AVALIAÇÃO DO POTENCIAL ADSORVENTE DA BIOMASSA DE COCO VERDE QUANTO À REDUÇÃO DA SALINIDADE EM ÁGUA PRODUZIDA, Pesquisas de Biotecnologia Vegetal. Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
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AVALIAÇÃO DO POTENCIAL ADSORVENTE DA BIOMASSA DE COCO VERDE QUANTO À REDUÇÃO DA SALINIDADE EM ÁGUA PRODUZIDA, Pesquisas de Biotecnologia Vegetal. Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)

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O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial adsorvente da biomassa de coco verde quanto à redução da salinidade em água produzida.
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AVALIAÇÃO DO POTENCIAL ADSORVENTE DA BIOMASSA DE COCO VERDE QUANTO À REDUÇÃO DA SALINIDADE EM ÁGUA PRODUZIDA

Apresentação: Pôster

Ana Júlia Miranda de Souza1; Carliane Ileicy da Silva2;

Luiz Antônio Barbalho Bisneto3; Tatiane Pinheiro da Silva Bernardino4; Fabiola Gomes de Carvalho5

Introdução

Dentre os resíduos derivados da extração do petróleo está a água produzida (AP), que é

composta por diversos compostos químicos nocivos ao meio ambiente, destacando-se sua alta

salinidade. A sua complexa e tóxica composição é determinante na escolha dos processos de

tratamento e no seu respectivo local de descarte.

Para o tratamento da AP destaca-se como tecnologia inovadora a adsorção biológica, tendo

fibras naturais como material biossorvente. Por ser um material de baixo custo, abundante e por

apresentar efetiva capacidade adsorvente, a fibra de coco verde vem despertando grande interesse

em estudos de biossorção. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar o potencial adsorvente

da biomassa de coco verde quanto à redução da salinidade em água produzida.

Fundamentação Teórica

A água produzida (AP) é um efluente gerado durante o processo da extração de petróleo e apresenta diversos compostos químicos danosos ao meio ambiente, incluindo metais pesados (Cd,

Pb, Cr, Ni, etc.), óleo e elevada salinidade. A alta salinidade presente na AP, que em alguns casos

pode supera até mesmo a do mar é nociva ao meio ambiente, podendo impactar sobre os mananciais

de água doce destinados à agricultura e ao consumo humano. A complexa composição e elevada

1 Tecnologia em Gestão Ambiental, IFRN – Campus Natal Central, [email protected] 2 Tecnologia em Gestão Ambiental, IFRN – Campus Natal Central, [email protected] 3 Tecnologia em Gestão Ambiental, IFRN – Campus Natal Central, [email protected] 4 Tecnologia em Gestão Ambiental, IFRN – Campus Natal Central, [email protected] 5 Doutora, IFRN – Campus Natal Central, [email protected]

concentração de componentes tóxicos presentes na AP são determinantes na escolha dos processos

de tratamento deste efluente e no seu respectivo local de descarte (CARVALHO, 2011; NUNES,

2009).

Dentre as tecnologias para o tratamento da AP estão a hidrociclone, que utiliza um campo

centrífugo para separação, a flotação, que separa as partículas sólidas ou óleos e graxas de uma fase

líquida, o POA’s (processos oxidativos avançados), que utilizam a radiação UV e reação radicalar,

e a adsorção biológica, fenômeno físico-químico onde suas moléculas acumulam-se sobre a

superfície do biossorvente de maneira natural, eficientes, além do baixo custo. (SOUSA, 2013;

PINO, 2005).

O coqueiro, Cocos nucifera L., é uma das frutíferas mais difundidas naturalmente no planeta, sendo o Brasil é o seu quarto maior produtor, merecendo destaque sua utilização

agroindustrial e uso in natura do coco verde. O descarte de sua casca tem se tornado um problema

ambiental devido a ser um resíduo volumoso e de difícil degradação, levando mais de oito anos

para se decompor (MARTINS & JESUS, 2011).

