Removal of the pesticide methomyl contained in simulated effluent from equipment washing by adsorption in residual orange bagasse

Abstract

This work consists of the study of methomyl removal, an extremely toxic carbamate pesticide, contained in aqueous solutions synthesized, by adsorption in residual orange bagasse from industrial juices processing. The adsorption kinetics was studied by obtaining the best fit for the model of pseudo-second order (R2=0.949). The Langmuir isotherm model adjusted better to the experimental data confirming the adsorption in monolayers, without interaction among the adsorbate molecules. The scanning electron microscopy (SEM) revealed that particulate adsorbents have rather irregular surface, but with rigid structure and virtually no internal pores. The characterization of the functional groups by infrared spectroscopy (FTIR) revealed the presence of hydroxyl, Carbonyl and carboxylic groups on the adsorbents particles surface. Central composite rotational design 2x2 (DCCR 2x2) was used for the statistical study of the effects of pH and solid/liquid ratio (R) on the methomyl adsorption capacity in orange bagasse particles. The obtained mathematical model adjusted well to the experimental data (R²=95%). In the studied intervals the highest values of adsorption capacity (q) were 3.73 and 3.43 (mg.g-¹), obtained under the conditions of pH 6.0 with R 0.017 g.mL-¹and pH 4.5 with R 0.015 g.mL-¹, respectively. Thus, it was possible to conclude that there was a greater adsorption in assays containing greater adsorbent mass in pH slightly acid.

Este trabajo consiste en el estudio de la remoción de metomilo, un plaguicida carbamato extremadamente tóxico, contenido en soluciones acuosas sintetizadas, por adsorción en bagazo de naranja residual del procesamiento de jugos industriales. Se estudió la cinética de adsorción obteniendo el mejor ajuste para el modelo de pseudo-segundo orden (R2= 0,949). El modelo de isoterma de Langmuir se ajustó mejor a los datos experimentales confirmando la adsorción en monocapas, sin interacción entre las moléculas de adsorbato. La microscopía electrónica de barrido (SEM) reveló que los adsorbentes de partículastienen una superficie bastante irregular, pero con una estructura rígida y prácticamente sin poros internos. La caracterización de los grupos funcionales por espectroscopía infrarroja (FTIR) reveló la presencia de grupos hidroxilo, carbonilo y carboxílicoen la superficie de las partículas adsorbentes. El diseño rotacional compuesto central 2x2 (DCCR 2x2) se utilizó para el estudio estadístico de los efectos del pH y la relación sólido / líquido (R) sobre la capacidad de adsorción de metomilo en partículasde bagazo naranja. El modelo matemático obtenido se ajustó bien a los datos experimentales (R²= 95%). En los intervalos estudiados los valores más altos de capacidad de adsorción (q) fueron 3.73 y 3.43 (mg.g-¹), obtenidos en las condiciones de pH 6.0 con R 0.017 g.mL-¹ y pH 4.5 con R 0.015 g.mL-¹, respectivamente. Así, se pudo concluir que existía una mayor adsorción en los ensayos que contenían mayor masa adsorbente en pH ligeramente ácido.