Otimização da adsorção de íons Pb2+, Cd2+, Ni2+ e Ba2+ em argila expandida (LECA)

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X68809

Palavras-chave:

Adsorção, Metais tóxicos, Argila Expandida

Resumo

Este trabalho investiga a possibilidade de remoção de íons Pb2+, Cd2+, Ni2+ e Ba2+, em soluções aquosas, utilizando Argila Expandida (LECA). Os experimentos de adsorção foram estabelecidos por um Planejamento Composto Central (CCD) onde através das Superfícies de Resposta (RSM) foram otimizados os parâmetros de adsorção, tais como: granulometria do material adsorvente, tempo de adsorção e concentração inicial dos íons metálicos a serem removidos. Os experimentos de adsorção foram realizados em soluções multielementares e também em soluções contendo apenas um metal em questão. Os resultados mostraram que a eficiência de adsorção, pela argila expandida, decresce em eficiência segundo a sequência de metais Pb2+ > Ba2+ > Cd2+ > Ni2+, sendo a melhor eficiência de remoção encontrada para o íon Pb2+. Os resultados foram ajustados segundo os modelos para as isotermas de Langmuir e Freundlich, sendo o de Langmuir o que mais se adequou aos valões de metais adsorvidos em LECA.  O real objetivo deste trabalho foi demonstrar que um material simples ebarato, como a argila expandida, pode ser usado para remover níveis extremamente pequenos de metais tóxicos, como os encontrados em água potável. Portanto, nossos resultados podem ser o ponto de partida para o desenvolvimento de um sistema de filtragem de baixo custo para remover metais tóxicos de sistemas de abastecimento.

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Biografia do Autor

Helen Sandra de Sousa Laet Mundim, Universidade Federal do Triângulo Mineiro, Uberaba, MG

Master’s in Environmental Science and Technology.

Brunno Borges Canelhas, Instituto Federal do Triângulo Mineiro, Uberaba, MG

Professor, PhD in Chemistry.

Fausto de Souza Pagan, Universidade Federal do Triângulo Mineiro, Uberaba, MG, Brazil

Master’s in Chemistry

Júlio Cesar de Sousa Inácio Gonçalves, Universidade Federal do Triângulo Mineiro, Uberaba, MG

Professor, PhD in Science (Hydraulics and Sanitation).

Mário Sérgio da Luz, Universidade Federal do Triângulo Mineiro

Graduado em Engenharia Química pela Faculdade de Engenharia Química de Lorena. Mestre em Engenharia de Materiais pela Faculdade de Engenharia Química de Lorena. Doutor pela Escola de Engenharia de Lorena - USP com ênfase em Engenharia de Materiais. Pós-doutor pela Universidade Estadual de Montana - EUA (Montana State University) e  pela Universidade de São Paulo. Atualmente é Professor Associado na Universidade Federal do Triângulo Mineiro.

Deusmaque Carneiro Ferreira, Universidade Federal do Triângulo Mineiro, Uberaba, MG

Professor, PhD in Chemistry

Referências

AKPOMIE, KG, DAWODU, FA, ADEBOWALE, KO. Mechanism on the sorption of heavy metals from binary-solution by a low-cost montmorillonite and it’s desorption potential. Alexandria Engineering Journal. 2015; 54: 757-767.

AMIRI H, JAAFARZADEH N, AHMADI M, MARTINEZ SS. Application of LECA modified with Fenton in arsenite and arsenate removal as an adsorbent. Desalination. 2011; 272: 212-217.

ASHIQ A, WALPITA J, VITHANAGE M. Functionalizing non-smectic clay via methoxy-modification for enhanced removal and recovery of oxytetracycline from aqueous media. Chemosphere. 2021; 276: 130079.

DASGUPTA S, DAS M, KLUNK MA, XAVIER SJS, CAETANO NR, WANDER PR. Copper and chromium removal from synthetic textile wastewater using clay minerals and zeolite through the effect of pH. Journal of Iraniani Chemical Society. 2021; 21: 02273.

