Doctor of Philosophy / Department of Biochemistry and Molecular Biophysics / Lawrence C. Davis / Synthetic dyes are capable of producing the whole color spectrum on account of their structural diversity but this diversity poses challenges in the degradation of dyeing wastes. Laccases and peroxidases from bacterial or fungal sources and parts of plants in the presence of hydrogen peroxide (H₂O₂) plus a mediator have been exploited in the bioremediation of synthetic dyes. However, intact plants have not found much favor despite their phytoremediation potential. The goal of this research was to further clarify ways by which whole plants bring about decolorization of different types of synthetic dyes. Hydroponically cultivated plants from two dicot families namely Arabidopsis thaliana and sunflowers (Helianthus annuus) were exposed to representative dyes from several classes: monoazo (Methyl Red and Methyl Orange), disazo (Trypan Blue, Evans Blue and Chicago Blue 6B), and arylmethane (Brilliant Blue G, Bromocresol Green, Malachite Green and Phenol Red). Tests were done in presence or absence of externally added H₂O₂, with or without a free radical mediator, 1-hydroxybenzotriazole, using UV-Visible spectrophotometry. The initial rate of decolorization and the overall percentage decolorization was calculated for each dye in the different treatments. Decolorization of the dyes from different classes varied between plant species and depending on the treatment. Except for Methyl Red, all dyes required added H₂O₂ as well as mediator to achieve rapid decolorization. Added H₂O₂ was found to be the limiting factor since it was degraded by plants within a few hours. Both species were able to slowly decolorize dyes upon daily addition of fresh dye even in the absence of added H₂O₂ and mediator, provided that nutrients were supplied to the plants with the dye. A. thaliana was found to be more effective in dye decolorization per gram tissue than sunflower when treated under similar conditions. Analysis of the residual dye solution by ESI/MS did not reveal any potential by-products following the decolorization treatment with plants, suggesting that the plant roots might be trapping the by-products of dye decolorization and preventing their release into the solution. All these findings support the potential application of whole plants for larger scale remediation.

As indústrias têxteis da região de Americana geram grande quantidade de efluentes e resíduos sólidos com grande carga de corantes que são naturalmente de difícil degradação. Assim o objetivo do presente trabalho foi avaliar a possibilidade de biodegradação dos corantes têxteis RBBR, índigo e preto enxofre, e dos resíduos resultantes da Estação de Tratamento de Esgoto da cidade de Americana, SP, (DAE Americana), a qual trata 400 l s-1 de esgoto municipal junto com efluentes de 43 indústrias têxteis. Foram testados quanto à capacidade de degradação a bactéria Acinetobacter johnsonii, os fungos basidiomicetos Pleurotus sajor-caju e Pleurotus ostreatus, várias espécies de cianobactérias e também material da planta raiz-forte contendo alto teor de enzimas peroxidases. A eficiência da degradação foi avaliada em termos de descoloração através de espectrofotômetria para as amostras líquidas e refletância para as amostras sólidas, e toxicidade utilizando como bioindicadores Hydra attenuata, a alga Selenastrum capricornutum, raízes de cebola (Allium cepa) e sementes de alface (Lactuca sativa). A atividade das enzimas ligninolíticas produzidas pelos fungos basidiomicetos foi determinada e alterações celulares durante a degradação foram estudadas através de microscopia eletrônica. Foi também padronizado um teste novo para uso com amostras sólidas, atualmente utilizado para amostras líquidas, chamado Luminotox. Este teste utiliza enzimas extraídas do sistema fotossintético de plantas para estimar a toxicidade das amostras, utilizando como parâmetro a redução na fluorescência emitida por estas enzimas. Vários procedimentos foram testados para exposição das enzimas às amostras e os resultados comparados com o teste Microtox. Os organismos testados foram capazes de degradar os corantes técnicos índigo e RBBR e foram eficientes na descoloração e diminuição da toxicidade do efluente da ETE. A cianobactéria Phormidium foi capaz de degradar o corante índigo completamente e foi então testada com sucesso em Bioreator de 6 l. Os fungos Basidiomicetos e a planta raiz-forte mostraram serem capazes de descolorir o lodo da ETE, entretanto a toxicidade foi aumentada após o tratamento. / The degradation of three textile dyes (RBBR, Indigo and Sulfur Black) and also the wastewater from the Municipal Treatment Station, Americana, SP, Brazil, which treats 400 l s-1 of effluent from domestic and textiles mill, were studied. The decolorization was tested for several organisms including bacterium, white-rot fungi, cyanobacterium and horseradish roots. Detoxification was appraised with three bioassays comprising the cnidarian Hydra attenuata, the alga Selenastrum capricornutum and lettuce seeds. The ligninolytic enzyme activity of the whiterot fungi strains was evaluated and cellular alterations were also studied by electron microscopy. The organisms decolorized the dyes indigo, RBBR and the effluent studied, with color removal and toxicity reduction. The cyanobacterium Phormidium was able to degrade completely the indigo dye in a Bioreactor with 6 l of capacity without increase in the toxicity. The sludge was decolorized by white rot fungi and horseradish, but the toxicity increased after the treatment. However, since the organisms showed the ability to decolorize these residues, it can be used as pre-treatment resulting in a less complex composition of sludge. After that, a study for developing a protocol for analyzing sediment samples was made based in a recent toxicity test for liquid samples. This test uses enzymes extracted from tylacoids membranes of plant photosynthetic system for evaluate the toxicity, using as parameter the fluorescence emitted by the enzymes. Several procedures were tested for exposition of the enzymes to sediment and the results were compared with the Microtox test.

