Potencial utilização do pó seco de Vossia cuspidata (Roxb.) Griff. rizomas e folhas na remediação com corante azul de metileno

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11073 (2023) Citar este artigo

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A fitorremediação é um processo promissor, econômico e ecologicamente correto para tratamento de águas residuais. Aqui, as biomassas secas de Vossia cuspidata (Roxb.) Griff. folhas (PL) e rizomas incluindo caules aéreos (PR) foram usados ​​para remediar eficazmente os corantes azul de metileno (MB). Curiosamente, a eficiência de absorção e remoção de adsorção do MB pelo PR foi maior que a do PL; excedendo 97 e 91% em 35 e 25 min para 0,1 e 0,4 g/L MB, respectivamente. A difusão do MB dentro do PL e PR foi insignificante e a cinética de adsorção foi controlada principalmente pela interação superfície MB-adsorvente, conforme consistentemente aprovado pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem. Além disso, a adsorção aumentou rapidamente com a dosagem da planta com alta dependência da concentração inicial de MB. Além disso, o impacto da velocidade de agitação na adsorção foi menor, mas a temperatura desempenhou um papel crítico onde as eficiências mais altas foram registradas a 30 e 40 °C em PL (91,9%) e PR (93,3%), respectivamente. As melhores eficiências de remoção foram obtidas com PR em pH 6, mas com PL em pH 8. A isoterma de Temkin simulou perfeitamente os dados experimentais (R2 > 0,97); sugerindo uma diminuição linear do calor de adsorção do MB com a cobertura vegetal.

De acordo com o Relatório Mundial das Nações Unidas sobre o Desenvolvimento da Água em 2020, cerca de 4 mil milhões de pessoas estão sujeitas a grave escassez física de água durante pelo menos 1 mês por ano1,2. Espera-se que este número aumente rapidamente com o crescimento populacional, atingindo até 10,2 mil milhões de pessoas em 20503. Numa outra estimativa da Organização para a Alimentação e Agricultura (FAO) das Nações Unidas, 3,2 mil milhões de pessoas vivem em áreas agrícolas com taxas elevadas a muito elevadas. escassez ou escassez de água, das quais 1,2 mil milhões de pessoas – cerca de um sexto da população mundial – vivem em áreas agrícolas com severas restrições de água4. Portanto, vários planos devem ser propostos para remediar águas residuais, particularmente de estações de tratamento de esgotos. A poluição ambiental por corantes é uma questão global que precisa de mais atenção para um ambiente saudável. A poluição com corantes causa impactos perigosos para todos os organismos vivos e dependendo do ecossistema, podem afetar ainda mais a fotossíntese e as cadeias alimentares5. Normalmente, os corantes são extremamente tóxicos e cancerígenos, juntamente com degradações naturais persistentes6. Infelizmente, esses poluentes são amplamente utilizados em quantidades consideráveis ​​em diversas atividades industriais têxteis, cosméticas, alimentícias, farmacêuticas, de papel e de couro. A produção anual mundial de corantes é superior a 700 mil toneladas. Cerca de 2% deles são descartados diretamente das fábricas em efluentes, e cerca de 10% dos corantes são perdidos ao longo do processo das indústrias de tingimento7,8,9,10. A descarga desses corantes no ecossistema provoca cargas ambientais indesejáveis11,12,13,14.

O azul de metileno (MB, também conhecido como cloreto de metiltionina) é uma das substâncias mais comuns e amplamente utilizadas nas indústrias de tingimento. A presença deste corante mesmo em baixas concentrações provoca coloração indesejável do ecossistema aquático. A remoção de (MB) utilizando algumas matérias-primas naturais como casca de arroz, cabelo e sementes de goiaba foi estudada por diversos grupos15,16. No entanto, a gestão deste poluente é ainda uma questão crescente, necessitando do desenvolvimento de novas tecnologias, apelando às preocupações de valorização ecológica17. Entre os métodos recentes para a descoloração de efluentes contendo corantes, a remoção via adsorção em adsorventes específicos pareceu altamente promissora do ponto de vista ambiental considerável . Apesar da grande variedade de sorventes na literatura, a biomassa derivada de resíduos agrícolas ou resíduos vegetais parece altamente atraente para a adsorção de metais pesados ​​​​inorgânicos emergentes e contaminantes de corantes orgânicos . Geralmente, a biomassa é um biossorvente econômico, ambientalmente benigno e renovável, com alto teor de carbono e celulose e funcionalidade diversificada20. Essa diversidade está acostumada à biomassa devido à disponibilidade de múltiplos grupos funcionais de superfície –OH, –C = O e –COOH que fornecem uma alta tendência de adsorção a uma grande escala de adsorbatos . O papel da ativação de biossorventes e suas aplicações para remediar águas residuais provenientes de metais pesados ​​e corantes foram recentemente revisados2,19.