ÁREA: Ambiental
TÍTULO: COMPARAÇÃO DE MÉTODOS DEGRADATIVOS DO AZO CORANTE ALARANJADO DE METILA
AUTORES: DAVIS, R. (UTFPR- TOLED) ; SIPP, B. M. (UTFPR-TOLEDO) ; POGGERE, P. A. (UTFPR-TOLEDO) ; MONTANHER, S. F. (UTFPR-TOLEDO) ; LOBO, V. S. (UTFPR-TOLEDO) ; ROSA, M. F. (UNIOESTE-TOL)
RESUMO: O presente trabalho teve como objetivo avaliar processos descolorantes para o corante alaranjado de metila. Para o estudo, foram utillizadas diferentes condições e métodos: peróxido de hidrogênio, ferro bivalente, lâmpada de vapor de mercúrio de 125W e a combinação de dois ou mais agentes, em solução com pH entre 5,7 e 6,2. O processo foi acompanhado com leitura em um espectrofotômetro UV-Vis com intervalos de tempo de 2, 10 ou 30 minutos, dependendo do método. Os estudos mostraram que o processo mais viável foi o foto-Fenton (H2O2/Fe2+/UV), pois teve total descoloração em tempo curto, 10 minutos. Esse é um resultado satisfatório, dando base para uma metodologia de tratamento para o corante, simples e barata, que pode ser utilizada em qualquer laboratório.
PALAVRAS CHAVES: corante azo, degradação, resíduo
INTRODUÇÃO: As questões de preservação ambiental estão sendo mais discutidas na busca de métodos de soluções sociais e tecnológicas para sua conservação. Considerando a grande quantidadede pequenos geradores, como laboratórios de ensino e pesquisa, e que os resíduos gerados são mais perigosos na variedade do que na quantidade, a ideia de que não precisam de tratamento é inválida. Os laboratórios geram uma infinidade de resíduos como ácidos, bases, metais pesados, corantes e solventes.
Os corantes são um dos resíduos mais gerados e mais comumente descartados indevidamente pela ausência de informações sobre seus riscos toxicológicos, pela falta de conhecimento de um tratamento ou por negligência. Os corantes são compostos comumente usados nas atividades laboratoriais de ensino e pesquisa, fazendo com que a quantidade gerada seja relativamente alta e, por isso, um estudo mais profundo sobre sua degradação é de suma importância, pois ao ser degradado antes de lançado ao efluente, diminui a maioria dos malefícios que fornece ao meio ambiente e à saúde. Dentre os corantes mais usados em laboratório, estão os corantes que possuem o grupo cromóforo azo em sua estrutura, conhecidos como azo corantes.
Há diversos processos de tratamento de efluentes contendo esses corantes, dos quais se destacam os processos biológicos, processos físicos e químicos. Dentre os tratamentos químicos, têm-se os Processos Oxidativos Avançados, que alteram a estrutura química dos poluentes e envolvem a geração e uso de agentes oxidantes fortes, principalmente radicais hidroxilas.
Os processos oxidativos avançados estudados nesse trabalho envolvem a utilização de fotocatálise homogênea, Fenton e foto-Fenton, para avaliar o melhor método que apresenta eficiência para a descoloração do alaranjado de metila.
MATERIAL E MÉTODOS: O azo corante utilizado foi o alaranjado de metila, pois apresentava uma grande quantidade estocada no laboratório como resíduo.
Inicialmente, foi verificado o pH do corante para otimizar as concentrações das soluções. Para a realização da degradação desse corante, estipulou-se um valor padrão de concentração 1,2x10-3%.
As degradações ocorreram em diversas condições, através dos processos peróxido de hidrogênio, solução de ferro (II), Fenton, foto-Fenton, fotocatalítico homogêneo e fotodegradativo. E as mesmas foram realizadas em uma faixa de pH entre 5,7 a 6,2.
Para todos os processos foram adicionados 100 mL da solução do alaranjado de metila a 1,2 x 10-3%, sendo mantida em constante agitação até o final da descoloração. Os resultados foram acompanhados por espectrofotometria UV-Vis, tendo a leitura da solução com tempos diferentes, dependendo do processo analisado: 30 min, para apenas solução de Fe2+, apenas solução de H2O2 e fotodegradação; 10 min, para Fenton e catálise homogênea; 2 min, para foto-Fenton.
