliadas também as propriedades superficiais dos microorganismos antes e após a interação dos metais para poder determinar os possíveis mecanismos implicados na biossorção mediante medições de espectroscopia de infravermelho. Os resultados apresentados mostram que o Rhodococcus opacus apresenta características adequadas no que tange a flotação biossortiva para remoção de metais. / [en] Heavy metals presence in wastewaters is a common environmental threat, since these toxic metal ions are dissolved, eventually reaching the top of the food chain and thus become a risk factor to human health and the environment. Mercury is considered a pollutant of high risk been regulated by USEPA (United States Environmental Protection Agency). The concern regarding pollution by mercury emerges of the problems to health caused for exposition to methyl mercury found in the aquatic water and foods in normal conditions. Several methods of effluent treatment like chemical precipitation, coagulation, flocculation, flotation, ion exchange, filtration are used to remove heavy metals. These methods have some drawbacks when used for treating large volumes of wastewater with low concentration of the metal. In this study we evaluated the bacterial strain Rhodococcus opacus as a potential biosorbent for mercury removal from aqueous solutions through biosorption. The pH value suitable for the biosorption of the metal was around 5. The data corresponding to the uptake capacity of Rhodococcus opacus depending on the concentration of mercury was well adjusted to the Freundlich model. The maximum uptake capacity was about: 37.9 mg.g-1 for mercury equivalent to a removal of 73.42%. The kinetics of mercury biosorption was representated by a equation of pseudo-second order. We also evaluated the surface characteristics of the microorganism before and after the interaction of metals in order to determine the possible mechanisms involved in biosorption by measurements of infrared spectroscopy. The results demonstrated that Rhodococcus opacus shows good performance as biosorbent for bioaccumulation of Hg (II).

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-09-28T18:44:59Z No. of bitstreams: 1 Camille Biron - 2016.pdf: 1950766 bytes, checksum: 1c67b59b592ccb400d0121e58da5eb64 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-09-28T19:40:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Camille Biron - 2016.pdf: 1950766 bytes, checksum: 1c67b59b592ccb400d0121e58da5eb64 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-28T19:40:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Camille Biron - 2016.pdf: 1950766 bytes, checksum: 1c67b59b592ccb400d0121e58da5eb64 (MD5) Previous issue date: 2016-12-21 / No presente estudo o pó do caroço de azeitona (CA) foi utilizado in natura como biossorvente para a remoção do corante violeta de metila 10B (VM 10B) de solução aquosa. O CA foi preparado e caracterizado através de diferentes técnicas de analíticas. Influência de condições experimentais que afetam a capacidade de adsorção como a quantidade de massa adsorvente, pH da solução, velocidade de agitação, concentração inicial de corante, tempo de contato e a influência da temperatura foram investigados utilizando o procedimento em batelada. As condições favoráveis de adsorção do VM 10B através do CA foram utilizando 500 mg de adsorvente, velocidade de agitação de 100 rpm, pH 8,0 e tempo de contato de 45 minutos. Os dados cinéticos experimentais foram avaliados atravpes dos modelos de pseudoprimeira ordem, pseudossegunda ordem, Elovich e Difusão intrapartícula. O modelo adsorção de pseudossegunda ordem foi que melhor representa a cinética de adosorção VM 10B. Os modelos de Langmuir, Freundlich, Sips, Liu, Temkim e Redlich-Peterson foram utilizados para descrever o mecaniso de interação adsorvente-adsorvato. O modelo de Liu foi que melhor se ajustou aos dados experimentais. Com base no modelo de Liu a capacidade máxima de asorção do CA foi de 28,6 mg-¹ e 38,3 mg -¹ para as temperaturas de 25ºC e 60ºC, respectivamente. O CA após uso pode ser regenerado utilizando ácido acético 0,5 mol L-¹ como eluente. Os estudos termodinâmicos de adsorção revelam a adsorção do VM 10B no CA é um processo exotérmico governado por fisiossorção. A aplicação do CA na remoção do VM 10B de efluentes têxteis sintéticos foi satisfatória mostrando que o mesmo pode ser utilizado no tratamento de águas industriais coloridas. / In the present study, olive stones poder in natura (CA) was used as a biosorbent for the removal of violet methyl dye 10B (VM 10B) from aqueous solution. The CA was prepared and characterized by diferente analytical techniques. Influence of experimental conditions affecting adsorption capacity, such as amount of adsorbent mass, solution pH, agitation speed, initial dye concentration, contact time and temperature influence were investigated using the batch procedure. The favorable adsorption conditions of the VM 10B through CA were using 500 mg of adsorbent, agitation speed of 100 rpm, pH 8,0 and contact time of 45 minutes. The experimental kinetic data were evaluated using the pseudo first order, pseudosecond order, Elovich and intraparticle diffusion models. The adsorption modelo f pseudosecond order was that it better representes the adsorption kinetics VM 10B. The Langmuir, Freundlich, Sips, Liu, Temkim e Redlich-Peterson models were used to describe the mechanism of adsorbent-adsorbete interaction. The Liu model was the one that best fit the experimental data. Based on the Liu model the maximum adsorption capacity of the CA was 28,6 mg-¹ and 38,3 mg -¹ at 25ºC and 60ºC, respectively. After use CA, the same can be regenerated using 0,5 mol L-¹ acetic acid as the eluent. Thermodinamic adsorption studies show that adsorption of VM 10B in CA is na exothermic process governed by physosorption. The application of CA in the removal of VM 10B from synthetic textile effluents was satisfactory showing that in can be used in the treatment of colored industrial Waters.

