Release of nutrients and contaminants and sorption of cadmium and lead by biocarvões derived from different sources

Autor: Figueredo, Natália Aragão de
Přispěvatelé: Melo, Leonidas Carrijo Azevedo, Abrahão, Walter Antônio Pereira, Costa, Liovando Marciano da
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: LOCUS Repositório Institucional da UFV
Universidade Federal de Viçosa (UFV)
instacron:UFV
Popis: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico A pirólise de resíduos orgânicos vem sendo utilizada para aproveitamento energético e o subproduto, o biocarvão, torna-se uma forma estável de armazenar carbono, contribuindo para diminuir a quantidade de CO2 lançado na atmosfera e também para a gestão de resíduos economicamente viáveis, manejo dos solos e sorvente de contaminantes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a utilização dos resíduos de bagaço da cana-de-açúcar, eucalipto e do lodo de esgoto para produção de biocarvão como forma de manejo destes resíduos e também determinar as propriedades químicas, físicas, mineralógicas e a extração ácida destes materiais produzidos em temperaturas de 350 ° e 500 ° e posteriormente, avaliar a sorção e dessorção de Cd e Pb C C por estes materiais. Desta forma, foram avaliados os teores de: C, N, O; análise química através da calcinação e solubilização em HNO 3; caracterização dos biocarvões por difratometria de raios X, espectroscopia de absorção atômica e microscopia eletrônica de varredura e extração em concentrações crescentes de HNO3. Para o ensaio de sorção foi adicionado solução de CaCl 2 (0,01 mol L-1), contendo doses crescentes de Cd(NO3)2 e Pb(NO3)2 em triplicata e individualmente, ajustando o pH para 5,5. Nos resíduos remanescentes foram adicionados 20 mL de solução de Ca(NO3)2 0,01 mol L-1 para a dessorção dos metais. O biocarvão de eucalipto (BC-E) apresentou maiores teores de Ca, Mg, K, Al, Zn e Cu em relação a da matéria prima e a extração foi muita baixa, mesmo elevando as concentrações do HNO 3. Já no biocarvão de lodo de esgoto (BC-L) apresentou as maiores taxas de liberação de nutrientes. O biocarvão de cana-de-açúcar (BC-C) apresentou alta xtração de Ca, P, Mg, K, S apenas com água deionizada.. Os BC‟s apresentaram picos característicos da caulinita, goethita, calcita e quartzo e os principais grupos identificados foram: aromático, álcool e éter e fenol, álcool, ácidos carboxílicos. A capacidade de adsorção máxima (Qmax) dos biocarvões variou em função da matéria-prima e apresentou maior capacidade de adsorção de Pb comparado ao Cd. O BC-C apresentou maior capacidade máxima de adsorção de Pb, seguida pelo BC-L e BC-E, enquanto que para Cd a sequência de maior adsorção foi inversa: BC-E, BC-L e BC-C A dessorção de Pb foi muito baixa em todos os BC‟s enquanto que a de Cd foi maior, chegando a 67% no BC-E e 45% no BC-C. A pirólise do lodo de esgoto é uma técnica promissora, uma vez que o biocarvão reduziu expressivamente a quantidade do resíduo, a concentração dos elementos tóxicos além de eliminar os organismos patogênicos e componentes orgânicos. O BC-E mostrou-se um eficiente adsorvente de Cd e o BC-C de Pb, enquanto o BC-C foi mais eficaz na dessorção de Cd e Pb. The pyrolysis of organic waste has been used for energetic use and the use of by-product, the biochar, as stable form of carbon, helping to decrease the amount of CO2 released into the atmosphere and also for the economically viable waste management, soil management and contaminant sorbent. The aim of this study was to evaluate the use of waste sugarcane bagasse, eucalyptus and sewage sludge for production of biochar as a way of handling of this waste and also determine the chemical, physical, mineralogical properties and acid extraction of these materials produced at temperatures of 350 oC and 500 ° C and subsequently, evaluate the sorption and desorption of Cd and Pb by these materials. In this way, the levels were evaluated of: C, N, O; chemical analysis through of calcination and solubilization in HNO3; characterization of the samples by X-ray diffractometry atomic, absorption spectroscopy and scanning electron microscopy and in increasing concentration extraction from HNO 3. For sorption test was added 20 mL of CaCl2 solution (0,01 mol L-1), containing increasing doses of Cd(NO3)2 and Pb(NO3)2 in 1 g of biochar (BC) in triplicate and individually, adjusting the pH to 5,5. In the remaining wastes were added 20 mL of Ca (NO3)2 0,01 mol L-1 solution for the desorption of metals. The BC-E (eucalyptus biochar) showed higher levels of Ca, Mg, K, Al, Zn and Cu in relation to of the raw materials and the extraction was very low, even raising HNO3 concentrations. The BC-L (biochar from sewage sludge) presented the highest rates of nutrients release. BC-C (biochar from sugarcane) presented extraction of Ca, P, Mg, K, S only with deionized water. The BC's presented characteristic peaks of kaolinite, goethite; calcite and quartz and the main groups identified were: aromatic, alcohol and ether and phenol, alcohol, carboxylic acids. The maximum adsorption capacity (Qmax) of biochars was different with the raw material and presented greater Pb adsorption capacity compared to Cd. BC-C presented more the maximum adsorption of Pb, followed by BC-L and BC-E while that for larger sequence Cd adsorption was inverse: BC-E, BC-L and BC-C. The desorption of Pb was very low in all BC's while the Cd was higher, reached at 67% in BC-E and 45% in BC-C. The pyrolysis of sewage sludge is a promising technique, once the reduced quantity of biochar expressively residue, the concentration of toxic elements besides eliminate pathogenic organisms and organic components. The BC-E presented an efficient sorbent of Cd and the BC-C of Pb while BC-C was more effective on desorption of Cd and Pb.
Databáze: OpenAIRE
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