Emprego da casca de arroz e da cinza da casca de arroz como adsorventes aplicados à remoção de cromo hexavalente

Abstract

Questões ambientais e energéticas têm alavancado a intensa busca por alternativas capazes de agregar valor aos resíduos agroindustriais. O Brasil está entre os dez maiores produtores de arroz no mundo e o Rio Grande do Sul apresenta parcela significativa de contribuição para isso. Além disso, o arroz parboilizado representa mais de 20% do arroz industrializado no país. Portanto, em função da elevada produtividade, a casca de arroz e seus subprodutos, como a cinza, se tornam resíduos abundantes, de baixo custo e disponíveis para uso, no qual, têm sido o enfoque de muitas pesquisas atuais para produção de adsorventes. O desenvolvimento econômico e industrial, paralelamente, com o crescimento populacional tem sido responsável pelo aumento da poluição ambiental. Metais pesados, como o cromo, são alvos de grande preocupação por parte das indústrias e órgãos ambientais, em virtude da elevada toxicidade apresentada ao meio ambiente e seres vivos. Compostos a base de Cr(VI), além de tóxicos, são bioacumulativos e não biodegradáveis, mesmo em baixas concentrações. Diversas tecnologias podem ser empregadas para sua remoção. Contudo, todas apresentam limitações quanto a eficiência na remoção de quantidades traço, tornando-se muito dispendiosas. Nesse sentido uma proposta que vem encontrado grande campo de aplicação é a adsorção empregando materiais lignocelulósicos, oriundos de resíduos agroindustriais, em virtude do baixo custo e da qualidade apresentada pelos efluentes por eles tratados. Nesse sentido, esse trabalho propôs o emprego da casca de arroz parboilizado e da cinza produzida a partir dessa casca, ambos submetidos ou não ao tratamento ácido prévio. Avaliou-se a influência da quantidade de adsorvente, a influência do pH, a quantidade de adsorvato e o tempo de contato. Os dados foram examinados frente a isoterma de adsorção de Langmuir e Freundlich. Dentre os adsorventes utilizados, a cinza da casca de arroz ácida (CCAH+) apresentou melhores resultados de remoção de cromo hexavalente. Os adsorventes submetidos ao tratamento ácido apresentaram aumento significativo na capacidade de remoção. Para a CCAH+, as caracterizações morfológicas, químicas e estruturais como o MEV, isoterma BET e DRX demonstraram apresentam grau de heterogeneidade considerável, tendência a amorficidade, baixa área superficial e a presença de microporos. Nos ensaios de adsorção, observa-se, de forma geral, que o aumento da quantidade de adsorvente potencializa a remoção de cromo do sistema. Para todos os adsorventes existe uma maior tendência de remoção de cromo em baixos pHs, verificando–se que os melhores resultados são obtidos em pH 1. Especialmente para CCAH+, também observa-se valores significativos de remoção em pH 5 e 7. O acréscimo na concentração inicial de Cr(VI) evidenciou a necessidade de maiores tempos de interação entre adsorvente-adsorvato para estabelecimento do equilíbrio. Apesar de ambas isotermas se mostrarem eficientes para descrição do processo de adsorção de cromo, a isoterma de Freundlich apresentou maior Radj2 para uso de CCAH+ como adsorvente.