O presente trabalho avaliou o potencial da enzima HRP no descoramento dos corantes têxteis: Azul Drimaren X-3LR (DMBLR), Azul Drimaren X-BLN (DMBBLN), Rubinol Drimaren X-3LR (DMR) e Azul Drimaren CL-R (RBBR). Parâmetros como concentração do corante, temperatura, concentração de peróxido de hidrogênio (H2O2) e tempo de reação foram otimizados. Os ensaios de descoramento dos corantes foram realizados a partir desses resultados. As melhores condições reacionais determinadas para os corantes estudados foram: concentração do corante = 120 mg L-1, temperatura = 35C, concentração de H2O2 = 0,55 mM e tempo de reação = 1 hora. Os percentuais de descoramento dos corantes DMBLR, DMBBLN, DMR e RBBR, após o tratamento enzimático foi de 99, 77, 94 e 97%, respectivamente. O tempo reacional de 5 minutos foi suficiente para os corantes DMBLR e RBBR apresentarem elevada porcentagem de descoramento, 96% para ambos. Já os corantes DMBBLN e DMR só apresentaram elevado grau de descoramento após 1 hora de reação, sendo o corante DMBBLN o mais recalcitrante, apresentando uma melhora de 10% na porcentagem de descoramento, após 24 horas de reação. Além do grau de descoramento, também foi avaliada a toxicidade dos corantes antes e após o tratamento enzimático utilizando Daphnia pulex e Artemia salina como bioindicadores de toxicidade. Resultados toxicológicos utilizando Daphnia pulex não foram conclusivos, indicando que esse bioindicador não foi adequado para avaliar a toxicidade dos corantes estudados no meio reacional utilizado. Com o uso da Artemia salina na avaliação toxicológica foi observado uma redução da toxicidade para os corantes DMBLR, DMR e RBBR após tratamento enzimático, e um aumento da toxicidade não significativo para o corante DMBBLN. Os resultados obtidos no trabalho ressaltam a eficiência da enzima HRP no descoramento dos corantes têxteis estudados, sem a geração de produtos tóxicos e prejudiciais ao meio ambiente / The aim of the present study was to evaluate the potential of the Horseradish peroxidase (HRP) enzyme in the decolorization of textile dyes Drimaren Blue X-3LR (DMBLR), Drimaren Blue X-BLN (DMBBLN), Drimaren Rubinol X-3LR (DMR) and Drimaren Blue CL-R (RBBR). Parameters such as concentration of the dye, temperature, concentration of hydrogen peroxide (H2O2) and reaction time were optimized. The optimum reaction conditions determined for the studied dyes were: concentration of the dye = 120 mg L-1, temperature = 35 C, concentration of H2O2 = 0.55 mM and reaction time = 1 h. The decolorization percentage of dyes DMBLR, DMBBLN, DMR and RBBR after enzymatic treatment was 99, 77, 94 and 97%, respectively. The reaction time of only 5 minutes presented high decolorization percentage for both dyes DMBLR and RBBR, about 96 %. However dyes DMBBLN and DMR showed high decolorization degree in 1 h of reaction and the dye DMBBLN, being the most recalcitrant, exhibited an improvement of 10% in the decolorization percentage after 24 h of reaction. Besides the decolorization degree, the toxicity of the studied dyes was also evaluated before and after enzymatic treatment using Daphnia pulex and Artemia salina as bioindicators. The toxicological results using Daphnia pulex were not conclusive, indicating that it was not an appropriate bioindicator to evaluate the toxicity of the tested dyes. Meanwhile when using Artemia salina for toxicological evaluation it was observed a reduction of toxicity for dyes DMBLR, DMR and RBBR after enzymatic treatment, and a not significant increase in toxicity for the dye DMBBLN. In conclusion, the obtained results emphasize the efficiency of the HRP enzyme in the decolorization of the studied textile dyes, without the generation of toxic and harmful products to the environment

