Acidentes ambientais vêm ocorrendo ao longo de décadas, assim, além de atitudes para evitar esses danos, são necessárias ações para remediação. Materiais tecnológicos e de baixo custo em impacto ambiental podem ser uma alternativa para o tratamento de corpos hídricos degradados, além de um caminho ambientalmente sustentável para remediação de córregos e rios urbanos. Neste contexto, buscou-se avaliar na pesquisa, materiais biossorventes para serem utilizados em acidentes de derramamento de derivados do petróleo em meio aquático. Como matéria-prima, utilizaram-se as fibras das cascas de banana, coco e laranja. Como contaminantes foram utilizados a gasolina e o óleo diesel. Os biossorventes foram produzidos por processos de secagem, ativação química, moagem, classificação granulométrica, caracterização e ensaios de sorção. Para a caracterização foram empregadas as técnicas: picnometria, termogravimetria, análise elementar, microscopia eletrônica de varredura, teor de umidade, retenção de água pela biomassa seca, hidrofobicidade, flutuabilidade, teor de cinzas, fluorescência de raios X e classificação granulométrica. Para o tratamento dos dados, desenvolveu-se um planejamento estatístico de identificação das variáveis significativas no processo de sorção, construíram-se curvas de equilíbrio e de cinética de sorção e que foram modeladas por meio das isotermas de Freundlich e Langmuir. Para estudo da influência da granulometria na sorção, os ensaios foram realizados com os grãos primeiramente de maneira generalizada e posteriormente separados por granulometrias distintas. Os resultados se mostraram promissores, sendo o coco o biossorvente mais eficiente, ele sorveu uma média de 3,94 g/g de óleo diesel e 2,80 g/g de gasolina. / Environmental accidents have been occurring for decades, then, in addition to attitudes to avoid such damages, remediation actions are required. Technological materials of low cost and environmental impact may be an alternative for the treatment of degraded water bodies, besides an environmentally sustainable way for remediation of streams and urban rivers. In this context, it was sought to evaluate, in the research, biosorbent materials to be used in accidents of spill of oil derivatives in aquatic environment. The fibers of the banana, coconut and orange crusts were used as raw material. Petrol and diesel were used as contaminants. The biosorbents were produced by processes such as, drying, chemical activation, milling, sorting, characterization and sorption tests. For the characterization, the techniques used were: picnometry, thermogravimetry, elemental analysis, electron microscopy, moisture content, water retention by dry biomass, hydrophobicity, buoyancy, ash content, X - ray fluorescence and granulometric classification. For the treatment of the data, a statistical design was developed to identify the significant variables in the sorption process, equilibrium and sorption kinetics curves were constructed and modeled, using the Freundlich and Langmuir isotherms. To study the influence of granulometry on sorption, the tests were performed with the grains first generalized and later separated by different granulometries. The results were promising, with coconut being the most efficient biosorbent, it had an average of 3,94 g/g of diesel oil and 2,80 g/g of gasoline.

Acidentes ambientais vêm ocorrendo ao longo de décadas, assim, além de atitudes para evitar esses danos, são necessárias ações para remediação. Materiais tecnológicos e de baixo custo em impacto ambiental podem ser uma alternativa para o tratamento de corpos hídricos degradados, além de um caminho ambientalmente sustentável para remediação de córregos e rios urbanos. Neste contexto, buscou-se avaliar na pesquisa, materiais biossorventes para serem utilizados em acidentes de derramamento de derivados do petróleo em meio aquático. Como matéria-prima, utilizaram-se as fibras das cascas de banana, coco e laranja. Como contaminantes foram utilizados a gasolina e o óleo diesel. Os biossorventes foram produzidos por processos de secagem, ativação química, moagem, classificação granulométrica, caracterização e ensaios de sorção. Para a caracterização foram empregadas as técnicas: picnometria, termogravimetria, análise elementar, microscopia eletrônica de varredura, teor de umidade, retenção de água pela biomassa seca, hidrofobicidade, flutuabilidade, teor de cinzas, fluorescência de raios X e classificação granulométrica. Para o tratamento dos dados, desenvolveu-se um planejamento estatístico de identificação das variáveis significativas no processo de sorção, construíram-se curvas de equilíbrio e de cinética de sorção e que foram modeladas por meio das isotermas