ÁREA: Ambiental
TÍTULO: PROCESSO FENTON NA DEGRADAÇÃO DE PETRÓLEO EM SEDIMENTO ARENOSO DE AMBIENTE MARINHO
AUTORES: SABINO, F. C. (UEL) ; ALMEIDA L. A. S. (UEL) ; LUIZ A. P. C. (UEL) ; MAURO M. F. L. (UEL) ; DI MAURO E (UEL) ; GUEDES, C. L. B (UEL)
RESUMO: Este trabalho teve como objetivo observar a eficiência do processo fenton na degradação de petróleo em sedimento arenoso de ambiente marinho, mostrando que a presença de íons cloreto não afeta a taxa de degradação deste. Em um derramamento de petróleo todo o ecossistema (fauna e flora) é afetado, assim o tratamento da área atinginda, requer cuidados específicos para cada situação. A utilização do processo foto-fenton mostra-se muito eficientes no tratamento de áreas impactadas, conseguindo a mineralização do contaminante sem afetar o meio. Neste estudo para o tratamento de sedimento arenoso de ambiente marinho os resultados foram significativos e taxa de degradação do contaminante na presença de cloreto no meio mostrou-se eficiente,quando controlado o pH e concentração de ferro no meio.
PALAVRAS CHAVES: fluorescência, ph, salinidade
INTRODUÇÃO: A contaminação ambiental por hidrocarbonetos de petróleo tem destacado a importância de compreender a distribuição desses compostos em diferentes compartimentos.Estudos vêm sendo realizados utilizando espectroscopia de fluorescência e RPE para elucidar a estrutura de aromáticos do petróleo e sua degradação no ambiente (GUEDES et al., 2003; GUEDES et al., 2006).Os processos químicos de remediação de áreas impactadas são ainda incipientes devido à escassez de informações sobre seus desempenhos (AZAMBUJA et al., 2000). A resistência e a toxicidade de um derramamento de petróleo são afetadas pela radiação solar por meio de foto-oxidação, produzindo uma variedade de compostos oxidados (LEE et al., 2003). Alguns estudos de laboratório demonstraram a eficiência de processos envolvendo os reagentes de Fenton para tratar solo contaminado por HPA (SILVA P. T. S. et al., 2008). Soluções de peróxido de hidrogênio e sais de ferro podem ser facilmente aplicada à superfície dos solos para tratamento in situ.A presença de sais em água salina pode aumentar ou diminuir a velocidade de degradação do poluente (MORAES et al., 2004; MAKITA e AKIRA, 2008).A reação de Fenton é um POA, portanto, um tratamento destrutivo no qual o contaminante é degradado através de uma série de reações (MILLIOLI et al., 2004; TEIXEIRA e JARDIM, 2004).Uma das formas mais simples de se gerar o radical hidroxila é a reação de Fenton, que consiste na decomposição do H2O2 catalisada por Fe2+ em meio ácido (VILLA e NOGUEIRA, 2005). Embora favorecida por mecanismos distintos, a reação de Fenton pode ser uma ferramenta útil na recuperação de solos (MATTOS et al., 2002). Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o processo foto-Fenton no tratamento de sedimento arenoso contaminado por petróleo em ambiente marinho.