A biomassa derivada do coco verde surge como uma oportunidade econômica e estratégica

para o desenvolvimento de tecnologias inovadoras no processo de descontaminação de efluentes

industriais pelo método de adsorção, que é a capacidade de um sólido em reter em sua superfície

moléculas ou íons de um fluido (SILVA et al. , 2013; FERREIRA et al., 2014).

Metodologia

Esta pesquisa científica caracterizou-se como experimental, pois baseou-se na escolha de

um objeto de estudo, na determinação das variáveis que poderiam influenciá-lo e na análise dos

efeitos que a variáveis produziram no objeto (GIL, 2002). Os experimentos foram realizados nos

laboratórios de Análise de Solos e Resíduos Sólidos e de Físico-química do IFRN – CNAT.

Para obtenção da biomassa de coco verde seguiu-se o modelo de secagem de Rosa et al.,

(2001), de acordo com o fluxograma 1:

Fluxograma 1: Etapas para obtenção da biomassa de coco verde. Fonte: Embrapa (2001)

No estudo da adsorção dos íons de sódio (Na) e potássio (K) em AP foram avaliados a

influência do pH e a cinética de adsorção dos mesmos, variável de acordo com o tempo de contato

de 20, 40 e 60 minutos. Os ensaios foram realizados com cinco repetições, na proporção 1:60 (1g de

fibra para 60mL de AP). Todos os testes foram submetidos a agitação horizontal com velocidade

constante de 150 rpm.

Após o processo de adsorção, as amostras foram filtradas, sendo analisados o pH, a

condutividade elétrica (CE) e os teores de Na e K trocáveis, segundo a metodologia de Silva (1999).

A porcentagem adsorvida foi determinada pela equação 1, que estabelece uma relação entre as

concentrações iniciais (Ci) e as concentrações finais do efluente (Cf):

% adsorvido = (Cfx100)/Ci (Eq. 1)

O teste de fitotoxicidade, adaptado de Lins (2005), analisou os lixiviados de AP, quanto a

possíveis riscos ambientais através da germinação de sementes de alface (Lactuca sativa). Visto

que, quando utilizada em reuso na irrigação, a AP devido as suas altas concentrações de sais e

metais pesados, pode causar problemas na germinação das sementes, na planta jovem, na

maturação, no crescimento da raiz e nos ramos (CARVALHO, 2011; LINS, 2005).

Resultados e Discussões

A caracterização das biomassas adsorventes e da AP, em relação ao pH e a CE estabeleceu

que a fibra sem tratamento possuía pH 5,3 e após as lavagens alterou-se para 4,8; 3,8 e 5,7

respectivamente para os tratamentos com H2O, HCl e NaOH, enquanto o pH da AP foi de 6,4. Já a

CE que inicialmente era de 76,8μS/cm-1 na fibra sem tratamento, passou a 81,5; 102,6 e 86,86 μS/

cm-1 após as lavagens com H2O, HCl e NaOH, enquanto a CE da AP apresentou-se extremamente

elevada 1777 µS/cm-1, o esperado devido a sua característica salina.

Devido ao pH ácido das biomassas e consequentemente maior disponibilidade de íons H+,

tornou-se possível alterar o pH da AP a partir do método de biossorção (Tabela 1). Houve redução da CE entre 59 e 68%, independente do tratamento e variações de tempo testadas.

Tabela 1: pH, CE, Na, K e porcentagens de remoção nos lixiviados de água produzida. Fonte: Própria

∆t pH CE Na K (min) µS.cm-1 Redução ppm Redução ppm Redução

AP 6,40 1777,0 60 87 H2O 20 6,33 703,4 60% 29 52% 32 64%

40 6,65 569,2 68% 30 50% 33 62%

60 6,67 777,8 56% 30 50% 34 61% HCl 20 5,91 563,5 68% 31 48% 35 60%

40 6,01 683,6 62% 31 48% 35 59% 60 6,24 742,4 58% 32 47% 35 59%

NaOH 20 7,32 721,7 59% 32 46% 35 59% 40 7,27 675,2 62% 33 46% 36 59% 60 7,22 576,2 68% 30 49% 33 62%

Em relação aos teores de Na e K trocável também foram observadas significativas reduções

neste parâmetro em todos os tratamentos de biossorção avaliados, sendo mais representativa a

remoção de Na na fibra H2O em todas as variações de tempo. Em valores percentuais as reduções

de Na foram em média de 47% para fibra com NaOH, 48% para fibra com HCl e de 51% para as

fibras com H2O. As remoções de K foram mais expressivas que as de Na, atingindo em média: 63%

(H2O), 61% (NaOH) e 59% (HCl). Dessa forma, destaca-se que o processo de biossorção para AP

mostrou-se efetivo quanto à remoção de íons Na e K.