Submitted by Cátia Araújo (catia.araujo@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T12:32:06Z No. of bitstreams: 1 Augusto Cezar Dotta Filho - 2017.pdf: 2224139 bytes, checksum: 163d447d5817cd0b75af08b225f112da (MD5) / Approved for entry into archive by Marlucy Farias Medeiros (marlucy.farias@unipampa.edu.br) on 2017-09-29T16:24:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Augusto Cezar Dotta Filho - 2017.pdf: 2224139 bytes, checksum: 163d447d5817cd0b75af08b225f112da (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-29T16:24:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Augusto Cezar Dotta Filho - 2017.pdf: 2224139 bytes, checksum: 163d447d5817cd0b75af08b225f112da (MD5) Previous issue date: 2017-03-17 / No presente trabalho foi empregado o capim-annoni (CA) in natura como biossorvente para remoção do corante Violeta de Metila 10B (VM 10B) de solução aquosa. O capim-annoni foi preparado e caracterizado utilizando as seguintes técnicas analíticas: Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia na Região do Infravermelho (ATR-FTIR), Método B.E.T (Brunauer, Emmet e Teller) e B.J.H (Barret, Joyner e Halenda), Extração Soxhlet e Método de Boehm. A influência dos parâmetros concentração mássica de biossorvente, pH da solução, tempo de contato e concentração inicial do corante, velocidade de agitação do sistema e temperatura foram usados para investigar as condições experimentais ideiais para adsorção entre corante/biossorvente. Os resultados mostram que com 150,0 mg de CA, pH da solução em 8,0, tempo de contato de 180 min. e velocidade de agitação de 100 rpm obteve-se condições mais favoráveis de adsorção. A cinética de adsorção do VM 10B no CA foi investigada utilizando os modelos cinéticos clássicos de Pseudoprimeira Ordem e Pseudossegunda Ordem. O Modelo de Pseudossegunda Ordem foi o que forneceu melhor ajuste aos dados experimentais. O Modelo de Isoterma de Sips foi o mais adequado para descrever o mecanismo de adsorção apresentando os menores valores para o parâmetro estatístico Função erro (Ferror) e os valores mais próximos da unidade para o coeficiente de determinação (R2). A capacidade máxima de adsorção obtido através do modelo de Sips foi de 76, 20 mg g-1 em temperatura de 60 ºC. Os Estudos de Dessorção do VM 10B no CA mostram que é possível regenerar o biossorvente de forma satisfatória empregando ácido acético 1,0 mol L-1 como eluente. Estudos termodinâmicos mostram que a adsorção do VM 10B no CA é um processo endotérmico, espontâneo e regido por um mecanismo de Fisissorção. A aplicação do CA na remoção do VM 10B de efluentes têxteis simulados foi satisfatória mostrando que o mesmo pode ser utilizado no tratamento de águas industriais coloridas. / In the present work South African Lovegrass (CA) was used in natura as biosorbent in order to remove the dye Methyl Violet 10B (VM 10B) of the aqueous solution. The following analytical techniques were used to prepare and characterized the CA in question: Scanning Electron Microscopy (SEM), Attenuated Total Reflectance Fourier Transform Infrared (ATR-FTIR), B.E.T Method (Brunauer, Emmet and Teller) and B.J.H (Barret, Joyner and Halenda), Soxhlet Extraction and Boehm Method. To investigate the ideal experimental conditions for adsorption between dye and biosorbent, the influence of the biosorbent mass concentration, pH solution, contact time and initial dye concentration, stirring speed and temperature were used. Results show that with 150.0 mg CA, pH solution 8.0, contact time of 180 min. and stirring speed at100 rpm presented adsorption conditions that were more favorable. The adsorption kinetic of VM 10B in CA was investigated using the classical kinetic models of pseudo-first and pseudo-second-orders. The pseudo-second-order was found to provide the best adjustment to the experimental data. Sips Isothermal Model has proven to be the most adequate to describe the adsorption mechanism presenting the smallest values for the statistical parameter Error Function (erf) and the closest values of the unit for the coefficient of determination (R2). The maximum adsorption capacity obtained through the Sips model was 76.20 mg g -1 at 60 °C. Desorption Studies of VM 10B in CA show that it is possible to regenerate the biosorbent satisfactorily using 1.0 mol L-1 acetic acid as an eluent. Thermodynamic studies show that adsorption of VM 10B in CA is an endothermic process, spontaneous and commanded by a physical adsorption mechanism. The application of CA in the removal of the VM 10B from simulated textile effluents was satisfactory showing that it can be used to treat colored industrial waters.

