Byproduct-based zeolite type A as absorbent material for decontamination of simulated radioactive wastewater
DOI:
https://doi.org/10.15392/2319-0612.2024.2650Palavras-chave:
Efluentes radioativos, Remoção de césio, Zeólita, Bagaço de cana-de-açúcarResumo
O descarte seguro de efluentes radioativos, um resíduo das operações nucleares, apresenta um desafio significativo devido à presença de radionuclídeos perigosos como o césio. A remoção eficiente do césio, um importante produto de fissão com longa meia-vida e radiação potente, é crucial para a proteção da saúde humana e ambiental. As zeólitas, com sua alta capacidade de troca iônica e estrutura porosa, oferecem uma solução promissora para a remoção de césio de águas residuais. O potencial de sintetizar zeólitas a partir de resíduos agroindustriais abundantes e de baixo custo aumenta ainda mais seu apelo para o tratamento sustentável de águas residuais. O presente estudo investiga a adsorção de césio de águas residuais radioativas simuladas usando zeólita tipo A sintetizada a partir de cinzas de bagaço de cana-de-açúcar, um subproduto amplamente disponível no Brasil. A zeólita sintetizada foi caracterizada por espectroscopia de fluorescência de raios X, difração de raios X e técnicas de análise térmica. Os resultados confirmaram a síntese bem-sucedida de zeólita A de alta pureza com excelente capacidade de adsorção para o césio. A integridade estrutural e a estabilidade térmica da zeólita foram mantidas mesmo após a adsorção de césio, tornando-a adequada para processos de imobilização. Os resultados destacam o potencial da zeólita sintetizada a partir da cinza do bagaço da cana-de-açúcar como um material eficaz e sustentável para o tratamento e remoção de césio de efluentes radioativos, contribuindo para os esforços de remediação ambiental na indústria nuclear.
Downloads
Referências
[1] ZHUANG, Shuting and WANG, Jianlong. Cesium removal from radioactive wastewater by adsorption and membrane technology. Frontiers of Environmental Science & Engineering. v. 18, n. 3, p. 38. 2024. DOI 10.1007/s11783-024-1798-1. Available from: https://link.springer.com/10.1007/s11783-024-1798-1.
[2] LALHMUNSIAMA, KIM, Jae Gyu, CHOI, Suk Soon and LEE, Seung Mok. Recent Advances in Adsorption Removal of Cesium from Aquatic Environment. Applied Chemistry for Engineering. v. 29, n. 2, p. 127–137. 2018. DOI 10.14478/ACE.2018.1019. Available from: https://doi.org/10.14478/ace.2018.1019.
[3] KWON, Sunki, LIM, Jongmyoung, SEOUNG, Donghoon, CHO, Youngjin and PARK, Byungkyu. Comparative study of the cesium adsorption behavior of montmorillonite and illite based on their mineralogical properties and interlayer cations. Journal of Hazardous Materials Advances. v. 10, p. 100258. 2023. DOI 10.1016/J.HAZADV.2023.100258.
[4] DE CARVALHO IZIDORO, Juliana, FUNGARO, Denise Alves and CATALDO, Eleonora. Zeolites synthesized from agro‐industrial residues applied in agriculture: A review and future prospects. Soil Use and Management. v. 40, n. 1, p. e13003. 2024. DOI 10.1111/sum.13003.
[5] IZIDORO, Juliana de C., FUNGARO, Denise A., ABBOTT, Jennifer E. and WANG, Shaobin. Synthesis of zeolites X and A from fly ashes for cadmium and zinc removal from aqueous solutions in single and binary ion systems. Fuel. v. 103, p. 827–834. 2013. DOI 10.1016/j.fuel.2012.07.060.
[6] IZIDORO, Juliana de C., FUNGARO, Denise Alves, DOS SANTOS, Fernando S. and WANG, Shaobin. Characteristics of Brazilian coal fly ashes and their synthesized zeolites. Fuel Processing Technology. v. 97, p. 38–44. 2012. DOI 10.1016/j.fuproc.2012.01.009.
[7] TIAN, Quanzhi and SASAKI, Keiko. Application of fly ash-based materials for stabilization/solidification of cesium and strontium. Environmental Science and Pollution Research. v. 26, n. 23, p. 23542–23554. 2019. DOI 10.1007/S11356-019-05612-1/METRICS.