de Freundlich e Langmuir. Para estudo da influência da granulometria na sorção, os ensaios foram realizados com os grãos primeiramente de maneira generalizada e posteriormente separados por granulometrias distintas. Os resultados se mostraram promissores, sendo o coco o biossorvente mais eficiente, ele sorveu uma média de 3,94 g/g de óleo diesel e 2,80 g/g de gasolina. / Environmental accidents have been occurring for decades, then, in addition to attitudes to avoid such damages, remediation actions are required. Technological materials of low cost and environmental impact may be an alternative for the treatment of degraded water bodies, besides an environmentally sustainable way for remediation of streams and urban rivers. In this context, it was sought to evaluate, in the research, biosorbent materials to be used in accidents of spill of oil derivatives in aquatic environment. The fibers of the banana, coconut and orange crusts were used as raw material. Petrol and diesel were used as contaminants. The biosorbents were produced by processes such as, drying, chemical activation, milling, sorting, characterization and sorption tests. For the characterization, the techniques used were: picnometry, thermogravimetry, elemental analysis, electron microscopy, moisture content, water retention by dry biomass, hydrophobicity, buoyancy, ash content, X - ray fluorescence and granulometric classification. For the treatment of the data, a statistical design was developed to identify the significant variables in the sorption process, equilibrium and sorption kinetics curves were constructed and modeled, using the Freundlich and Langmuir isotherms. To study the influence of granulometry on sorption, the tests were performed with the grains first generalized and later separated by different granulometries. The results were promising, with coconut being the most efficient biosorbent, it had an average of 3,94 g/g of diesel oil and 2,80 g/g of gasoline.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-09-16T14:08:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE GARRETT FINAL - 18.05 - IMPRESSÃO.pdf: 2823940 bytes, checksum: 11d5e72c3c2f86d850cb1aeceab5cb36 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-16T14:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE GARRETT FINAL - 18.05 - IMPRESSÃO.pdf: 2823940 bytes, checksum: 11d5e72c3c2f86d850cb1aeceab5cb36 (MD5) Previous issue date: 2016-02-15 / CAPES / Os íons metálicos estão presentes em muitos processos industriais e, quando descartados ao meio ambiente, de forma inadequada, exigem atenção especial devido ao seu nível de periculosidade pode ocasionar efeitos prejudiciais aos seres vivos e consequentemente tornando-se um sério problema ambiental. A remoção desses contaminantes em efluentes líquidos tem sido tema de muitas pesquisas, mas o desafio consiste em encontrar um método seguro, eficaz e econômico capaz de tratar esses efluentes antes de serem descartados em qualquer corpo de água fluente. O processo de adsorção vem sendo utilizado como eficaz para a remoção de íons metálicos. Neste trabalho são apresentados estudos para avaliar a capacidade de biossorção de Cu2+ e Pb2+ aplicando cascas de camarão da espécie Litopenaeus vannamei e leveduras (Saccharomyces cerevisiae e Saccharomyces carlsbergensis) como biossorventes. As análises da fase aquosa monocomponentes e bicomponentes foram analisados pelo equipamento de absorção atômica. O ponto de carga zero (pHPCZ) determinado foi igual a 6,0 e o tempo mínimo de contato foi de 1 hora para a realização dos ensaios. Foram realizados testes de precipitação por 24 horas, verificando a concentração no início e no final do experimento, além disso, foi verificado a retenção do papel de filtro, valores entre 0,005% e 0,009%. Técnicas de caracterização como MEV com EDS, DSC/TG, TGA/DTA, DRX e infravermelho, foram importantes para o estudo e a confirmação dos parâmetros experimentais, como: Isotermas de adsorção e dessorção, o tamanho dos microporos fator determinante na acessibilidade das moléculas de adsorbato para a superfície interna de adsorção, verificação dos compostos químicos dos biossorventes e comportamento das reações endotérmicas ou exotérmicas. A técnica de planejamento experimental foi aplicada para otimização do processo de biossorção dos íons metálicos utilizando cada utilizando cada um dos biossorventes em estudo, onde as variáveis de entrada escolhidas foram velocidade de agitação, pH e temperatura. Os ensaios referentes ao estudo cinético e do equilíbrio do processo biossortivo com concentração de 20 mg.L-1 de íons metálicos foram realizados em batelada utilizando as melhores condições encontradas através dos planejamentos