Esta tese apresenta a aplicação de biossorventes alternativos obtidos a partir da casca da noz pecã (Carya illinoensis) e da casca do pinhão (Araucaria angustifólia) na remoção de íons metálicos tóxicos presentes em soluções aquosas. O biossorvente de casca de nozes foi aplicado com sucesso na remoção dos íons metálicos: Cu(II), Mn(II), Pb(II), Cr(III), Fe(III) e Zn(II), enquanto que o biossorvente obtido a partir da casca de pinhão apresentou, também, excelente capacidade de adsorção de íons de Cr(VI) em soluções contaminadas pelo mesmo. Os biossorventes casca de nozes PNS (do inglês: pecan nutshell) e casca de pinhão PW (do inglês: Piñon Waste) foram caracterizados química e fisicamente através de: isotermas de adsorção e dessorção de N2, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, microscopia de varredura eletrônica, análise elementar, determinação da composição mineral e quantificação de grupos funcionais. A capacidade de adsorção desses biossorventes foi investigada utilizando procedimentos de biossorção em batelada. Os efeitos causados pela modificação de parâmetros experimentais como pH, dosagem de biossorvente e concentração inicial dos íons nos sistemas de adsorção também foram pesquisados. Testou-se a adequação de cinco modelos de cinética de adsorção aos dados experimentais obtidos com o biossorvente PNS, constatou-se que os modelos de ordem-fracionária e o de difusão intrapartícula apresentaram os melhores resultados. Já para adsorções de Cr(VI) em PW o melhor modelo cinético foi o de quimiossorção de Elovich, apresentando taxas de biossorção de 284,9, 396,9 e 461,5 mg g-¹ h-¹ para os níveis de concentração inicial de Cr(VI) de 500,0, 700,0 e 1000,0 mg l-¹ respectivamente. O estudo do equilíbrio de adsorção envolveu a aplicação dos modelos de isotermas de: Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson e Sips aos dados experimentais no intuito de verificar o modelo mais apropriado para descrever os sistemas de adsorção quando em equilíbrio. Avaliou-se, utilizando a função estatística de erro, que o modelo de Sips foi o que mais se adequou aos dados experimentais obtidos nos diversos sistemas pesquisados (biossorvente - ion metálico). A capacidade máxima de adsorção para íons de Cr(III), Fe(III), Zn(II), Cu(II), Mn(II) e Pb(II) em PNS foi de 93,0, 76,6, 108,0, 85,9, 98,0 e 195,9 mg g-¹, respectivamente, enquanto que a de Cr(VI) em PW foi de 240,0 mg g-¹. / This thesis reports the possibility of applying the alternative biosorbent pecan nutshell (PNS- Carya illinoensis) used to remove the followed metallic ions: Cu(II), Mn(II), Pb(II), Cr(III), Fe(III), Zn(II) from aqueous solutions. This thesis also shows the application of Brazilian-pine fruit coat, named piñon wastes (PW; Araucaria angustifolia) as biosorbent to remove Cr(VI) from aqueous solutions. The PNS and PW biosorbents were characterized by N2 adsorption-desorption isotherms, FTIR spectroscopy, scanning electron microscopy, elemental analysis, mineral composition determination, and functional groups detection. The biosorbents ability to remove the metallic ions was investigated by using batch biosorption procedure. The effects of changing experimental parameters such as, pH, biosorbent dosage and initial ion concentration on the biosorbents adsorption capacities were studied. Five kinetic models were tested, being the adsorption kinetics better fitted to fractionary-order kinetic model. Besides that, the kinetic data were also fitted to intra-particle diffusion model, presenting three linear regions, indicating that the kinetics of adsorption should follow multiple sorption rates. The equilibrium data were fitted to Langmuir, Freundlich, Sips and Redlich-Peterson isotherm models. Taking into account a statistical error function, most of PNS biosorption equilibrium data were best fitted to Sips isotherm model. The maximum biosorption capacity of PNS were 93.0, 76.6, 108.0, 85.9, 98.0 and 195.9 mg g-¹ for Cr(III), Fe(III), Zn(II), Cu(II), Mn(II) and Pb(II), respectively. The adsorption kinetics followed the Elovich chemisorption kinetic model, obtaining the following the initial adsorption rate, 284.9, 396.9 and 461.5 mg g-¹ h-¹ using a 500.0, 700.0 and 1000.0 mg L-¹ initial concentration of Cr(VI), respectively. The maximum adsorption capacity of PW was 240.0 mg g-¹ for Cr(VI), using Sips isotherm model. This high adsorption capacity of PW places this biosorbent as one of the best adsorbents for removal of Cr(VI) from aqueous effluents.