Remoção de Bisfenol A e Bisfenol S por adsorção em carvões ativados comercializados no Brasil

Abstract

Os bisfenóis são compostos orgânicos fenólicos sintéticos muito utilizados como monômeros ou aditivos na produção de resinas epóxi e plásticos policarbonatos. O Bisfenol S (BPS) surgiu como um substituto ao Bisfenol A (BPA), no entanto, apresenta características disruptivas endócrinas assim como o BPA. A presença desses compostos em mananciais utilizados para abastecimento de água para consumo humano no Brasil apresenta um desafio imposto às estações de tratamento de água. Desta forma, é necessário o emprego de tecnologias viáveis que possibilitem a complementação dos sistemas convencionais de tratamento de água visando a remoção desses contaminantes. A adsorção por carvão ativado pode ser uma opção tecnológica efetiva para a remoção de BPS e BPA. Esse trabalho avaliou três carvões ativados (BETM, COCO e SIAL) de origem vegetal e mineral comercializados no Brasil, com o objetivo de analisar a capacidade adsortiva e o desempenho de cada carvão na remoção de BPS e BPA em matriz de água ultrapura. Os três carvões ativados foram caracterizados em relação ao pH, ao pHPCZ, à área superficial específica e aos grupos funcionais. Posteriormente, foram conduzidos ensaios cinéticos e de adsorção no equilíbrio, utilizando espectrofotometria UV-VIS para quantificação dos bisfenóis. Os ajustes aos modelos cinéticos indicaram que os dados experimentais foram melhor representados pelo modelo de pseudossegunda ordem. O ajuste dos dados experimentais ao modelo cinético de difusão intrapartícula de Weber e Morris indicou que a difusão intrapartícula é o principal mecanismo do processo de adsorção de BPS e BPA e é considerada a etapa limitante do processo, influenciando a cinética global da adsorção dos bisfenóis nos carvões ativados avaliados. Para os três materiais adsorventes, o equilíbrio de adsorção de BPS e BPA foi atingido após 2 horas de tempo de contato. Os dados experimentais de capacidade de adsorção no equilíbrio se ajustaram adequadamente à isoterma de Langmuir. De acordo com a isoterma, os carvões analisados foram efetivos na remoção de Bisfenol S e Bisfenol A. O carvão BETM apresentou maiores capacidades de adsorção (Q0 max) de BPS e BPA, 260,62 e 264,64 mg/g, respectivamente, seguido pelo carvão SIAL que apresentou Q0 max de 248,25 mg/g de BPS e 231,20 mg/g de BPA. Por fim, o carvão COCO foi o adsorvente que apresentou a menor capacidade de adsorção entre os carvões avaliados com Q0 max de 136,51 mg/g de BPS e 150,03 mg/g de BPA, que representam 52% e 56% das capacidades máximas de adsorção de BPS e BPA, respectivamente, no carvão ativado BETM. Os resultados do estudo indicam que, em geral, o uso de carvões ativados com características superficiais básicas, elevada área superficial específica e elevado volume de mesoporos favorecem a adsorção de bisfenóis em meio aquoso.