MATERIAL E MÉTODOS: Foi utilizada areia com granulometria entre 0,250 e 0,125 mm, seca em estufa à temperatura de 105oC por 24h. As amostras de sedimento arenoso foram preparadas com 100 g de areia e 3 g de petróleo utilizado na produção de combustíveis na refinaria Presidente Getúlio Vargas, Araucária, PR. Às amostras de sedimento contaminado foram adicionadas água do mar sintética (28.000 e 50.000 ppm de NaCl) ou água deionizada, contendo os reagentes de Fenton: FeSO4.7H2O e H2O2 50% . O peróxido de hidrogênio (Hyprox 500 – Evonik) foi utilizado na proporção fixa 2:10 v/m de sedimento e o FeSO4.7H2O na concentração de 0,8 e 0,08 M. Massa correspondente a 10 g de amostra foram colocadas em placas de Petri e expostas à luz solar entre 10:00 e 14:00 h com controle de temperatura e pH. Após irradiação, as amostras foram submetidas à secagem em forno microonda (Panasonic Perfect NN-S56B) e pesados 5 g de sedimento para extração do contaminante em 100 mL de Diclorometano P. A. As amostras foram levadas para uma mesa de agitação mecânica (Tecnal TE-140) durante 1h a 230 rpm. Logo após, a fase líquida foi filtrada em papel filtro e o volume do extrato, quando necessário, foi completado para 100 mL com o mesmo solvente. Os extratos de sedimento foram analisados na modalidade de fluorescência sincronizada (Shimadzu RF-5301PC). Foram realizadas análises dos sedimentos por RPE (Jeol JES-PE-3X) operando em banda X (9 GHz).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A área integrada dos espectros de fluorescência mostrou comportamentos distintos na degradação de aromáticos do petróleo no sedimento.Os experimentos de irradiação utilizando os reagentes de Fenton: Figura 1 Espectros de fluorescência de aromáticos do petróleo submetidos ao processo foto-Fenton em concentração de [NaCl]/ solução de sulfato de ferro [Fe]0,8M/H2O2, menor concentração [-] e maior concentração [+] de NaCl, a taxa de degradação foi de apenas 48% em água do mar sintética com 28.000 ppm de NaCl e 52% quando a concentração de NaCl foi de 50.000 ppm. Na Figura 2 Espectros de fluorescência de aromáticos do petróleo submetidos ao processo foto-Fenton em concentração de [NaCl]/ solução de sulfato de ferro [Fe]0,08M/H2O2, menor concentração [-] e maior concentração [+] de NaCl.Nos experimentos em que a concentração de sulfato de ferro foi reduzida para 0,08M a taxa de degradação aumentou para 82% na presença de 280.000 ppm de NaCl e 81% com 500.000 ppm do sal adicionado ao meio. Nos experimentos realizados com água destilada, nas mesmas condições de salinidade e concentração de ferro, mostraram apenas 20% na taxa de degradação.O pH determinado no sedimento contaminado e tratado por processo Fenton manteve-se em torno de 7,5, indicando que o meio esteve ligeiramente básico durante os experimentos. O pH maior do que 3 e baixa concentração de ferro, um aumento na taxa de degradação é geralmente observado e a formação de complexo de ferro-cloro não é favorecida.As análises por RPE indicaram complexos de íons ferro no sedimento, provavelmente decorrente da presença de minerais de ferro na areia. O sinal correspondente a radicais livres orgânicos foi também observado nos referidos espectros, indicando a presença destes no sedimento e/ou no contaminante.
CONCLUSÕES: Pode-se concluir que a presença de íons cloreto, decorrente da adição de NaCl para a preparação da água do mar sintética não inibiu a degradação de aromáticos do petróleo, mas o efeito observado foi que os íons cloreto tornaram a reação de Fenton mais eficiente no processo de fotodegradação.
Os resultados são promissores, contudo é necessário avaliar o impacto ambiental da adição de ferro à matriz. A areia apresentando concentrações elevadas de ferro endógeno, a adição de mais ferro pode acabar favorecendo a formação de complexos de ferro-cloro.
AGRADECIMENTOS: Ao CNPq e PETROBRÁS
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: AZAMBUJA, E.; CANCELIER, D. B.; NANNI, A. S. Contaminação dos solos por LNAPL: discussão sobre diagnóstico e remediação. II Simpósio de Prática de Engenharia Geotécnica da Região Sul, 2000.
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GUEDES, C. L. B. ; MAURO, Eduardo Di ; CAMPOS, Ariana de ; MAZZOCHIN, Leandro Freneda ; BRAGAGNOLO, Gislaine Maria ; MELO, Fernando Alves de ; PICCINATO, Marilene Turini . EPR and fluorescence spectroscopies in a study of photodegradation of Arabian and Colombian crude oils.. International Journal of Photoenergy (Online), (in press), v. 2006, p. ID 48462-6 pages, 2006.
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TEIXIERA, C. P. A.; B.; JARDIM, W. F. CADERNO TEMÁTICO v. 3. Processos oxidativos avançados - conceitos teóricos. Campinas, agosto de 2004. Disponível em: <lqa.iqm.unicamp.br>. Acesso em: 25 jun. 2005.
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