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-29Bitstream added on 2014-06-13T18:31:32Z : No. of bitstreams: 1 rodrigues_hdp_me_rcla.pdf: 1125128 bytes, checksum: 8d675663432f7ca84bc84f1a57d6be8c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho apresenta uma avaliação comparativa do potencial biossortivo e biodegradativo da levedura Saccharomyces cerevisiae na remoção de corantes têxteis de efluentes quando imobilizada em alginato de cálcio e quando em célula livre. Para isto foram preparadas soluções experimentais dos corantes Acid Blue 40 e Acid Red 151, com concentrações equivalentes a 100 μg/mL e a estas foram adicionadas esferas com a levedura imobilizada a partir de uma suspensão 10% e gotas de células livres a partir de uma suspensão 2%. Os testes comparativos de remoção dos corantes foram analisados através de espectrofotômetros Ultravioleta- Visível e Infravermelho com Transformada de Fourier, com os quais foi possível determinar a porcentagem de remoção dos corantes das soluções, os valores das Absorbâncias Relativas que revelaram se o processo predominante na descoloração foi o da biossorção e/ou biodegradação, a quantidade de biomassa em miligramas (peso seco) necessária para fazer a remoção total da cor e também determinar as alterações moleculares ocorridas nas estruturas dos corantes após os tratamentos. Os resultados mostraram que a maior porcentagem de descoloração alcançada para o Acid Blue 40 foi de 61,7% após 360 horas de tratamento com 20 esferas com a levedura imobilizada e para o Acid Red 151 foi de 81,9% após 216 horas de tratamento também com 20 esferas com o microrganismo imobilizado. Através dos valores das Absorbâncias Relativas foi possível verificar que o processo predominante na remoção da cor do Acid Blue 40 com 72 horas de tratamento com 10 e 20 esferas com Saccharomyces cerevisiae imobilizada foi o da biossorção seguido da biodegradação e para o Acid Red 151 com esse mesmo tempo de tratamento e com a mesma quantidade de biomassa imobilizada foi o da biodegradação. A quantidade de biomassa imobilizada e livre... / This paper presents a comparative assessment of the biodegradative and biosorptive potential of the yeast Saccharomyces cerevisiae in textile dyes removal of effluents when in immobilized alginate and in free cells. Therefore, experimental solutions were prepared with concentrations of the dye Acid Blue 40 and Acid Red 151 equivalent to 100 mg/mL and those were added with beads containing the immobilized yeast from a 10% suspension and drops of free cells from a 2 % suspension. Comparative tests of dye removal were analyzed by UV-Visible spectrometers and Infrared Fourier Transform on which it was possible to determine the percentage of dye removal from the solutions, the values of Relatives Absorbances that the discoloration have been proved to predominant by biosorption and / or biodegradation, the amount of biomass in milligrams (dry weight) required for a complete color removal and also to determine the molecular changes occurring in the dye structures after the treatment. The results showed that the highest decolorization percentage achieved for Acid Blue 40 was 61.7% after 360 hours of treatment with 20 immobilized yeast beads and for the Acid Red 151 it was 81.9% after 216 hours of treatment with 20 beads also with immobilized microorganism. Through the values of Relatives Absorbances it was concluded that the predominant process in dye removal of Acid Blue 40 in 72 hours of treatment with 10 and 20 beads containing imobilized Saccharomyces cerevisiae was the biosorption followed by biodegradation and in Acid Red 151 with the same treatment time and the same amount of immobilized biomass it was the biodegradation. The amount of immobilized and free biomass to obtain total removal of Acid Blue 40 solution was 87 and 38 mg/mL, respectively, and to completely remove the Acid Red 151, the required amount of free and immobilized biomass was 64 and 2 mg/mL, respectively, which... (Complete abstract click electronic access below)

O presente trabalho avaliou o potencial da enzima HRP no descoramento dos corantes têxteis: Azul Drimaren X-3LR (DMBLR), Azul Drimaren X-BLN (DMBBLN), Rubinol Drimaren X-3LR (DMR) e Azul Drimaren CL-R (RBBR). Parâmetros como concentração do corante, temperatura, concentração de peróxido de hidrogênio (H2O2) e tempo de reação foram otimizados. Os ensaios de descoramento dos corantes foram realizados a partir desses resultados. As melhores condições reacionais determinadas para os corantes estudados foram: concentração do corante = 120 mg L-1, temperatura = 35C, concentração de H2O2 = 0,55 mM e tempo de reação = 1 hora. Os percentuais de descoramento dos corantes DMBLR, DMBBLN, DMR e RBBR, após o tratamento enzimático foi de 99, 77, 94 e 97%, respectivamente. O tempo reacional de 5 minutos foi suficiente para os corantes DMBLR e RBBR apresentarem elevada porcentagem de descoramento, 96% para ambos. Já os