[pt] Neste trabalho foi avaliado o potencial do microorganismo
R. opacus como biossorvente para a remoção de Pb(II), Cr
(III) e Cu(II) de soluções aquosas pelo processo de
biossorção/bioflotação, através de ensaios experimentais em
batelada. Os parâmetros operacionais investigados na etapa
de biossorção foram: o pH da solução, a concentração de
biomassa, o tempo de contato e a concentração inicial do
metal. Na separação da biomassa carregada mediante a
bioflotação por ar disperso se avaliou o tempo de flotação,
e as características da espuma. As características da
superfície do micro-organismo e os possíveis
mecanismos de interação envolvidos na sorção dos metais
tóxicos por R. opacus, foram avaliadas com base em medições
de potencial zeta, análise por espectrometria no
infravermelho e análise de micrografias obtidas no
microscópio eletrônico de varredura (MEV). O valor inicial
do pH da solução afetou a sorção dos metais, os valores de
pH adequados na etapa de sorção e na flotação foram de 5,0
para o Pb(II) e pH igual a 6,0 para o Cr(III) e Cu(II). Os
ensaios da cinética de biossorção mostraram que o processo
é rápido e em 60 minutos de contato entre a biomassa e a
solução de metal foi atingida a máxima captação das
espécies metálicas em estudo. Os dados correspondentes à
capacidade de captação do R. opacus em função da
concentração dos íons metálicos foram bem ajustados ao
modelo da isoterma de Langmuir para as três espécies em
estudo, onde as capacidades máximas de captação obtidas
foram: 94,3; 72,9 e 32,2 mg.g-1 para Pb(II), Cr(III) e Cu(II),
respectivamente. A cinética da sorção para o Pb(II),
Cr(III) e Cu(II) foram modeladas usando a equação de
pseudo segunda ordem. A ordem de afinidade do R. opacus
obtida em sistemas individuais foi estabelecida como: Pb(II)
>Cr(III)>Cu(II). Essa diferença na afinidade do R. opacus
pode ser atribuída às propriedades físico-químicas
destes metais, dentre elas peso atômico, raio iônico e
eletronegatividade. A capacidade de captação dos íons Pb
(II) pela biomassa foi reduzida pela presença de outras
espécies metálicas no sistema, apresentando o Cr(III) maior
afinidade pelos sítios da biomassa do que os outros íons.
Na bioflotação, verificou-se que o micro-organismo
apresenta resultados muito promissores como coletor e
espumante, obtendo-se percentagens de remoção de Pb(II),
Cr(III) e Cu(II) de 94%, 54% e 43% , respectivamente,
partindo de uma concentração de 20 mg.l-1. Os resultados
apresentados mostram que R. opacus apresenta
características adequadas no que tange a biossorção e
bioflotação para a remoção de metais pesados. / [en] This work evaluated the potential of the Rhodococcus opacus
strain as a biosorbent for the removal of Pb(II), Cr(III)
and Cu(II) from aqueous solutions by
Biosorption/bioflotation process, through experimental
batch tests. The operational parameters investigated in the
biosorption´s stage were: pH of the
solution, biomass concentration, contact time and initial
metal concentration. In
the separation of the loaded biomass by bioflotation
process for dispersed air were evaluated the flotation time
and the foam characteristics. The characteristics of the
microorganism surface and the involved interaction
mechanisms in the heavy metals sorption by R. opacus, were
evaluated based in the potential zeta measurements,
infrared spectroscopy and electron microscopy
scanning analysis. The solution initial pH value affected
metals sorption, the adjusted pH values in the sorption and
the flotation stage were 5.0 for the Pb(II)
and pH value of 6.0 for the Cr(III) and Cu(II). The
experiments of biosorption kinetics showed that the process
is relatively fast and in sixty minutes of contact
between the biomass and the metal solution were reached the
maximum metal uptake capacities. The data pertaining to the
uptake capacity of the R. opacus in function of the metal
ion concentration fitted to the Langmuir isotherm model for
the tree species in study, where the maximum uptake
capacities obtained were: 94.3; 72.9 and 32.2 mg.g-1 for Pb
(II), Cr(III) and Cu(II), respectively. The kinetics
of sorption of Pb(II), Cr(III) and Cu(II) were modeled
using a pseudo second order rate equation. The affinity
order of R. opacus for the three metals under study
has been established as: Pb(II)>Cr(III)>Cu(II). The
selectivity of the biomass for the Pb(II) over the other
two metals was well exhibited by the results obtained in
the biosorption and bioflotation. This difference in the
affinity of the R. opacus can be attributed to the
physiochemical properties of these metals, amongst them
atomic weight, ionic radio and electronegativity. The
uptake capacity of ions Pb(II) for the biomass was reduced
by the presence of other metallic species in
the system, and the results showed that the Cr(III) has
greater affinity for the biomass than the others ions. In
the bioflotation, it was found that the microorganism
presents excellent characteristics as collector and foaming
agent, reaching 94%, 54% and 43% removal of lead, chromium
and copper, respectively, to 20 mg.l-1 of concentration.
The results of this study showed that R. opacus has
important features for the heavy metal removal; moreover,
the results also showed that R. opacus is especially
effective biosorbent for the removal of Pb(II).
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:11676 |
| Date | 20 May 2008 |
| Creators | BELENIA YANETH MEDINA BUENO |
| Contributors | MAURICIO LEONARDO TOREM |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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