[8] PATEL, Himanshu. Environmental valorisation of bagasse fly ash: a review. RSC Advances. v. 10, n. 52, p. 31611–31621. 2020. DOI 10.1039/D0RA06422J.
[9] MAHIMA KUMAR, M., IRSHAD, K. A. and JENA, Hrudananda. Removal of Cs+ and Sr2+ ions from simulated radioactive waste solutions using Zeolite-A synthesized from kaolin and their structural stability at high pressures. Microporous and Mesoporous Materials. v. 312, p. 110773. 2021. DOI 10.1016/J.MICROMESO.2020.110773.
[10] KIM, YANG, SUBRAMANIAN, V., FIROR, ROGER L. and SEFF, KARL. Four Crystal Structures of BaxNa12-2x-A (1≤x≤6) Relating to the Instability of Barium-Exchanged Zeolite A Toward Dehydration. In : Adsorption and Ion Exchange with Synthetic Zeolites. 1980. p. 137–153.
[11] GREAVES, G.N. Zeolite Instability and Collapse. In : Phase Transitions and Self-Organization in Electronic and Molecular Networks. Kluwer Academic Publishers : Boston, [no date]. p. 225–246.
[12] OMERAŠEVIĆ, Mia, LUKIĆ, Miodrag, SAVIĆ-BISERČIĆ, Marjetka, SAVIĆ, Andrija, MATOVIĆ, Ljiljana, BAŠČAREVIĆ, Zvezdana and BUČEVAC, Dušan. Permanent disposal of Cs ions in the form of dense pollucite ceramics having low thermal expansion coefficient. Nuclear Engineering and Technology. v. 52, n. 1, p. 115–122. 2020. DOI 10.1016/J.NET.2019.07.001.
[13] MIMURA, Hitoshi and KANNO, Takuji. Distribution and fixation of cesium and strontium in zeolite a and chabazite. Journal of Nuclear Science and Technology. v. 22, n. 4, p. 284–291. 1985. DOI 10.1080/18811248.1985.9735658. Available from: https://www.tandfonline.com/action/journalInformation?journalCode=tnst20.
[14] KRÓL, Magdalena Katarzyna and JELEŃ, Piotr. The Effect of Heat Treatment on the Structure of Zeolite A. Materials. v. 14, n. 16, p. 4642. 2021. DOI 10.3390/ma14164642.
[15] ALTOMARE, Angela, CORRIERO, Nicola, CUOCCI, Corrado, FALCICCHIO, Aurelia, MOLITERNI, Anna and RIZZI, Rosanna. QUALX2.0 : a qualitative phase analysis software using the freely available database POW_COD. Journal of Applied Crystallography. v. 48, n. 2, p. 598–603. 2015. DOI 10.1107/S1600576715002319.
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Categorias
Licença
Direitos autorais (c) 2024 M.S. Araujo, D.L. Costa-Silva, S.R. Mello Castanho, D.A. Fungaro

Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Declaro que o presente artigo é original, não tendo sido submetido à publicação em qualquer outro periódico nacional ou internacional, quer seja em parte ou em sua totalidade. Declaro, ainda, que uma vez publicado na revista Brazilian Journal of Radiation Sciences, editada pela Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, o mesmo jamais será submetido por mim ou por qualquer um dos demais co-autores a qualquer outro periódico. Através deste instrumento, em meu nome e em nome dos demais co-autores, porventura existentes, cedo os direitos autorais do referido artigo à Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, que está autorizada a publicá-lo em meio impresso, digital, ou outro existente, sem retribuição financeira para os autores.
Licença
Os artigos do BJRS são licenciados sob uma Creative Commons Atribuição 4.0 Licença Internacional, que permite o uso, compartilhamento, adaptação, distribuição e reprodução em qualquer meio ou formato, desde que você dê o devido crédito ao (s) autor (es) original (is) e à fonte, forneça um link para a licença Creative Commons, e indique se mudanças foram feitas. As imagens ou outro material de terceiros neste artigo estão incluídos na licença Creative Commons do artigo, a menos que indicado de outra forma em uma linha de crédito para o material. Se o material não estiver incluído no licença Creative Commons do artigo e seu uso pretendido não é permitido por regulamentação legal ou excede o uso permitido, você precisará obter permissão diretamente do detentor dos direitos autorais. Para visualizar uma cópia desta licença, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/