A adsorção de metais em solos tem sido estudada no escopo da geotecnia ambiental principalmente para prever formação de plumas, estudar viabilidade de técnicas de remediação e projetar revestimentos impermeabilizantes em sistemas de disposição de resíduos, entre outros. A consideração da adsorção como um fenômeno imediato e reversível é geralmente aceitável nessas aplicações, porém tem-se verificado que para solos tropicais o estudo da cinética pode melhorar as retroanálises de dados de campo e as interpretações de resultados experimentais. Este trabalho apresenta aspectos teóricos da cinética de adsorção, incluindo fatores que afetam a cinética de adsorção, modelos para determinar os mecanismos que controlam a cinética de adsorção e modelos de cinética de adsorção. A adsorção e a cinética de adsorção de cádmio e chumbo em um Latossolo roxo foram investigadas por meio de ensaios de adsorção tipo Batch. As concentrações iniciais nas soluções variaram de 2 mg/L até 2000 mg/L. OS tempos de contatos variaram de 5 minutos até 6 meses. Também foram realizados ensaios de extração e digestão química. A seguir, foram aplicados modelos para determinar os mecanismos que controlam a cinética de adsorção e também foram ajustados modelos de cinética de adsorção aos dados experimentais. Os resultados mostram que a adsorção pode ser representada por dois distintos comportamentos: curto prazo, até cerca de 8 horas, e longo prazo, para tempos superiores. A adsorção não específica aumenta com o aumento da concentração do contaminante na fase sólida no caso do cádmio, enquanto para o chumbo esta relação não ficou clara. Os modelos de cinética de adsorção testados representam apenas o comportamento de curto prazo e o ajuste desses modelos aos dados experimentais, mesmo para a adsorção de curto prazo, varia consideravelmente em função do método matemático utilizado. Finalmente, concluiu-se que a cinética de adsorção é bem representada por uma função tipo potência com expoente negativo. / Metal adsorption in soils has been studied in the scope of environmental geotechnics mainly to predict migration of contaminant plumes, to study feasibility of remediation techniques, and to design waste disposal sites. The consideration of adsorption as an immediate and reversible phenomenon is generally accepted in those applications; however, the study of adsorption kinetics in tropical soils may improve back-calculation of field data and interpretation of experimental results. This study presents theoretical aspects of adsorption kinetics, including factors that affect adsorption kinetics, models to determine mechanisms that control adsorption kinetics and adsorption kinetics models. Adsorption and adsorption kinetics of cadmium and lead in a Brazilian lateritic red clay were investigated by means of Batch adsorption tests on. Initial solutions concentrations varied from 2 mg/L to 2000 mg/L. Contact times varied from 5 minutes to 6 months. Chemical extraction and digestion tests were also performed. Models were then applied to experimental data to determine the mechanisms that control adsorption kinetics and adsorption kinetics models were also fitted to experimental data. The results show that adsorption can be represented by two different behaviors: a short time behavior, until circa 8 hours, and a long time behavior, for longer times. For cadmium, the importance of non specific adsorption increases as the contaminant concentration in the solid phase increases, while this relation is not clear for lead. The investigated adsorption kinetics models can only represent the short time behavior, and fitting of these models, even for short-time adsorption, depends considerably on the utilized mathematical method. Finally, adsorption kinetics can be well represented by a power function with negative exponent.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-18012017-092047 |
| Date | 24 October 2016 |
| Creators | Bernardo José Jiménez Vega |
| Contributors | Maria Eugênia Gimenez Boscov, André Luís Brasil Cavalcante, Rejane Nascentes |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Engenharia Civil, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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