ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Ambiental
Autores
Sales Solano, A.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE) ; Garcia Segura, S. (UNIVERSITAT DE BARCELONA) ; Barbosa Ferreira, M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE) ; Brillas, E. (UNIVERSITAT DE BARCELONA) ; Martinez-huitle, C.A. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE)
Resumo
Corantes orgânicos têm sido amplamente utilizados em diversos ramos das indústrias de tingimento. Esses compostos são conhecidos por serem bastante tóxicos, mutagênicos, carcinogênico além de causarem poluição estética e danos irreversíveis aos ecossistemas aquáticos e a saúde humana. Diante deste contexto, a busca por tecnologias capazes de minimizar os efeitos provocados por esses poluentes se faz necessária. O presente trabalho analisou a degradação e mineralização do corante têxtil diazo Vermelho Congo (VC) em meio ácido a fim de avaliar a viabilidade dos PEOA’s Eletrofeton (EF), Foto Eletrofenton (FEF) e Oxidação Anódica (OA). No estudo desenvolvido foram comparados o efeito dos PEOA’s na remoção da cor, decaimento do COT e cinética de degradação do composto.
Palavras chaves
Eletrofenton; Foto Eletro-Fenton; Corantes
Introdução
Os corantes sintéticos são amplamente utilizados em diversos ramos das indústrias têxteis, de couro, de papel, alimentícias, bebidas, produtos farmacêuticos, cosméticos e de tintas (SALES-SOLANO, et. al., 2013, MARTINEZ- HUITLE, et. al., 2009). Nesse contexto, os corantes azos são, de longe, a mais importante classe de corantes sintéticos, representando mais de 70% de todos os corantes comerciais. São caracterizados por um ou mais grupos cromóforos azóicos (-N=N-) ligados a dois radicais, dos quais pelo menos um é aromático, contendo em sua grande maioria os grupos funcionais tais como -OH e -SO3H, dentre outros (GARCIA-SEGURA, et. al., 2012). Os PEOA’s baseados na geração de espécies fortemente oxidantes (radicais ●OH) oferecem abordagens promissoras para a prevenção dos problemas de poluição por efluentes industriais. Esses métodos tem se destacado devido sua compatibilidade, versatilidade, alta eficiência, receptividade da automação e de segurança, por serem métodos devido à sua utilização, em condições amenas (pressão e temperatura) e exibe grande capacidade de oxidação para remover a matéria orgânica a partir de águas, baseando-se na geração de radicais hidroxila (●OH) in situ. Diante deste contexto, o presente trabalho analisou a degradação e mineralização do corante têxtil azo Vermelho Congo (VC) em meio ácido a fim de avaliar a viabilidade dos PEOAs EF, FEF e OA. No estudo desenvolvido foram comparados o efeito dos PEOAs na remoção da cor, decaimento do COT, e cinética de degradação do composto.
Material e métodos
Todos os ensaios eletrolíticos foram realizados em uma cela cilíndrica de um compartimento com capacidade de 150 ml contendo um revestimento duplo para circulação de água termostatizada (35ᵒC) usando um termostato. O ânodo utilizado foi um filme fino de DDB e o cátodo foi um eletrodo de difusão de ar de carbono-PTFE alimentado com ar bombeado (fluxo de 300 ml min-1). Ambos eletrodos apresentavam 3 cm2 de área eletroativa sendo a distância entre eles de 1 cm. Todos os experimentos foram realizados aplicando densidade de corrente (j) constante, fornecida por um potenciostato-galvanostato da Amel 2053. Todos os experimentos foram realizados utilizando 100 ml de solução contendo 181,48 mg L-1 de VC (equivalente a 100 mg de L-1 de COT), como eletrólito suporte 0,05 M de Na2SO4 e 0,5 mM de Fe+2 e pH 3,0. A solução foi vigorosamente agitada com uma barra magnética a 800 rpm. Para o processo de FEF sob irradiação UVA foi utilizada uma lâmpada fluorescente tubo de luz azul preto Philips TL/6W/08.