experimentais fatoriais. A variável temperatura apresentou efeito de maior significância na biossorção do Cu2+ para as duas espécies de levedura seguida da velocidade de agitação, enquanto para a casca de camarão o pH foi a variável mais significativa. O modelo de pseudo-segunda ordem apresentou melhor ajuste ao estudo cinético e equilíbrio da biossorção em todas as soluções metálicas pelas biomassas. Os estudos do equilíbrio da biossorção com concentração de 20 mg.L-1 dos íons metálicos Cu2+ e Pb2+ através da Saccharomyces carlsbergensis e casca de camarão se ajustaram melhor no modelo Langmuir-Freundlich com capacidade de adsorção máxima de 2,7 mg.g-1 e 3,75 mg.g-1 (Cobre – levedura e casca respectivamente) e 3,83 mg.g-1 e 4,29 mg.g-1 (Chumbo – levedura e casca respectivamente) em 30 minutos. E para os experimentos bicomponentes com capacidade adsortiva de 3,69 mg.g-1 e 3,97 mg.g-1 (Cobre e Chumbo – levedura e casca respectivamente) em 30 minutos. Os comportamentos termodinâmicos da adsorção para os íons metálicos foram avaliados de acordo com valores encontrados pela entalpia, entropia e energia livre de Gibbs. Valores positivos de ΔH, ΔS e valores negativos para ΔG, mostraram que a adsorção dos íons metálicos pelos biossorventes foi endotérmica, espontânea, favorável, e que a desordem do sistema aumentou durante o processo de adsorção. / The metal ions are present in many industrial processes, and when discarded to the environment, inappropriately, require special attention due to their level of dangerousness can cause harmful effects to living beings and consequently becoming a serious environmental problem. Removing these contaminants in wastewater has been the subject of much research, but the challenge is to find a safe, effective and economical method to treat the effluent before being discharged into any body of flowing water. The adsorption process is being used as effective for the removal of metal ions. This paper presents studies to evaluate the biosorption capacity of Cu2 + and Pb2 + applying shrimp shells of the species Litopenaeus vannamei and yeast (Saccharomyces cerevisiae and Saccharomyces carlsbergensis) as biosorbents. Analyses of single-component and two-component aqueous phase were analyzed by atomic absorption equipment. The point of zero charge (pHPCZ) determined was equal to 6.0 and the minimum contact time was 1 hour for the tests. precipitation for 24 hours Tests were conducted by checking the concentrations at the beginning and end of the experiment, moreover, was found to retain the filter paper, values between 0.005% and 0.009%. characterization techniques such as MEV with EDS, DSC / TG, TGA / DTA, XRD and infrared, were important for the study and confirmation of experimental parameters, such as isotherms of adsorption and desorption, the size of the micropores determining factor in accessibility of molecules adsorbate to the inner surface adsorption, verification of the chemical compounds of the biosorbents, and behavior of the endothermic or exothermic reactions. The experimental design optimization technique was applied to the biosorption process using each of the metal ions using each of biosorbents in a study where the input variables were chosen stirring speed, pH and temperature. The tests for the kinetic study and balance the biossortivo process with concentration of 20 mg L-1 of metal ions were conducted in batch mode using the best conditions found through the factorial experimental design. The variable temperature showed higher significant effect on biosorption of Cu2 + to the two yeast species followed by agitation speed, while for shrimp shells pH was the most significant variable. The pseudo-second-order model showed better fit to the kinetic study and balance of biosorption on all metal solutions by biomasses. Studies balance of biosorption with concentration of 20 mg L-1 of the metal ions Cu2 + and Pb2 + by Saccharomyces carlsbergensis and shrimp shell set best in the Langmuir-Freundlich model with maximum adsorption capacity of 2.7 mg.g- 1 and 3.75 mg.g-1 (Copper - yeast and shell respectively) and 3.83 mg g-1 and 4.29 mg.g-1 (Lead - yeast and shell respectively) for 30 minutes. And for the experiments bicomponent adsorptive capacity of 3.69 mg g-1 and 3.97 mg.g-1 (Copper and Lead - yeast and shell respectively) for 30 minutes. The thermodynamic behavior of adsorption for metal ions were evaluated according to values found by the enthalpy, entropy and Gibbs free energy. Positive values of ΔH, ΔS and negative values for ΔG, showed that the adsorption of metal ions by biosorbents was endothermic, spontaneous, favorable, and that the system disorder increased during the adsorption process.

