ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: DEGRADAÇÃO CATALÍTICA DE CORANTES ORGÂNICOS, ADVINDO DE AULAS PRÁTICAS DO INSTITUTO DE SAÚDE E BIOTECNOLOGIA/COARI-AMAZONAS VIA SISTEMA FENTON
AUTORES: COELHO,V.S. (ISB/UFAM) ; BENTES, V.L.I (ISB/UFAM) ; DAVI, J.L. (ISB/UFAM)
RESUMO: NESTE TRABALHO PROPÔS-SE REALIZAR A DEGRADAÇÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS CORADOS RESULTANTES DE AULAS PRÁTICAS DAS DISCIPLINAS DE MICROSCOPIA, MICROBIOLOGIA E QUÍMICA DO ISB/COARI ATRAVÉS DA REAÇÃO DE FENTON (H+/H2O2/FE2+), EMPREGANDO O SAL DE SULFATO FERROSO HEPTAHIDRATADO (FESO4.7H2O), COMO FONTE DE FE2+. A REAÇÃO DE DEGRADAÇÃO FOI CONDUZIDA VARIANDO AS QUANTIDADES DE CATALISADOR, PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO E O TEMPO DE REAÇÃO, A FIM DE ESTIPULAR AS MELHORES CONDIÇÕES DE CONDUÇÃO DA REAÇÃO. FORAM INVESTIGADOS OS CORANTES, ALARANJADO METILA, EOSINA AMARELA, FUCSINA ÁCIDA E GIEMSA, TENDO COMO MOLÉCULA DE REFERENCIA O CORANTE AZUL DE METILENO (AM), QUE DEMONSTRARAM RESULTADOS SATISFATÓRIOS REFERENTES À DEGRADAÇÃO CATALÍTICA UTILIZANDO O SULFATO FERROSO COMO FONTE FE2+.
PALAVRAS CHAVES: fenton, poluentes orgânicos, processos oxidativos avançados
INTRODUÇÃO: A REMOÇÃO DE POLUENTES ORGÂNICOS NO MEIO AMBIENTE TEM SIDO UM GRANDE DESAFIO TECNOLÓGICO, POIS, INÚMERAS VEZES, TECNOLOGIAS DE TRATAMENTO CONVENCIONAIS NÃO SÃO CAPAZES DE FAZÊ-LO DE FORMA EFICIENTE. NOS ÚLTIMOS ANOS OS PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS (POA’S) TÊM MERECIDO DESTAQUE DEVIDO A SUA ALTA EFICIÊNCIA NA DEGRADAÇÃO DE INÚMEROS COMPOSTOS ORGÂNICOS E POR APRESENTAR CUSTO OPERACIONAL BAIXO1.
A REAÇÃO DE FENTON (EQUAÇÃO 1) É UM POA CARACTERIZADO PELA GERAÇÃO DE RADICAIS HIDROXILA (•OH) POR MEIO DA DECOMPOSIÇÃO DO PERÓXIDO DE HIDROGÊNIO (H2O2) CATALISADA POR FE2+ EM MEIO ÁCIDO OS RADICAIS OH GERADOS POSSUEM ELEVADO POTENCIAL DE OXI-REDUÇÃO (2,3 V), ATACANDO INDISTINTAMENTE TODAS AS ESPÉCIES PRESENTES NO MEIO REACIONAL 2;3;4.
FE2+(AQ) + H2O2(AQ) → FE3+(AQ) + OH–(AQ) + HO• (AQ)
EQUAÇÃO 1
MUITOS ESTUDOS TÊM SIDO REALIZADOS COM INTUITO DE DESENVOLVER TECNOLOGIAS CAPAZES DE MINIMIZAR O VOLUME E A TOXICIDADE DOS EFLUENTES INDUSTRIAIS, DE FORMA A PERMITIR NÃO SOMENTE A REMOÇÃO DE SUBSTÂNCIAS CONTAMINANTES, MAS TAMBÉM SUA COMPLETA MINERALIZAÇÃO 5.
DENTRO DESSE CONTEXTO, DECIDIU-SE INVESTIGAR UMA METODOLOGIA DE DEGRADAÇÃO DE COMPOSTOS ORGÂNICOS CORADOS RESULTANTES DE AULAS PRATICAS DO ISB/COARI. A REAÇÃO DE FENTON FOI INVESTIGADA COM A VARIAÇÃO ESTEQUIOMÉTRICA DOS REGENTES E CATALISADORES, E AINDA O TEMPO DE REAÇÃO, A FIM DE ESTIPULAR AS MELHORES CONDIÇÕES DE CONDUÇÃO DA REAÇÃO. OS RESÍDUOS GERADOS NAS AULAS PRÁTICAS DO INSTITUTO SÃO DESPREZADOS DIRETAMENTE NA PIA DOS LABORATÓRIOS, SEM NENHUM TRATAMENTO PRÉVIO QUE POSSA MINIMIZAR O IMPACTO AMBIENTAL. VALE RESSALTAR QUE OS PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS (POA’S) SURGEM COMO ALTERNATIVA PARA TRATAMENTO DE RESÍDUOS QUE CONTENHAM POLUENTES ORGÂNICOS EM FASE AQUOSA.
