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Utilização de carvões ativados de bambu (Guadua weberbaueri pilger) funcionalizados com nanopartículas de prata ou óxido de ferro no tratamento de água

Resumo

O bambu do gênero Guadua sp., popularmente conhecido como taboca, ocupa 40% da cobertura florestal do Acre, sendo, destaque para o Guadua weberbaueri Pilger. O objetivo deste trabalho foi preparar nanocompósitos de carvão de bambu com nanopartículas de prata ou óxido de ferro para compor um filtro para tratamento de água. Foram preparados carvões de bambu por meios de tratamentos termoquímicos, como a pirólise. Posteriormente, foram sintetizadas nanopartículas de prata e de óxido de ferro que foram funcionalizadas nos poros do carvão ativado. Os materiais percussores, como carvões, as nanopartículas e os nanocompósitos, formam submetidos a caracterizações tais como: MEV, DRX, DLS, FTIR, potencial zeta size e teste de adsorção de corante com avaliação no UV-Vis. Em seguida, foi desenvolvido um protótipo de um filtro que foi montado utilizando o nanocompósito, areia e cascalhos. As amostras de água filtradas foram caracterizadas por meio de parâmetros físico-químicos e contagem de coliformes fecais aptos para o consumo humano, além de testes de citotoxicidade in vitro. Com base no que é exigido pelo CONAMA347, as amostras de água filtradas apresentaram parâmetros físico-químicos superiores aos da amostra não tratadas. Os coliformes fecais foram reduzidos e até mesmo extintos com a presença do nanocompósito produzido com nanopartículas de prata. Nenhuma das amostras de água nas concentrações de 1% ou 10% apresentaram efeitos citotóxicos em comparação ao controle negativo. Portanto, foi possível concluir que filtros do carvão ativado de bambu agregado com nanopartículas são eficientes para tratamento de água para consumo humano.

Introdução

O carvão ativado consiste em um material com alto teor de carbono que possui forma cristalina constituída de heteroátomos, principalmente oxigênio ligado aos átomos de carbono, que sofreram um processamento para aumentar a porosidade interna. Desta forma, apresentam estrutura porosa interna extremamente desenvolvida e elevada área superficial específica que consequentemente lhe conferem uma eficiente capacidade de adsorver moléculas (GORGULHO et al., 2008; MACEDO, 2005).

Mudanças recentes nos padrões de qualidade dos efluentes lançados nos corpos hídricos têm colocado em ênfase esta tecnologia. Deste modo, a procura por carvão ativado aumenta devido a sua grande utilidade no controle da poluição (SRICHAROENCHAIKUL et al., 2007). Essa demanda aquece o mercado financeiro de modo que a matéria-prima é o principal obstáculo para produção. Entretanto, o Brasil detém de abundante matéria renovável para produção desse material.

Segundo Lima (2017), o bambu do gênero Guadua (poacea) popularmente conhecido como taboca, ocupa 40% da cobertura florestal do Acre, sendo, destaque para o Guadua weberbaueri Pilger. Embora seja endêmica na América, destacando-se na região Amazônica brasileira, essa espécie é pouco utilizada popularmente devido a seu grande número de espinhos e baixa durabilidade. De fato é considerada uma praga para a maioria dos produtores rurais que a encontram em suas propriedades (LODOÑO; ZURITA, 2008).

Um filtro para tratamento de água eficiente, de baixo custo e sustentável é possível de obter-se a partir dessa matéria-prima amazônica combinada com a nanotecnologia. Um nanocompósito (Nc) dessa natureza pode combinar as propriedades do carvão do bambu com as das nanopartículas (Np). As Np de prata (Np-Ag), por exemplo, possuem propriedades antimicrobianas, sendo usada no tratamento de várias doenças infecciosas, e também vem sendo empregada na purificação do ar e água em filtros. Já o óxido de ferro (Np-Fe), possui propriedade magnética reforçando o poder de adsorção do carvão sobre os metais.

Assim, esta pesquisa desenvolveu e, caracterização a eficiência do Nc de carvão ativado com nanopartículas de prata (C-Ag) ou carvão ativado com nanopartículas de óxido de ferro (C-Fe), para compor um filtro com atividade bactericida e elevado poder de adsorção para purificação de água.

Autores: Dawerson Ramos da Paixão; Marcelo Ramon da Silva Nunes; Anselmo Fortunato Ruiz Rodriguez; Johnnatan Duarte de Freitas; Hugo Morais Meira; Camila Braga Dornelas; Marcela Patrícia Nunes Pereira; César Arruda Meschiari e Rodrigo Fernando Costa Marques.

 

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