Submitted by Celso Magalhaes (celsomagalhaes@ufrrj.br) on 2017-06-22T11:26:06Z No. of bitstreams: 1 2016 - B?rbara Magalh?es Neto.pdf: 3282939 bytes, checksum: a4ead0ff5e7307971c24940b1bea36a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-22T11:26:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - B?rbara Magalh?es Neto.pdf: 3282939 bytes, checksum: a4ead0ff5e7307971c24940b1bea36a3 (MD5) Previous issue date: 2016-07-19 / Among the many existing methods for removing heavy metals off the effluents, the adsorption process stands out for being considered most effective, at lower cost. The phenomenon of adsorption consists in a process of the transfer of one or more constituents of a fluid phase to a surface of a solid phase. The adsorption process depends on physical and chemical characteristics, as: structural properties of the adsorbent (porosity, functional groups), adsorbate (ionic radius and coordination number), interaction between adsorbent and adsorbed. New technologies have emerged with focus returned to the use of biological materials with adsorbing properties for the treatment of effluents, in particular, removal and recovery of heavy metals, showing good performance. The main advantages of using natural adsorbents (biosorbents) in the process of sorption are: low waste generation, easy recovery of metals, the possibility of reuse of the adsorbent and lower operating costs, depending on the adsorbent material used in the process. From the foregoing this research used tablets of composite material, formed of recycled low density polyethylene (LDPErec) as polymer matrix and adsorbent materials (coconut fibber FC, chitosan Qui or clay B) and a comparative study using such tablets as adsorbents, to removal of the chromium (III), in order to determine which tablet has a better adsorption of chromium (III).To this end, there were realized three experimental design, where they were evaluated the influence of the size of coconut fibber particles, the composition of LDPErec/Fc, LDPErec/B, LDPErec/Qui, LDPErec/FC/Qui and LDPErec/B/Qui, the concentration of chromium (III) adsorbate and the exposure time of the tablets in the chromium (III) solution. With the results can conclude that the models used in the experimental design were valid for the evaluation of significant variables of this work, as the best chromium (III) removal conditions. That happened to the composition values of 40/60% to the tablets of LDPErec/FC1, LDPErec/FC3 and LDPErec/B. The particle size range of coconut fibber that proved more favourable was smaller particle size (100-120 mesh) in the composition of 40/60 %. The conductivity has been used to predict a chromium (III) sorption model but it proved not to be good parameter / Entre os muitos m?todos existentes para a remo??o de metais pesados em efluentes, o processo de adsor??o destaca-se por ser considerado um dos mais efetivos, com menor custo. O fen?meno da adsor??o consiste em um processo de transfer?ncia de um ou mais constituintes de uma fase fluida para a superf?cie de uma fase s?lida. O processo de adsor??o depende de caracter?sticas f?sicas e qu?micas, como: propriedades estruturais do adsorvente (porosidade, grupos funcionais), do adsorvato (raio i?nico, n?mero de coordena??o) e intera??es entre o adsorvente e o adsorvato. Novas tecnologias t?m surgido com o foco voltado para a utiliza??o de materiais biol?gicos com propriedades adsorventes para tratamento de efluentes, e particularmente, na remo??o e recupera??o de metais pesados, apresentando bom desempenho. As principais vantagens de utiliza??o de adsorventes naturais (biossorventes) no processo de sor??o s?o: baixa gera??o de res?duos, f?cil recupera??o dos metais, a possibilidade de reutiliza??o do adsorvente e menor custo operacional, dependendo do material adsorvente que ? utilizado no processo. A partir do exposto essa pesquisa utilizou pastilhas de materiais comp?sitos, formadas por polietileno de baixa densidade reciclado (PEBDrec) como matriz polim?rica e materiais adsorventes (fibra de coco-FC, quitosana-Qui ou argila-B) e realizar um estudo comparativo utilizando essas pastilhas como adsorventes, na remo??o de cromo (III), a fim de determinar qual apresenta uma melhor adsor??o de cromo. Com esta finalidade, foram realizados tr?s planejamentos experimentais, onde foram avaliadas a influ?ncia da granulometria das part?culas de fibra de coco, a composi??o das pastilhas de PEBDrec/FC, PEBDrec/B, PEBDrec/Qui, PEBDrec/FC/Qui e PEBDrec/B/Qui, a concentra??o do adsorvato de cromo (III) e o tempo de exposi??o das pastilhas a solu??o de cromo (III). Com os resultados p?de-se concluir que os modelos usados nos planejamentos experimentais foram v?lidos para a avalia??o da signific?ncia dessas vari?veis, como para as melhores condi??es de remo??o do cromo (III), as quais aconteceram nos valores de composi??o de 40/60% das pastilhas de PEBDrec/FC1, PEBDrec/FC3 e PEBDrec/B. A faixa granulom?trica da fibra de coco que se mostrou mais favor?vel foi de menor granulometria (100-120 mesh) na composi??o de 40/60%. Utilizou-se a t?cnica de condutividade para predizer um modelo de sor??o de cromo (III), por?m nas condi??es do estudo, a condutividade n?o demonstrou ser um bom par?metro