MATERIAL E MÉTODOS: PRIMEIRAMENTE FOI REALIZADO UM LEVANTAMENTO PRELIMINAR DOS CORANTES UTILIZADOS NAS AULAS PRÁTICAS NOS LABORATÓRIOS DO INSTITUTO DE SAÚDE E BIOTECNOLOGIA – CAMPI - COARI. EXPERIMENTALMENTE, FORAM PREPARADAS SOLUÇÕES AQUOSAS DOS CORANTES FORNECIDOS PELAS AULAS PRÁTICAS DO ISB/COARI COM CONCENTRAÇÃO DE 20 MG. L-1. UTILIZARAM-SE BÉQUERES DE 50 E 100 ML, BALÕES VOLUMÉTRICOS DE 50 E 100 ML E PIPETA DE 10 ML. FORAM FEITAS VARREDURAS DO PADRÃO-REFERÊNCIA AZUL DE METILENO NO ESPECTROFOTÔMETRO WAVELENGTH, MODELO SP 1105 NOS COMPRIMENTOS DE ONDA DE 600 A 700 NM E DOS DEMAIS CORANTES EM ESTUDO FOI FEITA A VARREDURA DE 400 A 750 NM NA REGIÃO UV/VISÍVEL DO ESPECTROFOTÔMETRO. NA DEGRADAÇÃO DOS CORANTES, FORAM UTILIZADAS QUANTIDADES DE 15 MG DE FESO4.7H2O E 10 µL DE H2O2 DILUÍDO (11 MOL.L-1), O VOLUME REACIONAL DA AMOSTRA FOI DE 25 ML QUE FORAM REALIZADOS EM TRIPLICATA.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: DENTRE OS QUATORZES CORANTES UTILIZADOS EM AULAS PRÁTICAS DO INSTITUTO DE SAÚDE E BIOTECNOLOGIA/COARI, FORAM SELECIONADOS QUATRO: O ALARANJADO METILA, A EOSINA AMARELA, A FUCSINA ÁCIDA E A GIEMSA, ALÉM DO PADRÃO DE REFERENCIA, O AZUL DE METILENO. NO PRIMEIRO MOMENTO, FORAM REALIZADAS AS VARREDURAS DE CADA CORANTE SELECIONADO PARA VERIFICAÇÃO DO COMPRIMENTO DE ONDA IDEAL PARA O MONITORAMENTO DE DEGRADAÇÃO DOS RESPECTIVOS CORANTES, CONFORME MOSTRADO NA TABELA 1.
Corante Comprimento de onda máximo (λ)
AZUL DE METILENO 660
ALARANJADO METILA 450
EOSINA AMARELA 520
FUCSINA ÁCIDA 550
GIEMSA 660
TABELA 1: CORANTES E SEU RESPECTIVO COMPRIMENTO DE ONDA IDEAL PARA ANÁLISES
POR CONSEGUINTE, FOI REALIZADO O PROCESSO DE DEGRADAÇÃO DOS CORANTES PREVIAMENTE SELECIONADOS, CONFORME DESCRITO NA METODOLOGIA ACIMA PROPOSTA, DE MANEIRA QUE SE PÔDE VERIFICAR A EFICIÊNCIA DOS REAGENTES DE FENTON FRENTE A ESSES CORANTES ORGÂNICOS ATRAVÉS DA DESCOLORAÇÃO DOS MESMOS, CONFORME DEMONSTRADO NA FIGURA 1.
AVALIANDO A METODOLOGIA PROPOSTA, OBSERVOU-SE QUE ALGUNS CORANTES DEGRADAVAM-SE COM VELOCIDADE MAIOR COMO O AZUL DE METILENO E O GIEMSA E OUTROS MAIS LENTOS COMO OS DEMAIS CORANTES EM ESTUDO. PORTANTO, PARA ESTES CORANTES A QUANTIDADE DE CATALISADOR UTILIZADO NA REAÇÃO DE DEGRADAÇÃO FOI REDUZIDA, A FIM DE SE ESTIPULAR MELHORES CONDIÇÕES PARA O MONITORAMENTO DOS MESMOS.
CONCLUSÕES: NESTE TRABALHO AVALIOU-SE A POTENCIALIDADE DO SISTEMA FENTON FRENTE À DEGRADAÇÃO DE CORANTES UTILIZADOS NAS AULAS PRÁTICAS DO ISB/COARI. A REAÇÃO DE DEGRADAÇÃO DE CORANTES ORGÂNICOS UTILIZANDO A REAÇÃO TEM SE DESTACADO NOS ÚLTIMOS ANOS POR SE TRATAR DE UMA REAÇÃO EFICIENTE E DE BAIXO CUSTO, COM POTENCIAL ELEVADO NA DEGRADAÇÃO OU ELIMINAÇÃO DE COR DAS SUBSTANCIAS ORGÂNICAS CORADAS. OS CORANTES INVESTIGADOS APRESENTARAM RESULTADOS SATISFATÓRIOS EM RELAÇÃO A DEGRADAÇÃO TOTAL FRENTE A REAÇÃO DE FENTON COMPARADOS A MOLÉCULA DE REFERÊNCIA, O AZUL DE METILENO.
AGRADECIMENTOS: AGRADECEMOS A UFAM (UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS); À FAPEAM (FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DO AMAZONAS).
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1. TEIXEIRA, C. P. A. B; JARDIM, W. F. PROCESSOS OXIDATIVOS AVANCADOS. CADERNO TEMÁTICO, VOL. 3, CAMPINAS, SP – AGOSTO DE 2004.
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