Resultado e discussão
O espectro de UV-visível do VC, em relação ao tempo, permitiu determinar a
remoção da cor para cada metodologia estudada, como pode ser observada na Figura
1, onde o processo mais lento de descoloração ocorreu com a OA-
H2O2, atingindo-se 93% de remoção de cor em 360 min de
tratamento, o que indica que para esse processo seria necessário fazer uso de um
maior tempo de degradação. Enquanto que no processo de EF e FEF, em 80 minutos
de tratamento foi possível conseguir a remoção completa da coloração do corante
implicando que menos tempo de tratamento seria necessário para ambas as técnicas
que apresentaram comportamentos semelhantes.
Na figura 2, observa-se que a diminuição do COT provoca um aumento na ECM nos
primeiros 60 minutos do tratamento nos processos EF e FEF. E em seguida, a ECM
diminui devido ao menor consumo de eletrons no proceso de mineralização.
Todavia, na OA a ECM é constante nos estágios iniciais e logo após isto, ocorre
um aumento indicando que o composto começa a se degradar. Portanto, estes
resultados evidenciam a seguinte ordem de eficiência relativa para os PEOAs no
tratamento do VC: AO < FE < FEF. Uma vez que através da AO só foi possível obter
61% de mineralização em 360 minutos, contrastando com o EF que obteve 92% de
mineralização como resultado da degradação mais rápida dos compostos pela a ação
dos radicais ●OH gerados a partir da reação de Fenton (2). Por conseguinte, a
ação da radiação UVA no FEF promove uma maior redução do COT na solução do VC,
propiciando uma mineralização quase total (99%) do composto, em decorrência da
rápida fotólise de alguns complexos de Ferro sob radiação UVA, como é o caso dos
complexos com ácidos carboxílicos.
Porcentagem de remoção da cor do VC para os processos de OA, EF, e FEF.
(a) Decaimento de COT e (b) ECM para a degradação do VC aplicando uma densidade de corrente de 300 mA cm[sup]-2[/sup] e 35°C. (◊) OA, (□) EF e (○) PEF
Conclusões
Os resultados obtidos mostram que é possível determinar que os EAOPs, utilizando eletrodos de BDD/O2-diffusão, são capazes de descolorir e mineralizar efetivamente soluções do VC em pH 3.0. E, deste modo, é possível prever que as técnicas podem ser viáveis para a descontaminação de águas contendo corantes sintéticos. Uma vez que, a mineralização quase total (99%) de decaimento de TOC foi obtida por PFE através da combinação do DDB(•OH) e radicais •OH, como agentes oxidantes, com a ação fotolítica de luz UVA. Este fator, portanto, faz do FEF o mais eficiente.
Agradecimentos
Universitat de Barcelona, CNPq e PPGQ.
Referências
SOLANO, A. M. S.; ARAÚJO C. K. C.; MELO, J. V.; PERALTA-HERNANDEZ, J. M.; SILVA, D. R.; MARTÍNEZ-HUITLE, C. A. “Decontamination of real textile industrial effluent by strong oxidant species electrogenerated on diamond electrode: Viability and disadvantages of this electrochemical technology.” Applied Catalysis B: Environmental, 130-131, p. 112-120, 2013.
MARTÍNEZ-HUITLE, C. A.; BRILLAS, E., “Decontamination of wastewaters containing synthetic organic dyes by electrochemical methods: A general review”, Applied Catalysis B: Environmental, V 87, I 3–4, 7, p. 105–145, 2009.
GARCIA-SEGURA, S.; EL-GHENYMY, A.; CENTELLAS, F.; RODRÍGUEZ, F.; R. M.; ARIAS, C.; GARRIDO, J. A.; CABOT, P. L.; BRILLAS, E., “Comparative degradation of the diazo dye Direct Yellow 4 by electro-Fenton, photoelectro-Fenton and photo-assisted electro-Fenton”, Journal of Electroanalytical Chemistry, 681, p. 36-43, 2012A.
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