corantes DMBBLN e DMR só apresentaram elevado grau de descoramento após 1 hora de reação, sendo o corante DMBBLN o mais recalcitrante, apresentando uma melhora de 10% na porcentagem de descoramento, após 24 horas de reação. Além do grau de descoramento, também foi avaliada a toxicidade dos corantes antes e após o tratamento enzimático utilizando Daphnia pulex e Artemia salina como bioindicadores de toxicidade. Resultados toxicológicos utilizando Daphnia pulex não foram conclusivos, indicando que esse bioindicador não foi adequado para avaliar a toxicidade dos corantes estudados no meio reacional utilizado. Com o uso da Artemia salina na avaliação toxicológica foi observado uma redução da toxicidade para os corantes DMBLR, DMR e RBBR após tratamento enzimático, e um aumento da toxicidade não significativo para o corante DMBBLN. Os resultados obtidos no trabalho ressaltam a eficiência da enzima HRP no descoramento dos corantes têxteis estudados, sem a geração de produtos tóxicos e prejudiciais ao meio ambiente / The aim of the present study was to evaluate the potential of the Horseradish peroxidase (HRP) enzyme in the decolorization of textile dyes Drimaren Blue X-3LR (DMBLR), Drimaren Blue X-BLN (DMBBLN), Drimaren Rubinol X-3LR (DMR) and Drimaren Blue CL-R (RBBR). Parameters such as concentration of the dye, temperature, concentration of hydrogen peroxide (H2O2) and reaction time were optimized. The optimum reaction conditions determined for the studied dyes were: concentration of the dye = 120 mg L-1, temperature = 35 C, concentration of H2O2 = 0.55 mM and reaction time = 1 h. The decolorization percentage of dyes DMBLR, DMBBLN, DMR and RBBR after enzymatic treatment was 99, 77, 94 and 97%, respectively. The reaction time of only 5 minutes presented high decolorization percentage for both dyes DMBLR and RBBR, about 96 %. However dyes DMBBLN and DMR showed high decolorization degree in 1 h of reaction and the dye DMBBLN, being the most recalcitrant, exhibited an improvement of 10% in the decolorization percentage after 24 h of reaction. Besides the decolorization degree, the toxicity of the studied dyes was also evaluated before and after enzymatic treatment using Daphnia pulex and Artemia salina as bioindicators. The toxicological results using Daphnia pulex were not conclusive, indicating that it was not an appropriate bioindicator to evaluate the toxicity of the tested dyes. Meanwhile when using Artemia salina for toxicological evaluation it was observed a reduction of toxicity for dyes DMBLR, DMR and RBBR after enzymatic treatment, and a not significant increase in toxicity for the dye DMBBLN. In conclusion, the obtained results emphasize the efficiency of the HRP enzyme in the decolorization of the studied textile dyes, without the generation of toxic and harmful products to the environment

As indústrias têxteis da região de Americana geram grande quantidade de efluentes e resíduos sólidos com grande carga de corantes que são naturalmente de difícil degradação. Assim o objetivo do presente trabalho foi avaliar a possibilidade de biodegradação dos corantes têxteis RBBR, índigo e preto enxofre, e dos resíduos resultantes da Estação de Tratamento de Esgoto da cidade de Americana, SP, (DAE Americana), a qual trata 400 l s-1 de esgoto municipal junto com efluentes de 43 indústrias têxteis. Foram testados quanto à capacidade de degradação a bactéria Acinetobacter johnsonii, os fungos basidiomicetos Pleurotus sajor-caju e Pleurotus ostreatus, várias espécies de cianobactérias e também material da planta raiz-forte contendo alto teor de enzimas peroxidases. A eficiência da degradação foi avaliada em termos de descoloração através de espectrofotômetria para as amostras líquidas e refletância para as amostras sólidas, e toxicidade utilizando como bioindicadores Hydra attenuata, a alga Selenastrum capricornutum, raízes de cebola (Allium cepa) e sementes de alface (Lactuca sativa). A atividade das enzimas ligninolíticas produzidas pelos fungos basidiomicetos foi determinada e alterações celulares durante a degradação foram estudadas através de microscopia eletrônica. Foi também padronizado um teste novo para uso com amostras sólidas, atualmente utilizado para amostras líquidas, chamado Luminotox. Este teste utiliza enzimas extraídas do sistema fotossintético de plantas para estimar a toxicidade