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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25355| Título: | Adsorção e biodegradação de corantes de efluente têxtil utilizando partículas magnéticas e lacase |
| Título(s) alternativo(s): | Adsorption and biodegradation of textile effluent dyes using magnetic particles and laccase |
| Autor(es): | Modkovski, Tatiani Andressa |
| Orientador(es): | Haminiuk, Charles Windson Isidoro |
| Palavras-chave: | Água - Purificação - Tratamento biológico Corantes Enzimas imobilizadas Indústria têxtil Adsorção Biodegradação Cinética enzimática Microscopia eletrônica Water - Purification - Biological treatment Colorings matter Immobilized enzymes Textile industry Adsorption Biodegradation Enzyme Kinetics Electron microscopy |
| Data do documento: | 26-Out-2020 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | MODKOVSKI, Tatiani Andressa. Adsorção e biodegradação de corantes de efluente têxtil utilizando partículas magnéticas e lacase. 2020. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2020. |
| Resumo: | Os corantes fazem parte de um grupo importante de contaminantes orgânicos e causam impactos aos ambientes aquáticos e aos humanos, quando descartados em efluentes sem o devido tratamento. A combinação de métodos físico químicos com biológicos para o tratamento de efluentes têxteis, tem surgido como uma alternativa promissora. Dentre os métodos de tratamento biológicos, a biodegradação utilizando enzimas lacase imobilizadas em suportes magnéticos é considerada uma alternativa ambientalmente correta, sem a geração de lodo e que tem demonstrado eficiência. Partículas magnéticas de óxido de ferro apresentam vantagens na imobilização enzimática, como baixos custos de síntese, fácil separação, baixa toxicidade e compatibilidade com biomateriais. Além disso, partículas magnéticas têm sido relatadas como materiais utilizados na adsorção de diferentes poluentes, dentre eles os corantes. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a adsorção de corantes têxteis em partículas magnéticas (Pmag) e comparar com o processo simultâneo de adsorção e biodegradação dos corantes após a imobilização das enzimas lacase nas partículas magnéticas (Lac-Pmag). Para tanto, as enzimas lacase foram produzidas comparando a produção a partir de fungos da podridão branca e as Pmag de óxido de ferro foram sintetizadas pelo método de aquecimento e irradiação em micro-ondas. Inicialmente, as Pmag foram testadas quanto a capacidade de adsorção dos corantes Acid Blue 277 e Acid Black 172. Após, a imobilização das enzimas lacase de Trametes villosa foi realizada pela funcionalização das partículas utilizando APTES ((3-aminopropil)trietoxisilano) e glutaraldeído Os resultados demonstraram capacidade de adsorção das Pmag para ambos os corantes, com mais de 95 % de eficiência de remoção quando foram utilizadas as menores concentrações de corantes. Além disso, a capacidade de remoção dos corantes se manteve em 6 ciclos consecutivos de adsorção e dessorção. A imobilização das enzimas lacase apresentou rendimento de imobilização igual a 99,85 ± 0,18 % e atividade recuperada de 46,18 ± 0,2 %. No processo simultâneo de adsorção e biodegradação dos corantes, as Lac-Pmag apresentaram o dobro de eficiência de remoção nas concentrações mais altas dos corantes, quando comparadas com as Pmag. A capacidade de remoção dos corantes pelas Lac-Pmag foi de 52,72 ± 1,23 e 57,47 ± 2,38 mg g-1, para o Acid Blue 277 e o Acid Black 172, respectivamente. Dessa forma, os resultados obtidos apresentaram alternativas promissoras para o tratamento de efluentes têxteis. As Pmag sintetizadas demonstram eficiência na adsorção dos corantes têxteis Acid Blue 277 e Acid Black 172. Já as Lac-Pmag demonstraram eficiência no processo simultâneo de adsorção e biodegradação em altas concentrações dos corantes, utilizando uma baixa quantidade de enzimas lacase no processo de imobilização, o que torna essa tecnologia ainda mais eficiente e econômica. |
| Abstract: | Dyes are part of an important group of organic contaminants and cause impacts on aquatic environments and humans, when disposed of in effluents without proper treatment. The combination of physical chemical and biological methods to treat textile effluents, has emerged as a promising alternative. Among the biological treatment methods, biodegradation using laccase enzymes immobilized on magnetic supports is considered an environmentally friendly alternative, without sludge generation and which has shown efficiency. Magnetic iron oxide particles have advantages in enzymatic immobilization, such as low synthesis costs, easy separation, low toxicity and compatibility with biomaterials. In addition, magnetic particles have been reported as materials used in the adsorption of different pollutants, including dyes.In this context, the present work aimed to evaluate the adsorption of textile dyes on magnetic particles (Pmag) and compare with the simultaneous process of adsorption and biodegradation of dyes after the immobilization of laccase enzymes in the magnetic particles (Lac-Pmag). For this purpose, the laccase enzymes were produced by comparing the production from white rot fungi and the iron oxide Pmag were synthesized by the microwave heating and irradiation method. First, Pmag were tested for the adsorption capacity of Acid Blue 277 and Acid Black 172 dyes. Afterwards, the laccase enzymes of Trametes villosa were immobilized by the functionalization of particles using APTES ((3-aminopropyl) triethoxysilane) and glutaraldehyde. The results showed Pmag adsorption capacity for both dyes, with more than 95% removal efficiency when the lowest dye concentrations were used. In addition, the dye removal capacity was maintained in 6 consecutive adsorption and desorption cycles. The immobilization of laccase enzymes showed immobilization yield equal to 99.85 ± 0.18% and recovered activity of 46.18 ± 0.2%. In the simultaneous process of adsorption and biodegradation of dyes, the Lac-Pmag showed twice of removal efficiency at the highest concentrations of dyes, compared with Pmag. The Lac-Pmag dyes removal capacity was 52.72 ± 1.23 and 57.47 ± 2.38 mg g-1, for Acid Blue 277 and Acid Black 172, respectively. Thus, the results obtained presented promising alternatives for textile effluents treatment. The synthesized Pmag demonstrate efficiency in the adsorption of the textile dyes Acid Blue 277 and Acid Black 172. The Lac-Pmag demonstrated efficiency in the simultaneous process of adsorption and biodegradation in high concentrations of dyes, using a low amount of laccase enzymes in immobilization process, which makes the technology even more efficient and economical. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25355 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental |
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