Study of CR(III) ions biosorption using the aquatic macrophyte Lemna minor

Nas últimas décadas tem-se observado sérios impactos ambientais tendo o desenvolvimento tecnológico e industrial como fonte geradora no que diz respeito ao descarte sem controle de substâncias poluentes no meio ambiente, em particular, a poluição dos recursos hídricos. Diversos problemas relacionados a crescentes despejos de metais pesados em corpos d'água pela indústria são motivo de grande preocupação, o que vem fomentando pesquisas voltadas para o desenvolvimento de técnicas de remoção destes poluentes dos efluentes industriais. Neste contexto a adsorção vem sendo avaliada como um processo viável por possuir uma vasta variedade de materiais que podem ser utilizados como adsorventes. Dentre estes materiais, as macrófitas aquáticas se destacam por possuirem características adequadas como capacidade de se desenvolverem em diferentes faixas de temperatura e pH variados, fácil cultivo e grande afinidade com íons metálicos. Neste trabalho a macrófita aquática Lemna minor foi utilizada na remoção de íons de Cr3+ de soluções aquosas utilizando um sistema em batelada. A escolha do Cr3+ foi feita a partir da observação de que grandes quantidades deste metal são utilizadas em processos industriais, principalmente naqueles relacionados ao processamento de couro. A avaliação da capacidade de bioadsorção do Cr3+ pela macrófita aquática Lemna minor foi realizada em ensaios de equilíbrio e cinéticos. Análises de espectroscopia (FTIR) mostraram a presença de grupos carboxílicos, carboxilatos e C-Cl na superfície da biomassa que participam diretamente do processo de adsorção. O modelo de Langmuir foi ajustado aos dados de equilíbrio e a capacidade máxima de adsorção foi de 11,66 mg.g-1 para uma temperatura ótima de 30 ºC. Os dados cinéticos obtidos foram analisados pelo ajuste dos modelos de pseudo-primeira, pseudo-segunda ordem e difusão intrapartícula. Porém, o modelo de pseudo-segunda ordem se ajustou mais adequadamente aos dados experimentais. Ensaios de dessorção foram também realizados com intuito de verificar a possibilidade de regeneração do adsorvente utilizando diferentes eluentesIn the last decades serious environmental impacts can be observed as a result of the technological and industrial development which is the mainly generating source when related to uncontrolled disposal of pollutants in the environment, in particular, water resources pollution. Several problems related to increasing discharges of heavy metals in water bodies by the industry causes concern. It has promote research for the development of techniques for removing these pollutants from industrial effluents. In this context, adsorption has been evaluated as a viable process for having a wide variety of materials that can be used as adsorbents. Among these materials, the aquatics macrophyte stand to possess suitable characteristics as ability to grow in different ranges of temperature and pH varied, easy cultivation and high affinity for metal ions. In this work the Duckweed Lemna minor was used in the removal of Cr3+ from aqueous solutions using a batch system. Cr3+ metal was chosen due the observation that large amounts of this metal is used in industrial processes, particularly those related to leather processing. Assessing the ability of biosorption of Cr3+ by Duckweed Lemna minor was performed in equilibrium tests and kinetics. Spectroscopy Analysis (FTIR) showed the presence of carboxylic, carboxylate and C-Cl groups on the biomass surface. These groups directly participate in the adsorption process. The Langmuir model was fitted to the equilibrium data and maximum adsorption capacity was 11.66 mg.g-1 in an optimum temperature of 30 °C. The kinetic data were analyzed by fitting the pseudo-first, pseudo-second order and intraparticle diffusion models. However, the model of pseudo-second order fit better to experimental data. Desorption tests were also conducted in order to verify the possibility of regeneration of the adsorbent using different eluent