das amostras, utilizando como parâmetro a redução na fluorescência emitida por estas enzimas. Vários procedimentos foram testados para exposição das enzimas às amostras e os resultados comparados com o teste Microtox. Os organismos testados foram capazes de degradar os corantes técnicos índigo e RBBR e foram eficientes na descoloração e diminuição da toxicidade do efluente da ETE. A cianobactéria Phormidium foi capaz de degradar o corante índigo completamente e foi então testada com sucesso em Bioreator de 6 l. Os fungos Basidiomicetos e a planta raiz-forte mostraram serem capazes de descolorir o lodo da ETE, entretanto a toxicidade foi aumentada após o tratamento. / The degradation of three textile dyes (RBBR, Indigo and Sulfur Black) and also the wastewater from the Municipal Treatment Station, Americana, SP, Brazil, which treats 400 l s-1 of effluent from domestic and textiles mill, were studied. The decolorization was tested for several organisms including bacterium, white-rot fungi, cyanobacterium and horseradish roots. Detoxification was appraised with three bioassays comprising the cnidarian Hydra attenuata, the alga Selenastrum capricornutum and lettuce seeds. The ligninolytic enzyme activity of the whiterot fungi strains was evaluated and cellular alterations were also studied by electron microscopy. The organisms decolorized the dyes indigo, RBBR and the effluent studied, with color removal and toxicity reduction. The cyanobacterium Phormidium was able to degrade completely the indigo dye in a Bioreactor with 6 l of capacity without increase in the toxicity. The sludge was decolorized by white rot fungi and horseradish, but the toxicity increased after the treatment. However, since the organisms showed the ability to decolorize these residues, it can be used as pre-treatment resulting in a less complex composition of sludge. After that, a study for developing a protocol for analyzing sediment samples was made based in a recent toxicity test for liquid samples. This test uses enzymes extracted from tylacoids membranes of plant photosynthetic system for evaluate the toxicity, using as parameter the fluorescence emitted by the enzymes. Several procedures were tested for exposition of the enzymes to sediment and the results were compared with the Microtox test.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-12T15:24:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Crisleide Maria da Siolva Nascimento Acioly.pdf: 1856527 bytes, checksum: 9769ca344829feac7bd75efa5065a57c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-12T15:24:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Crisleide Maria da Siolva Nascimento Acioly.pdf: 1856527 bytes, checksum: 9769ca344829feac7bd75efa5065a57c (MD5) Previous issue date: 2015-04-24 / FACEPE / A indústria de refino de óleo vegetal encontra-se em expansão na demanda produtiva nos últimos anos, consequentemente tem aumentado os resíduos gerados no processo produtivo. A argila impregnada com óleo, resultante da etapa de clarificação deste, passa a ser um resíduo considerado altamente contaminante. A proposta deste trabalho consiste na reutilização da argila contaminada, pós tratamento térmico, como adsorvente dos corantes NB 180 - Nylosan Azul Brilhante (ácido) e RR 133 - Remazol Red (reativo), estes utilizados na indústria têxtil e fortemente presentes no efluente gerado por esta. Inicialmente foi realizado um planejamento fatorial completo 23 , tendo como variáveis de entrada a massa de argila, bem como a temperatura e o tempo de calcinação, a fim de verificar a melhor condição para a remoção do óleo da argila pela redução da massa (variável resposta). Foi realizada a caracterização do material por análises de Difração de Raio X (DRX), área superficial (BET) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Em seguida todas as amostras de argila do planejamento fatorial foram submetidas a um processo adsortivo, no qual foi utilizando 0,5 g de adsorvente, submetido a uma agitação de 300 rpm na temperatura de 30 ºC. Os experimentos foram conduzidos em batelada e em duplicata para a minimização de erros. Os resultados mostraram que a argila beneficiada, pós tratamento térmico apresentou uma capacidade de remoção de 96,7 % para o corante ácido NB 180 e 58,7 % para o corante Reativo RR 133, resultado este que indica a viabilidade de utilização