Para os processos de fotodegradação, foi utilizado um fotorreator, com lâmpada de vapor de mercúrio de 125W, escolhida de forma a ter um melhor resultado de degradação e menor custo. A ação da luz UV foi utilizada nos processos foto-Fenton, fotocatálise homogênea e fotodegradação, no qual se utilizou apenas a ação da luz para descolorar o corante.
Solução de H2O2 a 60% v/v foi utilizada nos processos degradativos: 1,0 mL na utilização apenas com H2O2; 0,25 mL, nos processos Fenton e foto-Fenton; 0,5 mL, na fotocatálise homogênea. A solução de Fe2+ 2,0 mg L-1 foi utilizada nos processos: 1,0 mL na utilização apenas da solução Fe2+; 0,5 mL, nos processos Fenton e foto-Fenton.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Iniciou-se com a curva de calibração a partir de soluções padrões de alaranjado de metila para determinar a concentração, obtendo-se coeficiente de absortividade molar igual a 0,0731. Além disso, foi possível determinar a maior absorvância do alaranjado de metila no espectro de UV-Vis em 463 nm.
A solução do corante foi testada com diferentes condições para a verificação da sua estabilidade. As análises iniciais ocorreram utilizando apenas catalisadores isolados: H2O2 (Figura 1a), Fe2+ (Figura 1b) e lâmpada de vapor de mercúrio (Figura 1c). O acompanhamento ocorreu durante 90 min através de espectros de UV-Vis.
Com os espectros para cada método, pode-se verificar que a variação da absorvância ao longo do tempo não ocorreu de maneira significativa. A partir da Figura 2a, a concentração passou para 1,12x10-3% após 90 min de reação e, utilizando apenas o íon Fe2+, a concentração chegou a 1,11x10-3%, sendo que após esse tempo não foi verificada mais degradação. Entretanto, utilizando-se apenas a lâmpada de vapor de mercúrio, notou-se que até 120 min não houve qualquer degradação.
Realizaram-se outras combinações utilizando dois ou mais dos métodos, ocasionando resultados mais favoráveis à descoloração do alaranjado de metila nas combinações: H2O2/Fe2+ (Figura 2a), H2O2/Fe2+/UV (Figura 2b) eH2O2/UV (Figura 2c).
A partir das figuras 2a, 2b e 2c, pode-se observar que o melhor resultado da descoloração ocorreu ao utilizar processo foto-Fenton, pois verificou-se que foram necessários apenas 2 min para reduzir a absorvância da solução em aproximadamente 50%. O resultado já era esperado, uma vez que, além dos radicais hidroxilas formados pelo Fenton, há também radicais hidroxilas formados pela fotólise do peróxido de hidrogênio e pela fotorredução do Fe3+.
CONCLUSÕES: Utilizando apenas o H2O2, o Fe2+ e a luz UV, separadamente, não ocorre degradação significativa, mas a partir da combinação de 2 desses elementos, já começa a degradar mais o alaranjado de metila, caso do Fenton e da fotocatálise homogênea. Com o foto-Fenton, que utiliza a combinação dos três catalisadores, obtém-se o resultado esperado em menor tempo, sendo o melhor e mais barato processo para tratamento desse resíduo. Tratando devidamente o resíduo, não há necessidade de estocá-lo e pode-se reduzir ou até mesmo anular os impactos que um descarte indevido possa provocar ao meio ambiente.
AGRADECIMENTOS: à UTFPR; à Fundação Araucária.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: KUNZ, A.; PERALTA-ZAMORA, P.; MORAES, S. G.; DURAN, N. Novas tendências no tratamento de efluentes têxteis. Química Nova, v. 25, p 78-82, 2002.
ABIQUIM. Corantes. Disponível em www.abiquim.org.br/corantes/cor_historia.asp. Acesso em 25 de junho de 2010.
COSTA, A. C.; SANTOS, M. M.; SOBRAL, P. R. S.; Degradação de dois diferentes corantes azo pelos métodos Fenton, Foto-Fenton e Fotocatálise Heterogênea e suas comparações. Sociedade Brasileira de Química, 2005.
LOBO, V. S.; ROSA, M. F.; MORINI, F. C.; SILVA, E. F. Tratamento de resíduos químicos gerados em aulas experimentais do curso de química da Unioeste-Toledo: Degradação de corantes azóicos utilizando radiação ultravioleta. Varia Scientia, v.04, p. 121-131, 2004.
