Remediação de águas contaminadas por metais (Cd, Pb e Cr) utilizando torta de sementes de Moringa oleifera Lam. como adsorvente

Abstract

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia do uso da torta de moringa como biossorvente na remoção dos metais pesados tóxicos cádmio (Cd), chumbo (Pb) e cromo (Cr) de águas contaminadas. O material adsorvente foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de infravermelho (IV) e determinação do ponto de carga zero (pHPCZ). Os efeitos na variação da massa do adsorvente, pH da solução, tempo de contato e temperatura foram avaliados na busca de condições ótimas de adsorção. Nos estudos preliminares variaram-se as massas do adsorvente (200-1200 mg) e as condições de pH (5,0; 6,0 e 7,0). Os estudos de tempo foram realizados em um intervalo de 20-180 min e os estudos de temperatura na faixa de 25 a 65 °C. A massa utilizada para os estudos relacionados ao tempo, temperatura e isotermas de adsorção foi de 400 mg para os três metais estudados. Com relação aos valores de pH da solução, houve diferença entre eles, sendo que para o Cd a maior quantidade removida ocorreu em condição de pH 7,0, para o Pb em pH 6,0 e para o Cr em pH 5,0. O tempo para que o sistema atingisse o equilíbrio também variou entre os metais estudados, sendo 160 min para o Cd, 20 min para o Pb e 120 min para o Cr. As isotermas de equilíbrio foram obtidas com base nas condições ótimas pré-estabelecidas para cada metal e os ajustes matemáticos foram realizados por meio dos modelos matemáticos de Langmuir, Freundlich e Dubinin-Radushkevich (D-R). Para o Cd e para o Pb os melhores ajustes foram obtidos pelos modelos de Freundlich e D-R e para o Cr o melhor ajuste foi obtido pelo modelo de Langmuir. O valor estimando da capacidade máxima de adsorção (Qm) de Cd sobre a torta das sementes de moringa foi de 7,864 mg g-1, para o Pb de 12,243 mg g-1 e para o Cr de 3,191 mg g-1. O processo mostrou possuir natureza química para os três metais conforme os resultados de pseudossegunda ordem e dos valores da energia média de sorção (E). Foram realizados estudos comparativos com o carvão ativado, utilizando as mesmas condições otimizadas das isotermas de adsorção e do processo de dessorção. De acordo com a porcentagem de dessorção observada, concluiu-se que o biossorvente possui forte interação com os três metais. Os resultados mostraram que o biossorvente proveniente da moringa pode constituir uma alternativa sustentável de baixo custo, por não ter sofrido tratamento prévio e por se tratar de um coproduto na remoção dos cátions metálicos (Cd, Pb e Cr) presentes em águas. Tais conclusões, se somadas aos resultados de um plantio bem-sucedido da espécie, ao elevado teor de óleo vegetal e a riqueza nutricional de suas folhas, fazem com que a espécie mereça maior atenção nas diversas regiões brasileiras