Biosorption of lead from simulated industrial wastewaters by aquatic bryophytes

Aquatic bryophytes are frequently used as biomonitors for trace metals in aquatic ecosystems. Nevertheless, their special characteristics also allow using them as biosorbents to clean industrial wastewaters. As biosorption is a low cost and effective method for treating metal-bearing wastewaters, understanding the kinetics process is relevant for design purposes. In this study, the performance of the aquatic bryophyte Fontinalis antipyretica for removing lead from simulated wastewaters has been evaluated. Three kinetic models (pseudo-first order, pseudo-second order and Elovich) were fitted to the experimental data and compared using a Test-F. Previously, the effect of parameters such as the initial solution pH, contact time and initial metal ion concentration, on biosorption was investigated. The initial pH of the solution was found to have an optimum value is in the range 4.0-6.0. The equilibrium sorption capacity of lead by Fontinalis antipyretica increased with the initial metal concentration. For an initial metal concentration of 10 mg L-1, the uptake capacity of the moss, at equilibrium, is 4.8 mg g-1. Nevertheless, when the initial concentration increases up to 100 mg L-1, the uptake of lead is 10 times higher. The pseudo-second order biosorption kinetics provided the better correlation with the experimental data . The applicability of the Langmuir and Freundlich adsorption isotherms for the present system was tested. The maximum sorption capacity of mosses was 68 mg g-1

Modelação do consumo de cloro na oxidação de matéria orgânica presente em águas superficiais com diferentes origens (Portugal e Angola)

A qualidade da água para consumo humano é uma condição indispensável na sociedade atual. Entre os requisitos de qualidade de uma água de referir a isenção de contaminação bacteriológica, o que requer um processo de desinfeção, normalmente por cloragem, como etapa final do processo de tratamento. Na operação de cloragem é consumido cloro por oxidação de compostos orgânicos presentes na água. Neste trabalho, foi estudado o consumo de cloro pela água bruta do Rio Bengo (Angola) e da água à saída da ETA de Lever (Portugal). Em particular, estudou-se a cinética do decaimento do cloro no seio de amostras de água, tendo sido realizados vários ensaios distribuídos por duas séries: 1ª) variou-se a concentração de cloro, mantendo constante o teor de matéria orgânica (expressa como oxidabilidade ao KMnO4), à temperatura de 25ºC e 35ºC, e na 2ª) foi mantida a concentração de cloro e fez-se variar a oxidabilidade. Foram ajustados diferentes modelos cinéticos aos resultados experimentais de decaimento de cloro e de matéria orgânica; o modelo de primeira ordem paralela foi o que descreveu de forma mais satisfatória a cinética de consumo do cloro.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Fixação e libertação de Zn por musgos aquáticos (Fontinalis antipyretica L. ex. Hedw.)

A acumulação e posterior eliminação de zinco por uma briófita aquática- Fontinalis antipyretica L. ex Hedw.- foi estudada experimentalmente em laboratório, expondo a planta a quatro concentrações de zinco na gama, 1.0-5.0 durante o período de contaminação (144 horas), seguido dum período de descontaminação (120 horas) em contacto com água isenta de metal. As experiências foram conduzidas em tanques perfeitamente agitados e a luminosidade controlada, sendo usados musgos colhidos em Fevereiro de 1997, com concentração inicial de Zn de 263.5 em peso seco. Foi usado um modelo cinético de transferência de massa de 1ª ordem no ajuste dos dados experimentais por forma a determinar as constantes de acumulação e eliminação, e , a concentração de Zn no musgo no final do período de contaminação, , e as concentrações de equilíbrio no final dos períodos de contaminação e descontaminação, e , respectivamente

Efeito da dureza da água na fixação e libertação do zinco pela fontinalis antipyretica

Foi estudada a influência da dureza da água sobre a cinética de contaminação/descontaminação por zinco do musgo aquático Fontinalis antipyretica L. Ex Hedw. Durante um período de contaminação de 144 h, as plantas foram expostas a concentrações de metal de 3,40, 4,85 e 3,49 mg l-1, em água com dureza de 104, 142 e 150 mg CaCO3 l-1, respectivamente. Seguiu-se uma fase de descontaminação também de 144 horas, em que as plantas contactaram com água isenta de metal. As experiências foram conduzidas em tanques perfeitamente agitados com intensidade de iluminação controlada, sendo usados musgos com concentrações iniciais de Zn de 139,55 (Tanques I e II) e 96,75 (Tanque III) µg g-1 (peso seco). Foi usado um modelo cinético de transferência de massa de 1ª ordem no ajuste dos dados experimentais por forma a determinar as constantes de acumulação e eliminação, k1 e k2, a concentração de Zn no musgo no final do período de contaminação, Cmu e as concentrações de equilíbrio na contaminação e descontaminação, Cme e Cmr respectivamente. Definiu-se um factor de bioconcentração, BCF (razão da concentração de Zn no musgo, em peso seco, pela concentração de Zn na água), obtendo-se valores de 1435, 1220 e 1352, para as experiências I a III. Foi ainda calculado um factor de eliminação do Zn, BEF (razão entre a concentração de metal eliminado do musgo na fase de descontaminação e a concentração final na fase de contaminação), registando-se valores de 0,78, 0,83 e 0,66, respectivamente