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-01-10T17:07:20Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Glalber Luiz da Rocha Ferreira - 2016.pdf: 1694646 bytes, checksum: 0edfdeae06383f7209358539abe161f7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-01-11T09:54:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Glalber Luiz da Rocha Ferreira - 2016.pdf: 1694646 bytes, checksum: 0edfdeae06383f7209358539abe161f7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-11T09:54:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Glalber Luiz da Rocha Ferreira - 2016.pdf: 1694646 bytes, checksum: 0edfdeae06383f7209358539abe161f7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-08-29 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The existing techniques for removing heavy metals are expensive and are often not effective. Thus the application arises from biosorbents, an emerging technology that needs to be studied and explored, in order to promote better environmental and human life quality. The study craved verify removal capacity in synthetic aqueous solutions of ions Cr (VI) at concentrations of 10, 25, 50, 75, 100, 125 and 150 mg/L by biosorption by use of active and inactive fungal biomass Pleurotus ostreatus. In the use of the active biosorbent, kinetic studies revealed that in 336 hours was achieved 100% of its saturation capacity at concentrations of 10 and 25 mg/L of Cr (VI), achieving total removal of Cr (VI) in the order of 250 times over the recommended limit for industrial effluents in CONAMA Resolution nº 430/2011, and 360 hours biomass reached its maximum capacity of saturation, reaching values of 98,18% and 96,84%, in concentrations of 50 and 75 mg/L of Cr (VI), respectively. Observing the concentrations of 100% removal was confirmed by analysis of the total EAA chromium values of 141,66 mg/g and 133,55 mg/g biomass respectively. The analysis revealed the micrographs by SEM and TEM we observed at the cellular composition of biomass the presence of bacterial cells associated with the fungus, which on analysis was not possible to know where the metal was in adsorbed, it is better to point out that it was possible to detect content chromium from the cellular structure of the biomass. In the use of the idle biosorbent, kinetic studies showed that 6, 10 and 12 minutes it was reaching 100% of its saturation capacity at concentrations of 10, 25 and 50 mg/L of Cr (VI), respectively, achieving total removal Cr (VI) in the order of 500 times over the recommended limit for industrial effluents in CONAMA Resolution No. 430/2011, and in 22 minutes biomass reached its maximum capacity of saturation, reaching values of 73,21% and 55,13% at concentrations of 75 and 100 mg/L of Cr (VI), respectively. The Langmuir model was the one that best fit the experimental data biosorbent P. ostreatus, when evaluating the separation factor (RL), responding to values between zero and 1. Now, considering the values of the coefficient of determination (R2), the Freundlich model fit better due to present higher values in relation to the Langmuir model. / As técnicas existentes de remoção de metais pesados são caras e muitas vezes não são eficientes. Dessa forma surge a aplicação de biossorventes, uma tecnologia emergente que precisa ser estudada e explorada, com o objetivo de promover melhor qualidade ambiental e da vida humana. O estudo almejou verificar a capacidade de remoção em soluções aquosas sintéticas de íons Cr(VI) nas concentrações de 10, 25, 50, 75, 100, 125 e 150 mg/L, através da biossorção pela utilização da biomassa fúngica ativa e inativa de Pleurotus ostreatus. Na utilização do biossorvente ativo, os estudos cinéticos revelaram que em 336 horas foi alcançado 100% de sua capacidade de saturação nas concentrações de 10 e 25 mg/L de Cr(VI), alcançando uma remoção total de Cr(VI) na ordem de 250 vezes em relação ao limite preconizado para efluentes industriais na Resolução do CONAMA nº 430/2011, e em 360 horas a biomassa atingiu sua capacidade máxima de saturação, atingindo valores de 98,18% e 96,84%, nas concentrações de 50 e 75 mg/L de Cr(VI), respectivamente. Observando as concentrações de 100% de remoção, foi confirmando através da análise de EAA valores de crômio total de 141,66 mg/g e 133,55 mg/g de biomassa, respectivamente. Na análise revelada pelas microfotografias por MEV e MET foi possível verificar junto a composição celular da biomassa a presença de células bacterianas associadas ao fungo, que em análise não foi possível saber onde o metal se encontrava adsorvido, mais vale salientar que foi possível detectar conteúdo de crômio junto a estrutura celular da biomassa. Na utilização do biossorvente inativo, os estudos cinéticos revelaram que em 6, 10 e 12 minutos foi alcançando 100% de sua capacidade de saturação nas concentrações de 10, 25 e 50 mg/L de Cr(VI), respectivamente, alcançando uma remoção total de Cr(VI) na ordem de 500 vezes em relação ao limite preconizado para efluentes industriais na Resolução do CONAMA nº 430/2011, e em 22 minutos a biomassa atingiu sua capacidade máxima de saturação, atingindo valores de 73,21% e 55,13%, nas concentrações de 75 e 100 mg/L de Cr(VI), respectivamente. O modelo de Langmuir foi o que se melhor ajustou aos dados experimentais do biossorvente P. ostreatus, quando avaliando o fator de separação (RL), respondendo a valores entre zero e 1. Agora, considerando os valores do coeficiente de determinação (R2), o modelo de Freundlich se ajustou melhor, devido apresentar valores maiores em relação ao modelo de Langmuir.