da argila recuperada no tratamento de efluentes advindos da indústria têxtil. / The vegetable oil refining industry is booming in the production demand in recent years, as a result has increased the waste generated in the production process. The clay impregnated with oil, resulting from the clarification stage of this, it becomes a residue considered highly polluting. The purpose of this work is the reuse of contaminated clay, after heat treatment, as adsorbent of dyes NB 180 - Nylosan Brilliant Blue (acid) and RR 133 - Remazol Red (reactive), these used in the textile and strongly present in the effluent generated it is. Initially we performed a full factorial design 23, having as input variables the mass of clay, as well as the temperature and time of calcination, in order to establish the best condition for the clay oil removal by reducing the mass (dependent variable ). The characterization of the material by diffraction of X-ray analysis (XRD), surface area (BET) and Scanning Electron Microscopy (SEM) was performed. Then all samples clay factorial design were subjected to an adsorptive process, which was using 0.5 g of adsorbent, undergoes a 300 rpm agitation at a temperature of 30 ° C. The experiments were conducted in batch and in duplicate to minimize errors. The results showed that the clay favored, after heat treatment had a 96.7% removal capacity for acid dye NB 180 and 58.7% for the dye Reactive RR 133, a result that indicates the feasibility of the use of recovered clay in the treatment of effluent coming from the textile industry.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Janilson Lima Souza.pdf: 1888741 bytes, checksum: afd5433449dae962b746bb158a2b3c5e (MD5) Previous issue date: 2009-10-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work the green coconut mesocarp was used as adsorbent towards two textile dyes: Turquoise Remazol and Blue Remazol. The adsorbent was triturated, washed several times with water for extraction of soluble matter, dried in oven and sieved to obtain particle size between 0.088 and 0.177 mm. Determinations of C/H/N content were performed and the obtained results were: 45.20, 6.24 and 0.74%, respectively. The study of the thermal stability showed that adsorbent is mainly affected up to 200 °C. The infrared and 13C RMN spectra allowed assigning unambiguously vibrational bands the chemical shift characteristics of lignocellulosic materials. According to X-ray and micrographies techniques the adsorbent has an amorphous and irregular structure. The most of the pores diameter values are around 10 to 20 μm, meaning that it can be classified as a macroporous material. The pHzpc of the mesocarp was estimated in 4.1, and the best removal efficiency and uptake were reached at pH 2.0 for both dyes. The kinetic studies were performed at different temperatures (10, 20, 30, 40, 50 oC) , and the best observed uptake results were 91.95%, at 50 ºC, for the Turquoise Remazol, and 97.12%, at 10 ºC, for the Blue Remazol. The best kinetic model that fit well with all the experimental results was the pseudo-second order model (R2 > 0.999), and the observed average contact time for the systems reach the equilibrium was 90 min. The graphic model of adsorption intraparticular presented three lineal segments, indicating that in the adsorption of these dyes three processes are involved: external diffusion or superficial interaction adsorbent/adsorbate, diffusion of the adsorbate into the pores of the adsorbent and interaction of the adsorvate with the active sites inside the pores. The adsorption isotherms followed the Langmuir´s model, and the maximum adsorption values varied between 49.27 to 60.25 mg/g (Turquoise Remazol) and 84.75 to 80.64 mg/g (Blue Remazol) at the temperature interval from 10 to 50 ºC. The thermodynamic parameters confirmed the spontaneity for the two processes of adsorption being endothermic with entropy increase for the Turquoise Remazol and exothermic with entropy increase for the Blue Remazol. The dessorption of the dyes were accomplished in alkaline medium (pH 8,0), and the recovered amounts dyes were of 41.5% (turquoise remazol) and 52.5%, for an equilibrium time of 90 minutes. / Neste trabalho o mesocarpo de coco verde foi utilizado como adsorvente para os dois corantes têxteis: Turquesa Remazol e Azul Remazol. O adsorvente foi