Importância da especiação química na remoção do manganês do meio aquoso
Data
2015-12-21
Autores
Novais, Paloma da Silva 
Orientadores
Hernandez, Raul Bonne
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Studies indicate that the occurrence of manganese (Mn>100 µg/l) and microcystin (MC> 1.0 µg/l) in
surface waters can generate neuro risks (toxicological). Sorption has been presented as a great alternative to
water treatment processes, due to the wide availability of natural resources (minerals and biopolymers). In
this study, it was hypothesized that mixtures of materials with sorption capacity could improve the sorption
processes, a phenomenon that can be influenced by the chemical speciation. Thus, the study aimed to
evaluate the role of chemical speciation in Mn removal efficiency of aqueous media. For this purpose,
materials have been tested such as coconut fiber, zeolite and chitosan batch and immobilized in single and
mixed composition column for removal of chemical species of Mn (Mn (II), Mn (III), Mn (VII)). Removal best
results were obtained with columns packed bed of mixed composition. For all species of Mn used, with an
initial concentration of 145 µg/l, after passing through the columns, the Mn concentrations decreased almost
9 times for a removal efficiency of over 99%. When, the manganese concentration increased 3.5 times, the
decrease in concentration in the filtrate was almost 9 times, after having been filtered 100 ml at 150 min with
removal yields of about 95%. In both cases, the manganese content in solution was below the permitted by
legislation CONAMA 357/05 (100 µg /l) and EPA (50 µg /l). The process by slowly downward filtration is
explained by Thomas model (r2
> 0.9433), based on the Langmuir isotherm. The model indicates a maximum
capacity adsorption column, which depends on the chemical speciation: MnCl2 (3,644 mg/g) > KMnO4 (3,216
mg/g) > Mn(II)Cit (3,098 mg/g). These results confirmed the potential negative effect of complexing species in
the adsorption process, such as citrate. This dynamic was maintained for fast filtration, even in the presence
of microcystins (RR, YR, LR); however, there was a decrease of approximately 35% removal of Mn. Additionally,
the system under study showed a different selectivity in the removal of microcystin MC-RR> MC-YR> MC-LR,
the waters tested.
Estudos indicam que, a ocorrência de manganês (Mn>100 µg/l) e microcistinas (MC >1,0 μg/l) em águas superficiais podem gerar riscos neuro(toxicológicos). A sorção vem se apresentando como uma excelente alternativa aos processos de tratamento de água, devido à larga disponibilidade de recursos naturais (minerais e biopolimeros). No presente trabalho se hipotetizou que misturas de materiais com capacidade sortiva poderiam aprimorar os processos de sorção, um fenômeno que pode ser influenciado pela especiação química. Sendo assim, o estudo objetivou avaliar o papel da especiação química na eficiência de remoção de Mn de meios aquosos. Para tanto, foram testados materiais tais como fibra de coco, zeólita e quitosana em batelada e imobilizados em coluna de composição simples e mista, para remoção de espécies químicas de Mn(Mn(II), Mn(III), Mn(VII)). Melhores resultados de remoção foram obtidos com as colunas de leito fixo, de composição mista. Para todas as espécies de Mn utilizadas, com uma concentração inicial de 145 µg/l, depois de passarem pelas colunas, as concentrações de Mn diminuiram quase 9 vezes, para um rendimento de remoção acima de 99%; e quando a concentração de manganês aumentou 3,5 vezes, a diminuição da concentração no filtrado foi de quase 9 vezes, após ter sido filtrado 100 ml em 150 min, com rendimentos de remoção de aproximadamente 95%; em ambos casos os teores de manganês em solução ficaram abaixo do permitido pela legislação CONAMA 357/05 (100 µg /l) e EPA (50 µg /l). O processo mediante filtração lenta descendente é explicado pelo modelo de Thomas (R2 > 0,943), baseado na isoterma de Langmuir. O modelo apontou uma capacidade máxima adsortiva da coluna, dependente da especiação química: MnCl2 (3,644 mg/g) > KMnO4 (3,216 mg/g) > Mn(II)Cit (3,098 mg/g). Resultados estes que confirmam o potencial efeito negativo de espécies complexantes, no processo de adsorção, tais como o citrato. Essa dinâmica foi mantida, para filtrações rápidas, mesmo na presença de microcistinas (MCs); sendo observada uma diminuição de aproximadamente 35% na remoção de Mn. Adicionalmente, o sistema em estudo mostrou uma seletividade diferenciada, na remoção das microcistinas MC-RR>MC-YR>MC-LR, nas águas testadas.
Estudos indicam que, a ocorrência de manganês (Mn>100 µg/l) e microcistinas (MC >1,0 μg/l) em águas superficiais podem gerar riscos neuro(toxicológicos). A sorção vem se apresentando como uma excelente alternativa aos processos de tratamento de água, devido à larga disponibilidade de recursos naturais (minerais e biopolimeros). No presente trabalho se hipotetizou que misturas de materiais com capacidade sortiva poderiam aprimorar os processos de sorção, um fenômeno que pode ser influenciado pela especiação química. Sendo assim, o estudo objetivou avaliar o papel da especiação química na eficiência de remoção de Mn de meios aquosos. Para tanto, foram testados materiais tais como fibra de coco, zeólita e quitosana em batelada e imobilizados em coluna de composição simples e mista, para remoção de espécies químicas de Mn(Mn(II), Mn(III), Mn(VII)). Melhores resultados de remoção foram obtidos com as colunas de leito fixo, de composição mista. Para todas as espécies de Mn utilizadas, com uma concentração inicial de 145 µg/l, depois de passarem pelas colunas, as concentrações de Mn diminuiram quase 9 vezes, para um rendimento de remoção acima de 99%; e quando a concentração de manganês aumentou 3,5 vezes, a diminuição da concentração no filtrado foi de quase 9 vezes, após ter sido filtrado 100 ml em 150 min, com rendimentos de remoção de aproximadamente 95%; em ambos casos os teores de manganês em solução ficaram abaixo do permitido pela legislação CONAMA 357/05 (100 µg /l) e EPA (50 µg /l). O processo mediante filtração lenta descendente é explicado pelo modelo de Thomas (R2 > 0,943), baseado na isoterma de Langmuir. O modelo apontou uma capacidade máxima adsortiva da coluna, dependente da especiação química: MnCl2 (3,644 mg/g) > KMnO4 (3,216 mg/g) > Mn(II)Cit (3,098 mg/g). Resultados estes que confirmam o potencial efeito negativo de espécies complexantes, no processo de adsorção, tais como o citrato. Essa dinâmica foi mantida, para filtrações rápidas, mesmo na presença de microcistinas (MCs); sendo observada uma diminuição de aproximadamente 35% na remoção de Mn. Adicionalmente, o sistema em estudo mostrou uma seletividade diferenciada, na remoção das microcistinas MC-RR>MC-YR>MC-LR, nas águas testadas.
Descrição
Citação
NOVAIS, Paloma da Silva. Importância da especiação química na remoção do manganês do meio aquoso. 2015. 140 f. Dissertação (Mestrado) - Instituto de Ciências Ambientais, Químicas e Farmacêuticas, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), Diadema, 2015.