Orientadora: Profª. Drª. Luísa Helena dos Santos Oliveira / Coorientadora. Profª. Drª. Lúcia Helena Gomes Coelho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, Santo André, 2018. / Os metais potencialmente tóxicos promovem a poluição dos compartimentos ar, solo e água e causam danos cumulativos aos ecossistemas por serem recalcitrantes e persistentes. Tecnologias alternativas como a biossorção e a fitorremediação são eficazes para remoção de metais da água. A fim de comparar estas duas tecnologias em ação, em escala laboratorial, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência da remoção dos metais tóxicos Cd e Pb, na concentração inicial de 4 g L-1, de soluções aquosas por duas espécies de macrófitas aquáticas, o Aguapé (Eichhornia sp.) e a Taboa (Typha sp.). Para o ensaio de biossorção as plantas foram lavadas em água corrente, secas naturalmente por 10 dias, seguidas de secagem em estufa, em seguida foram trituradas e peneiradas para padronização do tamanho da biomassa utilizada nos ensaios. A biomassa seca de cada planta foi mantida em contato com as soluções contaminadas com Cd e Pb em intervalos de tempo distintos, até 24 horas. Na fitorremediação as plantas foram lavadas com água corrente, permaneceram em contato com solução de hipoclorito de sódio e enxaguadas com água deionizada. Foram encaminhadas para a casa de vegetação da Universidade Federal do ABC em São Bernardo do Campo, onde permaneceram em contato com a solução nutritiva durante 21 dias para aclimatação. Após a aclimatação as plantas filhas foram coletadas e acondicionadas em frascos de polietileno com as soluções nutritivas contaminadas. Alíquotas foram retiradas em diferentes intervalos. Ao término da fitorremediação as plantas foram digeridas por via úmida do tipo Nitro-Perclórica para avaliação da concentração de metais acumulados em seus tecidos. Para ambos os tratamentos, os ensaios foram realizados em triplicatas e as amostras foram coletadas, filtradas e analisadas por ICP OES. Análises estatísticas foram realizadas utilizando o ANOVA e o Teste-t, com nível de significância de 5%. A remoção média por biossorção pelo Aguapé foi de 80,9% (Cd) e 51,4% (Pb), enquanto a Taboa removeu em média 58,4% (Cd) e 21,1% (Pb). Baseado nesses resultados, constatou-se, estatisticamente, que a biomassa seca do Aguapé tem maior capacidade de remoção de Cd e Pb quando comparada a da Taboa. Na fitorremediação os valores máximos de remoção porcentual, após 21 dias de ensaio, foram de 88,5% (Cd) e 42,6% (Pb) para o Aguapé e de 82,0% (Cd) e 42,3% (Pb) para a Taboa. Análises estatísticas indicam que não há diferenças significativas na remoção dos metais entre as macrófitas na tecnologia de fitorremediação. A análise dos metais retidos nos tecidos vegetais (q) do Aguapé apresentou os valores máximos de 18,8 mg g-1 (Cd) e de 8,6 mg g-1 (Pb) e a Taboa de 15,0 mg g-1 (Cd) e de 4,6 mg g-1 (Pb) na biossorção. Na fitorremediação a concentração na biomassa do Aguapé foi de 3,2 mg g-1 (Cd) e 4,28 mg g-1 (Pb) e de 5,0 mg g-1 (Cd) e 2,3 mg g-1 (Pb) na Taboa. Aparentemente, as biomassas secas apresentam um melhor desempenho na remoção de Cd e Pb. / Potentially toxic metals cause pollution of air, soil and water compartments and poses cumulative damages to the ecosystems for being recalcitrant and persistent. Alternative technologies such as biosorption and phytoremediation are effective for metal removal from water. In order to compare these two technologies, in a laboratory scale, the present work had as objective to evaluate the efficiency of the removal of the toxic metals Cd and Pb, at 4 mg L-1 initial concentration, of aqueous solutions by two species of aquatic macrophytes, Water hyacinth (Eichhornia sp.) and Cattail (Typha sp.). For biosorption assay the plants were washed in tap water, dried naturally for 10 days, followed by oven drying, then crushed and sieved to standardize the size of the biomass used in the tests. The dry biomass of each plant was kept in contact with the solutions contaminated with Cd and Pb at different time intervals, up to 24 hours. In phytoremediation the plants were washed with tap water, remained in contact with sodium hypochlorite solution and rinsed with deionized water. They were sent to the greenhouse of the Federal University of ABC in São Bernardo do Campo, where they remained in contact with the nutrient solution for 21 days for acclimatization. After acclimatization, the daughter plants were collected and conditioned in polyethylene bottles with contaminated nutrient solutions. Aliquots were withdrawn at different intervals. At the end of the phytoremediation the plants were wet-digested by Nitro-Perchloric type to evaluate the concentration of accumulated metals in their tissues. For both treatments, the tests were performed in triplicates ante the samples were collected, filtered and analyzed by ICP OES. Statistical analyzes were performed using ANOVA and the t-Test, with a