triturado, submetido à diversas lavagens para extração de matéria solúvel em água, secado e peneirado obtendo uma granulometria entre 0,088 a 0,177 mm. Teores de microanálise determinaram % de C, H e N sendo iguais a 45,20; 6,24 e 0,74 %, respectivamente. Estudos de estabilidade térmica do adsorvente mostraram que este se mantém inalterado até 200 °C. As principais freqüências vibracionais apresentaram bandas características de materiais lignocelulósicos. A técnica de raios-X determinou um caráter amorfo, e as micrografias mostraram que a superfície do material apresenta morfologia irregular, com diâmetros de poros entre 10-20 μm e uma estrutura macroporosa. O espectro de RMN de 13C é característico de materiais celulósicos. O pHzpc do mesocarpo foi estimado em 4,1, sendo observado uma melhor eficiência de remoção em pH 2,0 para ambos os corantes. As cinéticas foram realizadas em diferentes temperaturas (10, 20, 30, 40 e 50ºC) cujas quantidades máximas removidas foram 91,95 % (50 ºC) para o turquesa remazol e 97,12 % (10 ºC) para o azul remazol, sendo o modelo de pseudo-segunda ordem (R2 > 0,999) o mais adequado com quantidades adsorvidas variando entre 29,93 36,78 mg/g (turquesa remazol) e 38,63 38,29 mg/g (azul remazol) nas faixas de 10 a 50 ºC para um tempo de equilíbrio de 90 minutos. O modelo gráfico de adsorção intraparticular apresentou três segmentos lineares, indicando que na adsorção dos dois corantes estão envolvidos três processos: interação adsorvente/adsorvato superficial externa, difusão do adsorvato dentro dos poros do adsorvente e interação do adsorvato com os sítios ativos dentro dos poros. As isotermas de adsorções foram avaliadas, sendo que as quantidades máximas adsorvidas variaram entre 49,27 60,25 mg/g (turquesa remazol) e 84,75 80,64 mg/g (azul remazol) nas faixas de temperatura de 10 a 50 ºC. Os resultados obtidos seguiram o modelo de Langmuir (R2 > 0,985). Os parâmetros termodinâmicos confirmaram a espontaneidade para os dois processos de adsorção sendo endotérmico com aumento de entropia para o turquesa remazol e exotérmico com aumento de entropia para o azul remazol. A dessorção dos corantes foi realizada em meio alcalino (pH 8,0), sendo recuperado 41,5 % para o turquesa remazol e 52,5 % para o azul remazol em um tempo de equilíbrio de 90 minutos.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monica Silva Monteiro.pdf: 1311772 bytes, checksum: b05d364e4195cc17956cfde6cd0f2232 (MD5) Previous issue date: 2010-03-26 / In this work the efficiency of two Brazilian waste materials, wood residues and coconut mesocarp, as adsorbents towards metallic ions (Ni2+, Cu2+) and two representative textile dyes (Red and Violet Brilliant Remazol) was investigated. The humidity, carbohydrates, protein, grease, ash and fiber contents of both natural matrices were measured, and they were also characterized by infrared spectroscopy, X-ray diffratometry, scanning electron microscopy, specific surface area analysis and thermogravimetry. The adsorption of dyes was monitored by using UV-Vis spectroscopy. It was verified that while both adsorbents, coconut mesocarp and wood residue can adsorb towards the investigated dyes, they release extractives to the solution and showed no affinity towards those metal ions. Furthermore, it was verified that the adsorption is strongly pH dependent and, as a general behavior, an increase in the pH value is associated with a decrease of the total amount of adsorbed dye. The adsorption of violet dye onto coconut mesocarp is well described by the Langmuir model, while all the others systems fitted not well by the Langmuir and Freundlich´s equations. / Neste trabalho, a eficiência de dois resíduos agrícolas, serragem de madeira e mesocarpo de coco verde, como adsorventes para íons de metais (Ni2+, Cu2+) e dois corantes têxteis (vermelho e violeta brilhante Remazol) foi investigada. Os teores de umidade, carboidratos, proteínas, gorduras, cinzas e fibras de ambas as matrizes naturais foram medidos. Os sólidos foram também caracterizados por espectroscopia no infravermelho, difratometria de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, área superficial específica e termogravimetria. A adsorção de corantes foi monitorada por espectrofotometria UV-Vis. Verificou-se que ambos os materiais, mesocarpo de coco e serragem de madeira embora adsorvam os corantes investigados, liberam extrativos para o meio e não mostraram nenhuma afinidade por íons metálicos. Além disso, foi verificado que a adsorção é fortemente dependente do pH e, como tendência geral, um aumento no valor do pH está associado a uma diminuição da quantidade total de corante adsorvida. A adsorção do corante violeta no mesocarpo de coco foi bem descrita pelo modelo de Langmuir, os demais sistemas não foram convenientemente modelados pelas equações de Langmuir e de Freundlich.