Biossorventes lignocelulósicos de resíduos agroindustriais na remoção de contaminantes aquáticos: mecanismos, modelagem cinético-isotérmica e a fronteira dos compósitos magnéticos — uma revisão integrativa

Resumo

Águas contaminadas por metais potencialmente tóxicos, corantes sintéticos e micropoluentes orgânicos seguem como um dos passivos ambientais mais difíceis de equacionar, sobretudo em países com forte base agroindustrial. Diante das limitações das estações convencionais, biossorventes obtidos a partir de resíduos lignocelulósicos — bagaços, cascas, palhas, sabugos e tortas de prensagem — vêm ganhando espaço como alternativa de baixo custo, com o atrativo adicional de dar destino útil a subprodutos que, em geral, seguem para queima ou descarte inadequado. O presente trabalho teve como objetivo sistematizar, por meio de uma revisão integrativa da literatura, o conhecimento publicado sobre o uso desses materiais na remoção de contaminantes aquáticos, com três focos articulados: os mecanismos físico-químicos da biossorção, o ajuste a modelos cinéticos e isotérmicos clássicos e os avanços recentes em modificações químicas e compósitos híbridos magnéticos. A busca foi realizada nas bases Scopus, Web of Science, ScienceDirect e SciELO, cobrindo o período de 1990 a 2026, com descritores combinados em inglês e português, incluindo os termos biosorption, bioadsorption, biossorção e bioadsorção. Após triagem por critérios de inclusão e exclusão, os estudos selecionados foram lidos integralmente e organizados em uma matriz de extração contendo biomassa, contaminante-alvo, pré-tratamento, condições operacionais, modelos ajustados e estratégias de modificação; a análise foi qualitativa, com agrupamento temático em torno de cinco eixos. Os achados convergem para o predomínio do modelo cinético de pseudo-segunda ordem e da isoterma de Langmuir nos ajustes reportados, padrão compatível com adsorção química em sítios específicos, mas que coexiste, na prática, com troca iônica, complexação superficial e atrações eletrostáticas. Modificações alcalinas, ácidas e por enxerto de grupos funcionais aumentam consideravelmente a capacidade adsortiva, ao passo que a incorporação de fases magnéticas — sobretudo magnetita — supera um gargalo operacional clássico, ao permitir a separação rápida do adsorvente da fase líquida e ampliar a viabilidade do uso em fluxo contínuo. Ainda assim, persistem lacunas relevantes: padronização experimental insuficiente, escassez de ensaios em matrizes reais e em escala-piloto e pouca atenção à toxicidade do material após múltiplos ciclos. Conclui-se que biossorventes lignocelulósicos — em especial os magnéticos — constituem uma plataforma promissora cuja consolidação dependerá, sobretudo, da realização de estudos em efluentes reais, do uso de regressão não-linear na modelagem, da avaliação ecotoxicológica do material e do efluente tratados e de ensaios em coluna de leito fixo e em escala-piloto.