significance level of 5%. For biosorption, the mean removal by Water hyacinth was 80.9% (Cd) and 51,4% (Pb), while Cattail removed on average 58,4% (Cd) and 21.1% (Pb). Based on these results, it was statistically verified that the dry biomass of Water hyacinth has greater capacity of Cd and Pb removal when compared to Cattail. In phytoremediation the maximum percentage removal values, after 21 days of testing, were 88.5% (Cd) and 42.6% (Pb) for Water hyacinth and 82.0% (Cd) and 42.3% (Pb) for Cattail. Statistical analyses indicate that there are no significant differences in metals removal among macrophytes in phytoremediation technology. The analysis of the metals retained in plants tissues (q) of Water hyacinth showed the maximum values of 18.8 mg g-1 (Cd) and 8.6 mg g-1 (Pb) and Cattail 15.0 mg g-1 (Cd) and 4.6 mg g-1 (Pb) in the biosorption. In the phytoremediation, the concentration in the biomass of Water hyacinth was 3.2 mg g-1 (Cd) and 4.28 mg g-1 (Pb) and 5.0 mg g-1 (Cd) and 2.3 mg g-1 (Pb) in Cattail. Apparently, dry biomass exhibits better performance in Cd and Pb removal.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The pollution caused by heavy metals has been becoming a serious environmental problem. The use of biomass as sorbent material for the treatment of industrial effluent containing heavy metals arises as a promising alternative for the current technologies. The waste that contains these metals may cause damages to the environment and to the human health. Even chrome, which is a essential metal, can be harmful in high concentrations; therefore, the proposal of this work was to evaluate the capacity of adsorption of chrome, using as biosorbent orange (pêra rio) and jabuticaba produced in the region of Triângulo Mineiro and the green coconut shell (cocus nucífera). The synthetic effluent, prepared from potassium dichromate reagent, was treated with this material previously dried, grinded and separated by granulometric analysis. The process was carried out isothermally in jacketed batch reactors continuously agitated. The mixture polluted by chrome in its metal nature was treated for a period up to twenty four hours. It was analysed the influence of pH in the process, being tested 2, 6 and 10. The efficiency of the biosorbent material, its granulometry, the influence of pH and the equilibrium concentration were the variables evaluated. The isothermal equilibrium data were adjusted employing the linear models of Langmuir and Freundlich. It was verified that Freundlich s adsorption isotherm was the one that fitted the best with the equilibrium data. The data were also adjusted to the kinetic models of pseudo first-order and pseudo second-order, and the pseudo-second order was the most representative for the data. With respect to the kinetic parameters, the process is spontaneous, it is endothermic when coconut shells and jabuticaba are used and exothermic when orange peels are used. / A poluição por metais pesados vem se tornando um sério problema ambiental. O uso de biomassas como material sorvente para o tratamento dos efluentes industriais contendo metais pesados aparece como uma alternativa promissora às tecnologias existentes. Os rejeitos contendo estes metais, podem ocasionar danos ao meio ambiente e à saúde humana. Mesmo o cromo, que é um metal essencial, pode ser prejudicial em altas concentrações, por esse motivo a proposta desse trabalho foi avaliar a capacidade de adsorção de cromo empregando-se, como biossorvente, laranja (pêra rio) e jabuticaba produzida na região do Triângulo Mineiro e casca de coco verde (cocus nucífera). O efluente sintético, preparado a partir do reagente dicromato de potássio (K2Cr2O7), foi tratado com esse material previamente seco, triturado e separado a diferentes granulometrias. O processo foi realizado isotermicamente nas temperaturas de 25, 35 e 45ºC, em reatores batelada, encamisado e com agitação continua. A mistura contaminada por cromo em sua forma metálica (Cr+3 e Cr+6) era tratada por um tempo de até vinte quatro horas. Foi analisada a interferência do pH no processo, sendo testados os valores de 2, 6 e 10. A eficiência do material biossorvente, a granulometria, a interferência do pH e a concentração de equilíbrio foram as variáveis estudadas. A granulometria menor que 106μm e o pH ácido igual a 2 foram os que apresentaram melhores resultados. Os dados isotérmicos de equilíbrio foram ajustados utilizando-se os modelos lineares de Langmuir e Freundlich. Verificou-se que a isoterma de adsorção de Freundlich foi a que apresentou melhor ajuste aos dados de equilíbrio, indicando que não há uma interação entre os sítios ativos. Os dados também foram ajustados aos modelos cinéticos de pseudo primeira-ordem e pseudo segunda-ordem, sendo o de pseudo-segunda ordem mais representativo para os dados. Em relação aos parâmetros cinéticos, o processo é espontâneo, endotérmico quando se utilizam as cascas de coco e jabuticaba e exotérmico quando utiliza-se a casca de laranja em relação a entropia apresenta uma maior ordenação das moléculas na superfície da jabuticaba utilizada como adsorvente e uma desordem na superfície da laranja. Os biossorventes se mostraram eficientes na remoção de cromo total, embora em nenhum dos casos tenha sido atingido valores inferiores aos máximos permitidos por lei. / Mestre em Engenharia Química

