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Jun 15, 2023

Casca de ovo residual altamente eficiente

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 9676 (2022) Citar este artigo 1598 Acessos 5 Citações 2 Detalhes das métricas altmétricas A gestão sustentável de resíduos e água são componentes-chave do

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 9676 (2022) Citar este artigo

1598 acessos

5 citações

2 Altmétrico

Detalhes das métricas

A gestão sustentável dos resíduos e da água são componentes essenciais da mais recente política da UE relativa à economia circular. Métodos de tratamento de água simples, eficientes e baratos, baseados na reutilização de resíduos, são pré-requisitos para a saúde humana, o desenvolvimento sustentável e a recuperação ambiental. O projeto de absorventes de alto desempenho e com boa relação custo-benefício representa uma questão atual no tratamento de águas residuais. Este estudo teve como objetivo investigar o desenvolvimento de um adsorvente recém-projetado, funcionalizando dois tipos diferentes de resíduos (industriais e alimentícios) com nanopartículas magnéticas como material ecologicamente correto, altamente eficiente e barato para remoção de cádmio de soluções aquosas. Este adsorvente nanoprojetado (EFM) derivado de resíduos de casca de ovo e cinzas volantes foi usado para remover o cádmio da solução aquosa. A análise SEM demonstrou que as nanopartículas de magnetita foram carregadas com sucesso em cada resíduo. Além disso, obteve-se uma dupla funcionalização das partículas da casca do ovo com cinzas e partículas de magnetita. Como resultado disto, a área de superfície do EFM aumentou substancialmente, conforme confirmado pela BET. Uma caracterização abrangente (BET, FT-IR, SEM, XRD e TGA) foi realizada para estudar as propriedades deste adsorvente recém-projetado. Experimentos em lote foram conduzidos para investigar a influência de diferentes parâmetros de reação: temperatura, pH, tempo de contato, dosagem do adsorvente, concentração inicial. Os resultados mostraram que a adsorção de cádmio atingiu o equilíbrio em 120 minutos, em pH 6,5, para 0,25 g de adsorvente. A eficiência máxima foi de 99,9%. A pesquisa de isotermas de adsorção mostrou que a adsorção de Cd2+ ajustada no modelo de Freundlich indicou um processo de adsorção em camada multimolecular. Além disso, o estudo termodinâmico (ΔG < 0, ΔH > 0; ΔS > 0) mostra que a adsorção de cádmio é um processo espontâneo e endotérmico. O estudo cinético do adsorvente foi descrito com o modelo de pseudo-segunda ordem indicando um mecanismo de quimissorção. Os resultados da dessorção mostraram que o adsorvente nanoprojetado (EFM) pode ser reutilizado. Estes dados confirmaram a possibilidade de enriquecer o conhecimento teórico relevante na área de recuperação de resíduos para a obtenção de adsorventes recém-projetados, de alto desempenho e baratos para a remediação de águas residuais.

A poluição da água corroborada com a questão da escassez de água tornou-se uma grande preocupação não só na Europa, mas também em todo o mundo. É sabido que os maiores consumidores de água são registados na indústria e na agricultura. Nos próximos anos, prevê-se o crescimento exponencial do consumo de água nestes sectores económicos, o que prejudicará a qualidade e as reservas de água doce. A este respeito, a economia emergente global impõe imperativamente uma nova estratégia para a transformação completa da actual economia quo linear num conceito completamente novo baseado na preservação e regeneração do capital natural. A mais recente política da UE em relação à economia circular impôs uma abordagem estratégica completamente diferente, permitindo o desenvolvimento de métodos e tecnologias inovadores e altamente eficientes concebidos para garantir a realização dos principais objetivos europeus: (1) segurança económica e energética; (2) aumento da competitividade; (3) recursos sustentáveis ​​e gestão de resíduos1,2,3.

A gestão sustentável da água será um desafio permanente, em particular, devido a vários factores, incluindo uma tendência crescente da população global, poluição, esgotamento dos recursos hídricos e, por último, mas não menos importante, o aumento da procura mundial de alimentos, bioenergia e água limpa1,2.

Consequentemente, são necessárias medidas rápidas e eficazes para remover poluentes e descontaminar a fonte poluente1,2,3.

Existem diversas categorias de contaminantes nas águas residuais industriais: metais pesados, compostos orgânicos (corantes, fármacos, surfactantes, fenóis, pesticidas, hidrocarbonetos, compostos halogenados, etc.), sólidos em suspensão, outros. Os metais pesados ​​(Cd, Cu, Hg, Pb, Ni, Zn, As) representam um dos tipos mais frequentes e perigosos de poluentes da água devido à sua elevada toxicidade para a saúde humana e ao impacto negativo nos biossistemas. Embora as águas residuais industriais contaminadas com metais pesados ​​sejam um problema relativamente comum actualmente, é imperativo tratá-las para evitar problemas ecológicos extremamente graves a longo prazo4,5,6,7,8.