Removal of copper and nickel onto low cost adsorbent: aquatic mosses

A realistic scenario is that man’s use of metals seriously began to affect the environment during the Industrial Revolution. Today, two thousand years later, we can say to be in the Metal Removal Age and we are all too aware of the risks inherent to the uncontrolled dissemination of heavy metals into the environment. From the environmental point of view, the metals that are of greatest concern are those that, either by their presence or their accumulation, can have a toxic or an inhibitory effect on living beings. Metals can be dispersed, both naturally and by man’s activities, into any of the earth’s compartments: water, soil or air. However, the water and wastewater will be the main focus of this work

Modelling of lead removal by an aquatic moss

Aquatic bryophytes are frequently used as biomonitors for trace metals in aquatic ecosystems. Nevertheless, their special characteristics also allow using them as biosorbents to clean industrial wastewaters. As biosorption is a low cost and effective method for treating metal-bearing wastewaters, understanding the process kinetics is relevant for design purposes. In this study, the ability of the aquatic bryophyte Fontinalis antipyretica to remove lead from simulated wastewaters was evaluated. Three kinetic models (pseudo-first order, pseudo-second order and Elovich) were fitted to the experimental data and compared by the F-test. Previously, the effect on biosorption of parameters such as the initial solution pH, contact time and initial metal ion concentration was investigated. The initial pH of the solution was found to have an optimum value is in the range 4.0-6.0. The equilibrium sorption capacity of lead by Fontinalis antipyretica increased with the initial metal concentration. For an initial metal concentration of 10 mg L-1, the uptake capacity at equilibrium was 4.8 mg g-1. Nevertheless, when the initial concentration increased up to 100 mg L-1, the uptake of lead was 10 times higher. The pseudo-second order biosorption kinetic model provided the better correlation with the experimental data (R2=1.00). The applicability of the Langmuir and Freundlich adsorption isotherms to the present system was also assessed. The maximum lead sorption capacity by Fontinalis antipyretica was 68 mg g-1

Uptake and release of divalent zinc ions from aqueous solutions by aquatic moss Fontinalis antipyretica.

Aquatic mosses are able to accumulate zinc and some other heavy metal ions from aqueous solutions and partially release them when exposed to metal-free water. They play an important role in the assessment of toxic elements in water. The advantage of mosses over direct water sampling is that the use of the former lessens spatial and temporal variations, enhances the level of contaminant identification by concentrating toxic elements, and provides information relative to the bioavailable species. However, to make the concentration of metals that can be measured in mosses a reliable indicator of the concentration of toxic elements in the water, we need to model the bioaccumulation phenomenon. Laboratory experiments were conducted to determine zinc uptake and release kinetics by the aquatic moss Fontinalis antipyretica, as this species is widely spread in Portuguese rivers and the majority of the European countries. Zinc was chosen for this study because (i) it acts as micro-nutrient for plant growth in low concentration values; (ii) it is toxic when in excess inhibiting the growth and (iii) it is present in many industrial wastewaters and mine drainage waters discharged into rivers and lakes

Estudo preliminar de tratabilidade do lixiviado do aterro sanitário de Luanda, Angola; processo de Fenton

O lixiviado de um aterro sanitário resulta da percolação de água das chuvas e dos processos de degradação dos resíduos; recolhido pelo sistema de drenagem não deve ser lançado diretamente no meio hídrico por apresentar elevado potencial poluidor. É prioritário o tratamento adequado, reduzindo a carga orgânica, com o objetivo de cumprir os padrões de emissão de efluentes e desta forma garantir a qualidade da saúde pública. Neste estudo foi caracterizado o lixiviado do Aterro Sanitário dos Mulenvos, e realizado um estudo preliminar sobre a eficiência do processo Fenton (POA), na remoção da matéria orgânica (expressa como DQO). Foram avaliadas/selecionadas as condições de operação adequadas para o processo (temperatura, pH, dosagem de H2O2 e razão H2O2:Fe2+).info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Briófitas aquáticas como bioindicadores da poluição de águas superficiais por metais pesados

A bacia do Rio Ave tem sido ao longo dos anos alvo de descargas ilegais dos mais variados tipos de indústrias, tendo atingido níveis de contaminação por metais pesados que põem em perigo todo o ecossistema aquático. O homem, como elemento último dum conjunto de cadeias alimentares, por ingestão de peixe, utilização da água para rega ou consumo de água produzida a partir das águas captadas nesta bacia, será certamente o mais afectado com consequências múltiplas para a sua saúde. A relativa abundância de espécies de briófitas aquáticas fez com que fossem aproveitadas como bons indicadores de poluição por metais pesados em vários estudos sobre a qualidade de águas superficiais. A utilização de briófitas aquáticas surgiu, assim, como um instrumento de avaliação global da contaminação por metais pesados (Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Ni, Pb e Zn) na bacia hidrográfica do Rio Ave (Norte de Portugal). Os resultados indicam factores de contaminação máximos nos musgos entre 2,6 / 2,5 (Hg) e 86,0 / 28,8 (Zn) em duas campanhas realizadas em épocas diferentes do ano, respectivamente. Os locais de amostragem foram classificados em três classes de qualidade. Na 1ª campanha, duas das estações (Rio Este) foram classificadas na Classe C (maior poluição) não existindo nenhuma na Classe A. Registou-se uma melhoria global significativa na 2ª campanha

Biossorção de cádmio por musgos aquáticos: efeito da temperatura

A remoção de iões metálicos em solução aquosa por biossorção desempenha um papel fundamental no controlo da poluição aquática. Metais pesados como o Cd(II), quando presentes em águas residuais industriais, são perigosos para o ecossistema aquático e acarretam riscos para a saúde humana