Resumo

Dentre os problemas ambientais a serem resolvidos na atualidade, pode-se destacar a qualidade da água. É crescente o monitoramento dos microcontaminantes encontrados nesse recurso. Dentre os compostos orgânicos emergentes estão os conhecidos desruptores endócrinos (DE). O bisfenol A (BPA), um dos DE fenólicos, tem sido amplamente utilizado na produção de plásticos de policarbonatos, resina epóxi e retardadores de chama como monômero importante, com grande volume de produção e comercialização, e paralelamente, causando impactos negativos aos organismos a ele expostos. Nesse contexto, com o objetivo de contribuir com o desenvolvimento de métodos de controle da emissão dessa substância, este estudo buscou a obtenção de dados relacionados ao tratamento de uma solução aquosa contaminada por bisfenol A, utilizando carvão ativado como adsorvente e a técnica da adsorção na configuração de banho finito. Neste estudo foram avaliados os desempenhos dos carvões (SE -1 e SE-C) na remoção desse composto orgânico, levando em conta algumas características do adsorvente e condições de operação da adsorção na eficiência de remoção do BPA. Foram realizados ensaios de adsorção para a coleta de dados posteriormente utilizados para avaliar o desempenho dos carvões como adsorvente, através da construção de curvas da cinética de adsorção, uso de modelos cinéticos, cálculo da capacidade de adsorção e eficiência de remoção do contaminante. Os resultados obtidos indicam que os adsorventes utilizados apresentam potencialidade para serem utilizados como adsorvente no processo de tratamento de soluções contaminas com bisfenol A, apresentando alta capacidade de adsorção e eficiências de remoção superiores a 90%. Além disso, os modelos cinéticos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem ajustaram de forma adequada os dados experimentais.

Introdução

O atual sistema econômico estruturado na sociedade moderna e pós-moderna, responsável por ditar muitas das relações humanas e de consumo dos recursos naturais, caracteriza e potencializa um modelo consumista. Os recursos naturais encontram-se no topo da alimentação desse sistema que, de forma insustentável, a partir das atividades antrópicas, produz uma grave crise socioambiental.

Entre os recursos naturais, a água se apresenta como um bem essencial à manutenção da vida, pois faz parte dos processos biológicos vitais e serve de habitat natural para inúmeras espécies de animais e vegetais. Além de viabilizar a sobrevivência, a água proporciona dignidade à vida do indivíduo, pelo atendimento das necessidades mais básicas como higiene, saneamento e melhores condições de saúde.

Dentre os problemas ambientais a serem resolvidos pode-se destacar a qualidade da água. Em grande parte, a contaminação deste recurso deve-se as atividades humanas como as desenvolvidas nas refinarias de petróleo, indústrias químicas, têxteis, papeleiras, farmacêuticas, esgoto doméstico entre outras (Fernandes, 2005).

Um importante grupo de contaminantes dos recursos hídricos na atualidade são os interferentes endócrinos, que atuam no sistema endócrino dos seres vivos causando diversos problemas, desde os mais simples até os mais graves. Em seres humanos, os principais problemas estão relacionados com incidência de infertilidade e o aparecimento de vários tipos de câncer (Ma et al, 2009; Bhatnagar e Anastopoulos, 2016; Yu et al, 2011; Zang et al, 2013).

A presença de produtos químicos fenólicos, que atuam como interferentes endócrinos na água tem despertado o interesse de muitos pesquisadores em todo o mundo. Nessa classe de produtos, o Bisfenol A (BPA), nome comum para 2,2- (4,40-Dihidroxidifenil) propano, 4,40-isopropilidendifenol, alternativamente, 2,20-bis (4- hidroxifenil) propano, tem chamado a atenção por ser um disruptor endócrino extremamente tóxico para os organismos e seres humanos (Bhatnagar e Anastopoulos, 2016).

O bisfenol A é amplamente utilizado na produção de plásticos de policarbonato, resinas e retardadores de chama e como monómero entre outras aplicações. Estudos têm demonstrado que o bisfenol A lixivia de alguns dos produtos de que faz parte em condições normais de uso (Hayashi et al, 2002; Goodson et al ,2004). As fontes primárias de Bisfenol A estão relacionadas a descarga de efluentes municipais e águas residuais industriais (Suzuki et al, 2004; Zafra e Del Olmo, 2003). Muitos ensaios in vitro e in vivo confirmaram que o bisfenol A aumentou a incidência de infertilidade, anormalidade no sistema genital e câncer de mama ( Munoz de Toro et al, 2005; Howdeshell et al, 1999). Assim, existe uma necessidade urgente de aperfeiçoar ou desenvolver tecnologias eficazes para evitar o descarte do Bisfenol A no ambiente aquático.

Diante desse contexto, várias tecnologias estão sendo estudadas para remoção de poluentes da água que incluem precipitação química, osmose, evaporação, flotação, PSM (processos de separação por membranas), troca iônica e adsorção (Babu e Gupta, 2008).

Muitos autores entendem que a melhor escolha de um método universal adequado para eliminar todos os poluentes dos efluentes depende do tipo de substância a ser removida, composição, concentração e fluxo de produção do efluente. Os processos devem ser capazes de obedecerem a padrões de natureza física, química e biológica de forma a não acarretarem alterações indesejáveis à qualidade da água, impedindo, assim, o seu descarte ou mesmo a sua reutilização (Belisário et al., 2009).

A adsorção é um fenômeno físico-químico de adesão de moléculas de uma substância presente em fase gasosa ou líquida em uma superfície sólida. A adsorção é uma atraente tecnologia utilizada para a remoção de diversos poluentes como metais pesados e compostos orgânicos, e apresenta como principal vantagem a possibilidade de reutilização do adsorvente, relativo baixo custo operacional, maior seletividade para os poluentes e tempo de operação curto (Cuevas, 2011).

Adsorventes são partículas sólidas porosas utilizadas no processo de adsorção. Para processos práticos de separação, com alta capacidade adsortiva, é necessário escolher um adsorvente que possua poros de diâmetro variando entre poucos angstroms a poucas dezenas de angstroms (Ruthven, 1984). Os adsorventes mais comuns incluem a sílica gel, carvão ativado, alumina, zeólitas sintéticas e diversas argilas. Entre as substâncias mais usadas em processos adsortivos destaca-se o carvão ativado (C.A), que foi um dos primeiros materiais utilizado para tal finalidade (Pereira, 2010).

Tendo em vista a importância do estudo da adsorção e da produção de carvão ativado e sua possível utilização na remoção de poluentes orgânicos danosos ao meio ambiente e a saúde humana, o presente trabalho avaliou a aplicação do carvão ativado produzido a partir de precursores oriundos de resíduos vegetais, como adsorvente do Bisfenol A presente em uma solução aquosa usando um sistema de banho finito em uma escala de bancada. Nesse estudo foi avaliado o desempenho do sistema de adsorção, em termos da quantidade do poluente removida da solução aquosa, buscando determinar a melhor condição de remoção através da construção e avaliação das curvas de adsorção.

Autores: Washington Lima dos Santos; Maritza Montoya Urbina; Christiano Cantarelli Rodrigues e Selêude Wanderley da Nóbrega.