Mecanismos de interação entre matéria orgânica e ferro(III) do solo na remoção de cromo(VI)
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Data
2020-02-18
Autores
Maronezi, Vanessa [UNIFESP]
Orientadores
Shinzato, Mirian Chieko [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Título de Volume
Resumo
Soil components can be useful in the remediation of areas contaminated with metals, such as Cr(VI), decreasing their toxicity and mobility through the processes of adsorption, reduction, precipitation and complexation. This work aimed to study the mechanisms of removal of hexavalent chromium by the components of an Oxisol with and without the addition of peat (source of organic carbon) and Fe(III). Batch tests were made using 10 mg L-1 of Cr(VI) with 1 g of peat (T), 1 g of Oxisol (LV) and 0.1 g of ferric chloride salt (Fe). The materials were evaluated separately and in a mixture, under conditions of natural pH (5-6) and acid (<2), Cr(VI) concentration between 10 to 500 mg L-1 and time from 10 min to 48h. In the samples with higher efficiency in the removal of Cr(VI), were determined the contents of Cr(VI), Crtotal, Fe(II), Fetotal, humic acids (AH) and fulvic (AF). The results showed that the materials reduced all or part of Cr(VI) and that under acidic conditions the reactions were faster than in natural pH. The organic fraction of peat and Fe(II) were the main chromium reducing agents, with removal efficiency of 65% in T and 70% in TLV - both in acidic conditions with 500 mg L-1 of Cr(VI). The presence of organic matter also contributed to reduce Fe(III) to (II), with a strong influence of the pH and the concentration of Fe(III) in solution. Under acidic conditions, the reduced chromium species (Cr(III)) complex with dissolved C and in natural pH solutions it can precipitate or complex, became totally retained in the solid phase. The major functional groups identified in the peat and that can participate in the reduction mechanism of Cr(VI) to (III) are oxygenated (C = O and C-OH) and aromatic (ArH). Carboxylic groups (RCOOH) were also identified and may be responsible for the complexation of Cr(III). The results suggest that in the event of a soil contamination, the geochemical conditions of tropical soils, when associated with a source of organic matter (such as peat), may contribute to the mechanism of reducing Cr(VI) to (III) and make the metal less toxic and mobile.
Os componentes do solo podem auxiliar na remediação de áreas contaminadas com metais, como o Cr(VI), diminuindo a sua toxicidade e mobilidade a partir de processos de adsorção, oxirredução, precipitação e complexação. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar os mecanismos de remoção do cromo hexavalente pelos componentes de um Latossolo Vermelho com e sem adição de turfa (fonte de carbono orgânico) e de íons de Fe(III). Foram realizados testes de batelada por meio da associação de 10 mg L-1 de Cr(VI) com 1 g de turfa (T), 1 g de Latossolo Vermelho (LV) e 0,1 g de sal de cloreto férrico (Fe). Os materiais foram avaliados separadamente e em mistura, sob condições de pH natural (5-6) e ácido (<2), concentração de Cr(VI) entre 10 a 500 mg L-1 e tempo de contato de 10 min a 48h. Nas amostras que apresentaram eficiência mais elevada na remoção de Cr(VI), foram determinados os teores de Cr(VI), Crtotal, Fe(II), Fetotal, ácidos húmicos (AH) e fúlvicos (AF). Verificou-se que todos os materiais reduziram toda ou parte do Cr(VI) e que sob condições ácidas as reações foram mais rápidas. A fração orgânica da turfa e o Fe(II) foram os principais agentes redutores do cromo, com eficiência de remoção de até 65% em T e 70% em TLV - ambos em condições ácidas e com teor de 500 mg L-1 de Cr(VI). A presença de matéria orgânica também possibilitou a redução de Fe(III) a (II), com forte influência do pH do meio e da concentração de Fe(III) disponível em solução. Em condições ácidas, a espécie reduzida de cromo tende a se complexar com o C dissolvido e nas soluções de pH natural pode precipitar ou complexar, permanecendo totalmente retida na fase sólida. Os principais grupos funcionais identificados na turfa e que podem participar do mecanismo de redução de Cr(VI) a (III) são oxigenados (C=O e C-OH) e aromáticos (ArH). Os grupos carboxílicos (RCOOH) também foram identificados nas amostras de estudo e também podem ser responsáveis pela complexação dos íons de Cr(III). Os resultados obtidos sugerem que, perante um evento de contaminação, as próprias condições geoquímicas de solos tropicais, quando associados a uma fonte de matéria orgânica como a turfa, pode favorecer o mecanismo de redução de Cr(VI) a (III) tornando o metal menos tóxico e móvel.
Os componentes do solo podem auxiliar na remediação de áreas contaminadas com metais, como o Cr(VI), diminuindo a sua toxicidade e mobilidade a partir de processos de adsorção, oxirredução, precipitação e complexação. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar os mecanismos de remoção do cromo hexavalente pelos componentes de um Latossolo Vermelho com e sem adição de turfa (fonte de carbono orgânico) e de íons de Fe(III). Foram realizados testes de batelada por meio da associação de 10 mg L-1 de Cr(VI) com 1 g de turfa (T), 1 g de Latossolo Vermelho (LV) e 0,1 g de sal de cloreto férrico (Fe). Os materiais foram avaliados separadamente e em mistura, sob condições de pH natural (5-6) e ácido (<2), concentração de Cr(VI) entre 10 a 500 mg L-1 e tempo de contato de 10 min a 48h. Nas amostras que apresentaram eficiência mais elevada na remoção de Cr(VI), foram determinados os teores de Cr(VI), Crtotal, Fe(II), Fetotal, ácidos húmicos (AH) e fúlvicos (AF). Verificou-se que todos os materiais reduziram toda ou parte do Cr(VI) e que sob condições ácidas as reações foram mais rápidas. A fração orgânica da turfa e o Fe(II) foram os principais agentes redutores do cromo, com eficiência de remoção de até 65% em T e 70% em TLV - ambos em condições ácidas e com teor de 500 mg L-1 de Cr(VI). A presença de matéria orgânica também possibilitou a redução de Fe(III) a (II), com forte influência do pH do meio e da concentração de Fe(III) disponível em solução. Em condições ácidas, a espécie reduzida de cromo tende a se complexar com o C dissolvido e nas soluções de pH natural pode precipitar ou complexar, permanecendo totalmente retida na fase sólida. Os principais grupos funcionais identificados na turfa e que podem participar do mecanismo de redução de Cr(VI) a (III) são oxigenados (C=O e C-OH) e aromáticos (ArH). Os grupos carboxílicos (RCOOH) também foram identificados nas amostras de estudo e também podem ser responsáveis pela complexação dos íons de Cr(III). Os resultados obtidos sugerem que, perante um evento de contaminação, as próprias condições geoquímicas de solos tropicais, quando associados a uma fonte de matéria orgânica como a turfa, pode favorecer o mecanismo de redução de Cr(VI) a (III) tornando o metal menos tóxico e móvel.