Use of agricultural and agroindustrial residues as alternative adsorbents of manganese and iron in aqueous solution

Abstract

The increase in the volume of agricultural and agroindustrial waste, associated with improper disposal, is a growing worldwide problem. The recovery of those residues is of crucial importance, since it reduces environmental impacts, protects public health, and allows the addition of value to the materials. One of the ways of exploiting adsorbents is related to the capacity of some wastes to be used as alternative adsorbents in the efficient removal of microcontaminants in aqueous systems. This work assessed the use of agricultural and agroindustrial residues: maize straw, wheat straw, soybean straw and soybean hulls for the production of alternative adsorbents to remove iron (Fe) and manganese (Mn) in water. For each residue investigated, two different polymers were obtained for use as adsorbents, a natural polymer (cellulose/lignin) and an EDTA-modified polymer (ethylenediaminetetraacetic acid). The adsorbents were characterized through FTIR (Fourier transform infrared spectroscopy) and nitrogen content. To evaluate the efficiency of the adsorbents, kinetic tests in batch mode and determination of Lagergren pseudo-first and pseudo-second order kinetic constants were performed. The results found that the modified polymer obtained from soybean hulls (SHE) showed increased Fe (96%) and Mn (88%) removal rate, in which the pseudo-second order kinetic model presented closer results between the experimental adsorption rates and the calculated ones for the two microcontaminants under study. In general, the modified soybean hulls proved to be a promising alternative adsorbent for the removal of iron and manganese in water treatment. Uso de Resíduos Agrícolas e Agroindustriais como AdsorventesAlternativos de manganês e ferro em Sistema Aquoso RESUMO O aumento do volume de resíduos agrícolas e agroindustriais gerados, acompanhados do descarte inadequado dos mesmos é um problema mundial crescente. O aproveitamento desses resíduos é de extrema importância, já que resulta na redução de impactos ambientais, preservação da saúde da população, e permite agregar valor à esses materiais. Uma das formas de aproveitamento está relacionada à capacidade de alguns resíduos serem utilizados como adsorventes alternativos na remoção eficiente de micro-contaminantes em sistemas aquosos. Este trabalho teve como objetivo investigar o uso dos resíduos agrícolas e agroindustriais: palha de milho, palha de trigo, palha de soja e casca de soja para produção de adsorventes alternativos para remoção de ferro (Fe) e manganês (Mn) em água. Para cada resíduo investigado, dois diferentes polímeros foram obtidos para uso como adsorventes, um polímero natural (celulose/lignina) e um polímero modificado com EDTA (ácido etilenodiaminotetraacético). Os adsorventes foram caracterizados por FTIR (espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier) e teor de nitrogênio. Para a avaliação da eficiência dos adsorventes foram realizados testes cinéticos, em regime batelada, e determinação das constantes cinéticas de pseudo-primeira e pseudo-seg...

Lignocellulosic Materials Used as Biosorbents for the Capture of Nickel (II) in Aqueous Solution

“…A current environmental issue is the pollution of water resources which occurs mostly due to the disposal of contaminated industrial wastewater [1]. The existence of contaminant compounds in water, especially drinking water, is of considerable risk to the environment and consumers [2].…”

“…Heavy metals are one of the most dangerous pollutants. When in aquatic environments, even in low concentrations, they represent a risk to the ecosystem sustainability [1].…”

Resíduos Orgânicos Agroindustriais Influenciam a Produção De Húmus E Multiplicação De Minhocas

“…Nos últimos anos o setor de agroindústrias tem-se desenvolvido representando importante papel na economia; no entanto, o aumento da produção tem gerado quantidade significativa de resíduos (GASPAR et al, 2020). Em geral, os resíduos resultantes quando não tratados de forma correta, podem causar sérios problemas ambientais, tais como poluição do solo, de águas superficiais e subterrâneas (FURLAN et al, 2018).…”