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-26T14:23:41Z No. of bitstreams: 1 MORGANA FABÍOLA CUNHA SILVA CANUTO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2007..pdf: 11947934 bytes, checksum: 493b8b41a0683172ddfe091d9f129285 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-26T14:23:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MORGANA FABÍOLA CUNHA SILVA CANUTO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2007..pdf: 11947934 bytes, checksum: 493b8b41a0683172ddfe091d9f129285 (MD5) Previous issue date: 2007-05-31 / CNPq / O aumento das atividades industriais intensificou os problemas com poluição ambiental por metais pesados e principalmente por cádmio, por ser dentre os metais pesados, muito utilizados em vários processos industriais e por ser extremamente tóxico em baixas concentrações, além de causar sérios problemas de saúde. A biossorção, vem se colocando como uma alternativa potencialmente atrativa para uma grande variedade de efluentes industriais. Este processo vem adquirindo suma importância por utilizar biossorventes de baixo custo operacional, além de que os mesmos podem apresentar alta seletividade e taxa de remoção. Dentre os biossorventes utilizados para retenção dos metais pesados em efluentes industriais destacam-se os fungos, a exemplo da Saccharomyces cerevisiae que pode ser utilizado neste processo por possuir grande capacidade de retirar metais pesados dos efluentes industriais. Uma outra vantagem é que se trata de um resíduo facilmente obtido em grandes quantidades como subproduto de processos industriais, tendo em vista que o Brasil é o maior produtor mundial de álcool etílico via processo fermentativo, utilizando-se deste microrganismo como agente da fermentação. Experimentos da cinética de biossorção do íon cádmio utilizando a Saccharomyces cerevisiae foram realizados, sendo os mesmos conduzidos em tanques agitados. Os modelos empíricos cinéticos utilizados foram o modelo empírico de dois parâmetros e o pseudo-segunda ordem, os mesmos apresentaram boa reprodutibilidade para o parâmetro qe (capacidade adsortiva), como também se obteve bom ajuste nas curvas cinéticas, exceto quando se trabalhou com concentração elevada e na maior temperatura. A técnica de planejamento experimental foi utilizada para avaliar os efeitos das variáveis concentração inicial do íon metálico e temperatura sobre os parâmetros cinéticos. A concentração inicial do íon metálico estudado foi a variável que apresentou influência significativa quando comparado com o efeito da temperatura nas condições estudadas. Os melhores resultados de capacidade de adsorção foram obtidos com o aumento da concentração do metal. / The increase in the industrial activities has intensified the problems of environmental pollution by heavy metals and mainly due to cadmium. Cadmium metal is the one which is mostly used in various industrial processes and is extremely toxic in low concentrations, besides causing serious health problems. The biosorption process is becoming a potentially attractive alternative for a great variety of industrial effluents. This process is important as it utilizes biosorbents of low operational cost, higher selectivity and high metal removal rates. Amongst the biosorbents used for heavy metal retention from industrial effluents, the fungi are distinguished. For example, the Saccharomyces cerevisiae can be used for such purpose as it has higher capacity of metal removal from industrial effluents. Another advantage is that, it is a residue which is easily obtained in big amounts as by-product of industrial processes. Brazil is world-wide big producer of ethanol and utilizes this microorganism as fermentation agent. Kinetic experiments for cadmium ion biosorption using Saccharomyces cerevisiae in agitated recipient were carried out. The empirical kinetic models used were the empiric model of two parameters and the pseudo-secondorder. These models presented a good reproduction for the parameter qe (adsorption capacity), as well as showed a good fit for experimental kinetic curves, except when high concentration and temperature were used. To evaluate the effect of initial concentration of the metal ion and temperature variables on the kinetic parameters the experimental design methodology was used. The initial metal ion concentration was the variable that had significant influence when compared with the effect of the temperature, in the conditions studied. The best adsorption capacity results were obtained when the metal ion concentration was increased.