Nos ensaios de fitotoxicidade com sementes de alface e os lixiviados de AP, demonstrou que

os mesmos foram fitotóxicos, pois houve total inibição da germinação das amostras submetidas ao

contato direto com os lixiviados sem diluição, enquanto nas amostras de controle regadas com água

destilada apresentaram 100% de germinação.

Conclusões

O processo de biossorção para água produzida tendo o pó de casca de coco verde como

adsorvente, apresentou-se eficaz, sobretudo, quanto ao potencial de redução da salinidade e

adsorção de elementos como Na e K.

Nos resultados de fitotoxicidade ficou evidente que a toxidade ainda esteve presente na água

produzida adsorvida, uma vez que houve severa inibição da germinação das sementes de alface

submetidas ao contato direto com os lixiviados sem diluição.

O avanço nas pesquisas com tecnologias direcionadas a reciclagem de agroresíduos e

tratamento de efluentes industriais é importante, porque, além de reduzir a quantidade de resíduos

destinados aos aterros sanitários e/ou descarte indevido, contribui para uma gestão ambiental

sustentável, englobando aspectos sociais, econômicos e sobretudo, ambientais.

Referências

CARVALHO, P. C. A. P. Caracterização de água produzida na indústria de petróleo para fins de descarte e otimização do processo de separação óleo/água. 2011. 122 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2011.

FERREIRA A. M.; SILVA G. C.; DUARTE H. A. Materiais Funcionais para a Proteção Ambiental. Cadernos Temáticos de Química Nova na Escola, N° 8, p. 30-38, MAIO 2014.

GIL, A.C. Métodos e técnicas de pesquisa social. São Paulo: Atlas, 2002.

LINS, M. C. M. Avaliação microbiológica e fitotóxica do chorume da estação de tratamento do aterro da Muribeca - PE. 2005. 91 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia de Produtos Bioativos) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, PE, 2005.

MARTINS, C. R; JESUS JR, L. A. Evolução da produção de coco no Brasil e o comércio internacional: panorama 2010. Embrapa Tabuleiros Costeiros. Aracaju, SE. Doc. 164. 28 p. 2011.

NUNES, S. K. S. Remoção conjugada de metais e óleo de água produzida. 2009. 108 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2009.

PINO, G. A. H. Biossorção de metais pesados utilizando pó da casca de coco verde (Cocos nucifera). 2005. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais) - Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, 2005.

ROSA, M. F.; SANTOS, F. J. S.; MONTENEGRO, A. A. T.; ABREU, F. A. P.; CORREIA, D.; ARAUJO, F. B. S.; NOROES, E. R. V; Comunicado Técnico, N°. 54; Caracterização do pó da casca de coco verde usado como substrato agrícola. EMBRAPA: Fortaleza, p. 1-6, mai. 2001.

SILVA, F.C. (Org.). Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes. Brasília: Embrapa; Rio de Janeiro: Embrapa Solos; Campinas: Embrapa Informática Agropecuária, 1999. 370p.

SILVA, N. A. FERREIRA, D. C.; LIMA, A. F. Absorção de metais tóxicos pelas fibras de Cocos nucifera L. Centro Científico Conhecer: Enciclopédia Biosfera, Goiânia, GO, v. 9, n. 16, p. 2778-2786, 01 jul. 2013.

SOUSA, M. A. S. B. Águas Produzidas DE PETRÓLEO: origem e técnicas de tratamento. 2013. Disponível em: < https://goo.gl/VxXQhw>. Acesso em: 25 jun. 2017.

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