Obtenção de adsorvente de baixo custo a partir do resíduo da colheita do arroz

Resumo

A utilização de compostos químicos solúveis em água apresenta um risco potencial para poluição de ambientes como rios e lagos. A dificuldade em monitorar e remover determinadas moléculas deixa o sistema de tratamento de água e esgotos em constante perigo. Para minimizar a vulnerabilidade dos sistemas de tratamento são necessários investimentos em pesquisa e desenvolvimento de filtros capazes de reduzir ou eliminar os contaminantes prejudiciais à saúde humana e ao meio ambiente. Para ter eficiência na despoluição de efluentes aquosos, precisamos de elementos com capacidade de retenção física e química dos poluentes. A tecnologia de adsorção aplicada para remoção de contaminantes em água envolve a troca de massa entre um adsorvente sólido e uma solução líquida. Ao entrarem em contato, adsorvente e solução competem, em afinidade química e física, na interação com o soluto. Para que isto ocorra, são exploradas as propriedades que alguns materiais apresentam em sua superfície. O formato, o tamanho médio e a quantidade dos poros na superfície do material podem influenciar na capacidade de adsorção. Outra importante característica é a composição química da superfície onde ocorre a interação com o adsorvato. O ideal seria encontrar um material com todas as características ótimas, e que seja de baixo custo, para utilização em grande escala. O material que denominamos cinza da palha do arroz (CPA) pode ser um bom candidato para a obtenção deste objetivo. De fato, a colheita do arroz irrigado em Alegrete, na região Sul do Brasil, produz anualmente cerca de 130 toneladas de resíduos pós colheita, formados principalmente pela palhada que é ejetada da máquina colhedora. Considerando-se o potencial poluidor deste resíduo através da geração de gases do efeito estufa durante sua decomposição, torna-se salutar o aproveitamento desta biomassa para a transformação em materiais inovadores. A preparação do adsorvente ocorreu segundo os processos indicados em materiais similares, como palha de milho e palha de azevém. O material foi coletado na lavoura, após foi realizada lavagem e secagem. Em seguida foi realizada moagem em moinho de facas, peneiração na dimensão de 30 mesh e queima em forno mufla em 600 graus Celsius por 8 horas. A metodologia adotada para aferição da capacidade adsortiva envolveu um aparato para adsorção em batelada, com o tempo de contato de 24 horas (até o equilíbrio). O preparo envolveu o contato de 50 mg de adsorvente com 20 mL de solução contaminada em concentração conhecida. Foram utilizadas, em triplicata, 15 concentrações diferentes entre 1 e 90 ppm da solução aquosa de 2-nitrofenol. A diferença de concentração foi avaliada por espectroscopia UV-VIS, relacionando a intensidade de absorção com a quantidade de material presente, segundo a lei de Lambert-Beer. A molécula utilizada como teste foi 2-nitrofenol, que absorve em 210 nm. Os testes iniciais da CPA em água demonstraram que o mesmo liberava uma substância hidrossolúvel, com absorbância na região da luz visível em 510 nm. Com isso, teve-se que tratar o material antes do seu uso como adsorvente. Ao submeter a palha de arroz imersa em água, sob aquecimento e em pressão de 1.5 atm, foi possível a extração de açúcares fermentescíveis, causadores da absorbância. Os experimentos foram repetidos com a CPA tratada. Os resultados no laboratório indicam uma capacidade média de remoção do contaminante de 11,9%, o que demonstra uma potencial aplicação deste material para testes em situações reais. Destacamos, ao final, que em comparação aos outros materiais adsorventes disponíveis comercialmente, a Cinza de Palha de Arroz representa um custo menor. Este processo de obtenção pode ser, inclusive, inserido em estudos de geração de energia em usinas de biomassa.