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Geyse25052012.pdf: 2143069 bytes, checksum: 882b4c8e39847d938ac718cd5055555a (MD5) Previous issue date: 2012-05-25 / FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA E AO DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLÓGICO DO MARANHÃO / In this study we investigated the potential of rice husk in nature (CAN) and treated with nitric acid (CAT) as adsorbents for the removal of textile dyes Remazol brilliant violet and Remazol Turquoise. The adsorbents were characterized by elemental analysis, vibrational spectroscopy in the infrared, NMR, 13 C solid state, TGA, X-ray diffraction and zero point of charge (pHpcz). Tests for adsorption of the dyes were examined by a batch system by changing the initial experimental factors as pH, concentration of the dyes, the contact time and temperature. Adsorption kinetic models were used to analyze interactions colorants/adsorbents and reaction equilibrium time. The adsorption kinetic data were fitted to the second order model (R2> 0.999). The intraparticle diffusion model showed three linear segments, indicating the three stages of the adsorptive process. The isotherm models of Langmuir and Freundlich were used in the evaluation of experimental results. For both adsorbents (CAN and CAT), the model proposed by Freundlich resulted in the best fit of experimental data for the violet dye, while the Langmuir equation showed the best fit for the Turquoise dye. The thermodynamic parameters obtained by evaluating the isotherms at temperatures 10, 25, 40 and 55 ° C, confirmed the spontaneity of the adsorption processes, which are endothermics, with a high degree of disorder.The systems tested showed low values of desorption of the dyes in alkaline pH's (8 and 11), indicating high affinity between matrices and dye and that the electrostatic interaction was not the predominant mechanism in the adsorption. Finally, this materials seems to be an excellent alternative, as it is an abundant biomass available at low cost. / Neste trabalho foi investigada a potencialidade da casca de arroz in natura (CAN) e tratada com ácido nítrico (CAT) como adsorventes para a remoção dos corantes têxteis Violeta brilhante remazol e Turquesa remazol. Os adsorventes foram caracterizados por análise elementar, espectroscopia vibracional na região do infravermelho, RMN de 13C no estado sólido, análise termogravimétrica, difratometria de raios-X e ponto de carga zero (pHpcz). Os ensaios de adsorção dos corantes foram examinados por um sistema de bateladas, alterando fatores experimentais como pH inicial, concentração dos corantes, tempo de contato e temperatura. Modelos cinéticos de adsorção foram utilizados para analisar interações corantes/adsorventes e tempo de equilíbrio reacional. Os dados cinéticos de adsorção foram ajustados ao modelo de segunda ordem (R2> 0,999). O modelo de difusão intrapartícula apresentou três etapas no processo de adsorção. Os modelos isotérmicos de Freundlich e Langmuir, foram aplicados na avaliação dos resultados experimentais, sendo para ambos adsorventes (CAN e CAT), o modelo proposto por Freundlich resultou no melhor ajuste dos dados experimentais para o Violeta, enquanto a equação de Langmuir apresentou o melhor ajuste para o Turquesa.Os parâmetros termodinâmicos, obtidos pela avaliação das isotermas nas temperaturas 10, 25, 40 e 55 oC, confirmaram a espontaneidade dos processos de adsorção, os quais apresentaram-se endotérmicos e com elevado grau de desordem. Os sistemas examinados apresentaram valores baixos de dessorção dos corantes em pH's alcalinos (8 e 11), indicando afinidade entre corantes e adsorventes e que a interação eletrostática não foi o mecanismo predominante na adsorção. Finalmente, estes materiais mostraram ser uma excelente alternativa, como abundante biomassa disponível e de baixo custo.