Adsorção de cromo (VI) em leito fixo utilizando partículas de areia recobertas com Quitosana

Neste trabalho foi avaliado o processo de recobrimento de partículas de areia com quitosana utilizando a técnica dip-coating, e analisado o emprego destas partículas como recheio de uma coluna de leito fixo no processo de adsorção de cromo (VI) em solução aquosa. A quitosana foi obtida a partir de resíduos de camarão e caracterizada. O estudo avaliou a influência do tamanho das partículas e da concentração da solução de quitosana no recobrimento das partículas de areia. Foram avaliados parâmetros termodinâmicos, isotermas de equilíbrio e parâmetros relacionados ao funcionamento do leito (vazão e pH da solução, diâmetro de partícula) para o processo de adsorção de cromo (VI) em solução aquosa. No recobrimento das partículas de areia, o tamanho não teve significância na resposta, enquanto a concentração da solução de recobrimento mostrou ter grande influência sobre o resultado, sendo que a menor concentração de quitosana dentro da faixa estudada (0,5% p/v) apresentou o melhor desempenho. O processo de cura física para o recobrimento das partículas de areia mostrou melhor desempenho para a adsorção de cromo (VI) em leito fixo frente ao processo físico-químico. As análises de superfície (MEV) e de difração de raio-X (EDX) comprovaram a mudança na superfície das partículas recobertas e a presença de cromo após a adsorção. O modelo de Sips foi o que melhor representou os dados experimentais de equilíbrio, com R2 >0,99% e EMR<3,5%, sendo que a capacidade máxima de adsorção foi de 46,93 mg g-1 obtida a 298 K. O processo se mostrou espontâneo, exotérmico e favorável, com valores de -4,49 a -4,66kJ mol-1 para e energia livre de Gibbs, -5,97kJ mol-1 para a variação de entalpia e -5,17x10-3 kJ mol-1K -1 para variação de entropia. O aumento do pH diminuiu a adsorção de cromo (VI), sendo que a melhor resposta foi obtida em pH 3, sendo que o diâmetro de partícula não teve efeito significante. O estudo da vazão da solução de cromo (VI) no desempenho do leito mostrou que no menor valor (2,5 mL min-1 ) a concentração de saída do leito foi próxima a zero, mantendo-se com concentrações de saída abaixo de 20% por pelo menos 20 min. O estudo da dessorção do leito mostrou que após cinco ciclos de trabalho o leito manteve 86% da capacidade de adsorção, com taxas de recuperação do cromo no processo de dessorção maiores que 95%.

The response of surf-zone phytoplankton to nutrient enrichment (Cassino Beach, Brazil)

To understand the mechanisms that trigger changes in chlorophyll a and species composition in the phytoplankton of the surf-zone at Cassino Beach (RS), we performed two short nutrient-enrichment experiments (4–5 days each) during the summer and winter of 2010. Seawater was incubated under controlled conditions of temperature (summer 25± 3 °C, winter 18±1 °C), salinity (summer 28, winter 26) and irradiance (100 μmol m−2 s−1 ). Dissolved inorganic nutrients were added in various concentrations in the summer (silicate, Si; nitrate, N; phosphate, P) and winter (N, P) experiments. Samples were taken daily for cell counts and chlorophyll a analysis. In both experiments, chlorophyll a values and cell density showed a significant increase (mainly diatoms) in the treatments with nitrate addition, regardless of the proportion added. In the summer experiment, the largest chlorophyll a increase, approximately threefold (31.5 to 89.5 μg L−1 ), was observed in the NP treatment due to the growth of Asterionellopsis glacialis (Castracane) Round, Skeletonema tropicum Cleve, Thalassiosira sp. Cleve and Pseudo-nitzschia spp. Peragallo. The maximum growth was obtained in the SiNP treatment for S. tropicum (μ=0.7), Thalassiosira (μ= 1.9) and Pseudo-nitzschia (μ= 1.3) and in the SiN treatment for A. glacialis (μ= 1.0). In the winter experiment, the chlorophyll a content increased 4.2 and 5.5 times, respectively, in the N and NP treatments (maxima 38.8 μg L−1 and 31.5 μg L−1 ), where A. glacialis (μ= 1.7–1.9) and Cylindrotheca closterium (Ehrenberg) Reimann & J.C. Lewin (μ= 1.0–1.96) showed the highest amount of growth. These results indicate that nitrate is the most important nutrient controlling phytoplankton chlorophyll a at sandy Cassino Beach. However, the responses of different species to enrichment during the summer and winter indicated that other factors also played a role. A. glacialis, present during both seasons, presented the highest growth rate during the winter, whereas during the summer it was independent of nutrient enrichment but coincided with the lowest growth of S. tropicum. This finding suggested the occurrence of allelopathic interactions between these species. During the summer, multi-enrichment (SiNP) favoured the best growth of S. tropicum, Pseudo-nitzschia spp. and Thalassiosira sp. These results indicated that the phytoplankton composition and diversity in the surf zone of Cassino Beach are shaped by the availability of silicate and phosphorus as well as by the availability of nitrate.