ĐUKIĆ A, JOVANOVIĆ U, TUVIĆ T, ANDRIĆ V, GRBOVIĆNOVAKOVIĆ J, IVANOVIĆ N, MATOVIĆ L. The potential of ball-milled Serbian natural clay for removal of heavy metal contaminants from wastewaters: Simultaneous sorption of Ni, Cr, Cd and Pb ions. Ceram International. 2013; 39: 7173-7178.

EL KASSIMI A, ACHOUR Y, EL HIMRI M, LAAMARI MR, EL HADDAD M. High Efficiency of Natural Safiot Clay to Remove Industrial Dyes from Aqueous Media: Kinetic, Isotherm Adsorption and Thermodynamic Studies. Biointerface Research in Applied Chemistry. 2021; 11: 12717-12731.

FERREIRA AR, GUEDES P, MATEUS EP, RIBEIRO AB, COUTO N. Comparative assessment of LECA and Spartina maritime to remove emerging organic contaminants from wastewater. Environmental Science and Pollution Research. 2017; 24: 7208-7215.

GUNATILAKE SK, MULTIDISCIP J. Methods of Removing Heavy Metals from Industrial Wastewater. Eng. Sci. Stud. 2015; 1: 12–18.

HANI H. The analysis of inorganic and organic pollutants in soil with special regard to their bioavailability. Int. J. Environ. Anal. Chem. 2009; 39: 197–208.

HAQUE N, MORRISON G, CANO-AGUILERA I, GARDEA-TORRESDEY JL. Iron-modified light expanded clay aggregates for the removal of arsenic (V) from ground water. Microchemical Journal. 2008; 88: 7-13.

HIRADE Y, ISHIDA T, SHIMADA T, TAKAGI S. Adsorption and absorption behavior of cationic porphyrin on titania and clay nanosheets. Colloids and Surfaces A-Physicochemical and Engineering Aspects. 2021; 624: 126747.

HE GD, ZHANG ZM, WU XL, CUI MY, ZHANG JC, HUANG XF. Adsorption of Heavy Metals on Soil Collected from Lixisol of Typical Karst Areas in the Presence of CaCO3 and Soil Clay and Their Competition Behavior. Sustainability. 2020; 12: 7315.

INCE M AND KAPLAN O. Ince, in Biochemical Toxicology – Heavy Metals and Nanomaterials, 2019; 1–20.

RAI PK AND TRIPATHI BD. Toxicol. Environ. Chem. 2008; 90: 247–257.

SHARIFNIA S, KHADIVI MA, SHOJAEIMEHR T, SHAVISI Y. Characterization, isotherm and kinetic studies for ammonium ion adsorption by light expanded clay aggregate (LECA). Journal of Saudi Chemical Society. 2016; 20: S342-S351.

SHOJAEIMEHR T, RAHIMPOUR F, KHADIVI MA, SADEGHI M. A modeling study by response surface methodology (RSM) and artificial neural network (ANN) on Cu2+ adsorption optimization using light expended clay aggregate (LECA). Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2014; 20: 870-880.

YAGHI N, HARTIKAINEN H. Effect of oxide coatings, pH and competing anion on the sorption of arsenic species onto Light Expanded Clay Aggregates (LECA's). Environmental Technology & Innovation. 2018; 9: 30-37.

ZAGHLOUL A, ICHOU AA, ABALI M, BENHITI R, SOUDANI A, CARJA G, CHIBAN M, ZERBET M, SINAN F. Removal and Comparative Adsorption of Anionic Dye on Various MgAl synthetic Clay. Biointerface Research in Applied Chemistry. 2021; 11: 14986-14997.

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Publicado

2022-04-04 — Atualizado em 2022-04-12

Versões

Como Citar

Mundim, H. S. de S. L., Canelhas, B. B., Pagan, F. de S., Gonçalves, J. C. de S. I., Luz, M. S. da ., & Ferreira, D. C. (2022). Otimização da adsorção de íons Pb2+, Cd2+, Ni2+ e Ba2+ em argila expandida (LECA). Ciência E Natura, 44, e3. https://doi.org/10.5902/2179460X68809 (Original work published 4º de abril de 2022)

Edição

v. 44 (2022): Edição Especial VI SSS

Seção

Edição Especial

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