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Previous issue date: 2018-08-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this dissertation, the materials corn straw and barley bagasse were investigated as
alternative adsorbents for removal of the carbaryl pesticide from aqueous medium. For
this, both materials were ground to obtain uniform particles (granulometry between 20 and
48 mesh) and treated with hydrated ethyl alcohol. The quantification of the carbaryl
pesticide was made by High Efficiency Liquid Chromatography with UV-vis detector. The
values of LD and LQ for the determination of the carbaryl pesticide by liquid
chromatography using the method used were 0.01 mg L-1 and 0.10 mg L-1, respectively.
The characterization of the adsorbent materials by FTIR showed the presence of the
functional groups: hydroxyl, carbonyl and methyl, very common in lignocellulosic
materials. The pH at the zero loading point (pHPCZ) was 7.08 for barley bagasse and 6.44
for corn straw. The adsorption capacity of the investigated materials was evaluated under
different parameters such as material dose (g L-1), contact time between the pesticide
solution and the adsorbent material (min) and the concentration of the pesticide in the
solution (mg L-1). An alternative adsorption procedure was also proposed with the
adsorbents packaged in a column where different doses of the adsorbents were
evaluated and finally the adsorption process was evaluated using natural water samples.
From the study of the dose of the materials the dose of 20 g L-1, equivalent to 200 mg of
the adsorbent material in 10 mL of solution was selected, where 45.1% of the carbaryl
was obtained when the barley bagasse was used and 49.2% when corn straw was used.
For both adsorbents the kinetic study showed that the adsorption of the carbaryl
agrochemical is best represented by the Avrami kinetic model, indicating that the
adsorption of the carbaryl is not constant, but follows multiple orders. The maximum
adsorption capacity (Qmax) was obtained by the construction of adsorption isotherms,
where it was verified that the experimental data of the process of adsorption of the
carbaryl by the barley bagasse is better represented by the Langmuir model providing a
value of Qmax of 6, 5244 mg g-1. For corn straw, the Sips model was the most adequate
with a Qmax value of 1.2625 mg g -1. In the column adsorption procedure the barley
bagasse was efficient in all the doses evaluated, obtaining practically the same rate of
removal as the procedure performed in batch mode, however in a much shorter time. As
for the adsorbent corn straw, the removal through the column procedure was much less
effective, suggesting that for this material the batch procedure is more adequate. In the
adsorption study using natural water samples as an aqueous matrix, it was verified that
the adsorption process of the carbaryl by both adsorbents can be affected by the pH of
the medium and also by the presence of other compounds present in the aqueous matrix.
In general, the results indicate that the barleybagasse and corn straw materials can be
used as adsorbent materials in the treatment of aqueous medium contaminated with the
carbaryl pesticide. / Nesta dissertação, os materiais palha de milho e bagaço de cevada foram investigados como
adsorventes alternativos para remoção do agrotóxico carbaril de meio aquoso. Para isso, ambos
materiais foram triturados para obtenção de partículas uniformes (granulometria entre 20 e 48
mesh) e tratados com álcool etílico hidratado. A quantificação do agrotóxico carbaril foi feita por
Cromatografia Líquida de Alta Eficiência com detector UV-vis. Os valores de LD e LQ para a
determinação do agrotóxico carbaril por cromatografia líquida, através do método empregado,
foram 0,01 mg L-1 e 0,10 mg L-1, respectivamente. A caracterização dos materiais adsorventes
por FTIR mostrou a presença dos grupos funcionais: hidroxila, carbonila e metila, bastante
comuns em materiais lignocelulósicos. O pH no ponto de carga zero (pHPCZ) foi 7,08 para o
bagaço de cevada e 6,44 para a palha de milho. A capacidade de adsorção dos materiais
investigados foi avaliada sob diferentes parâmetros como dose do material (g L-1), tempo de
contato entre a solução do agrotóxico e o material adsorvente (min) e a concentração do
agrotóxico na solução (mg L-1). Foi proposto também um procedimento alternativo de adsorção
com os adsorventes empacotados em uma coluna onde avaliou-se diferentes doses dos
adsorventes e por fim avaliou-se o processo de adsorção utilizando amostras de água natural. A
partir do estudo da dose dos materiais foi selecionada a dose de 20 g L-1, equivalente a 200 mg
do material adsorvente em 10 mL de solução, onde foi obtida remoção de 45,1% do carbaril
quando foi utilizado o bagaço de cevada e 49,2% quando foi usada a palha de milho. Para ambos
os adsorventes o estudo cinético mostrou que a adsorção do agrotóxico carbaril é melhor
representada pelo modelo cinético de Avrami, indicando que a adsorção do carbaril não é
constante, mas segue múltiplas ordens. A capacidade máxima de adsorção (Qmáx) foi obtida
pela construção de isotermas de adsorção, onde verificou-se que os dados experimentais do
processo de adsorção do carbaril pelo bagaço de cevada é mais bem representado pelo modelo
de Langmuir fornecendo um valor de Qmáx de 6,5244 mg g-1. Já para a palha de milho o modelo
de Sips mostrou-se o mais adequado com um valor Qmáx de 1,2625 mg g-1. No procedimento de
adsorção em coluna o bagaço de cevada mostrou-se eficiente em todas as doses avaliadas,
obtendo praticamente a mesma taxa de remoção que o procedimento realizado em modo
batelada, no entanto em um tempo bem menor. Já para o adsorvente palha de milho, a remoção
através do procedimento em coluna foi bem menos efetiva, sugerindo que para este material o
procedimento em batelada é mais adequado. No estudo de adsorção utilizando amostras de
água natural como matriz aquosa, verificou-se que o processo de adsorção do carbaril por ambos
os adsorventes pode ser afetado pelo pH do meio e também pela presença de outros compostos
presentes na matriz aquosa. De um modo geral os resultados obtidos indicam que os materiais
bagaço de cevada e palha de milho podem ser utilizados como materiais adsorventes no
tratamento de meio aquoso contaminado com o agrotóxico carbaril.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.bc.ufg.br:tede/8934 |
| Date | 17 August 2018 |
| Creators | Milhomem, Karoline Pinto |
| Contributors | Freitas, Sílvia de Sousa, Sarmento, Antover Panazzolo, Coelho, Luciana Melo |
| Publisher | Universidade Federal de Goiás, Programa de Pós-graduação em Química (RC), UFG, Brasil, Regional Catalão (RC) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFG, instname:Universidade Federal de Goiás, instacron:UFG |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -6339953996062715594, 600, 600, 600, 600, 6665988530194015545, 1571700325303117195, 2075167498588264571 |
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