AVALIAÇÃO DA EFICIÊNCIA DE REATORES DE BANCADA FRENTE A DEGRADAÇÃO DOS CORANTES AMARELO REATIVO 186 E AZUL REATIVO 21 EMPREGANDO PROCESSO FOTO-FENTON

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ambiental

Autores

Silva, H.V.C. (UFPE) ; Santana, R.M.R. (UNINASSAU) ; Charamba, L.V.C. (UFPE) ; Nascimento, G.E. (UFPE) ; Napoleão, D.C. (UFPE) ; Duarte, M.M.M.B. (UFPE)

Resumo

A preocupação em relação ao descarte de efluentes de indústrias têxteis vem crescendo, principalmente na região agreste do estado de Pernambuco, onde há presença de um polo de confecções. Os maiores impactos ambientais são causados pela presença de corantes nesse tipo de efluente, que vão desde alteração no metabolismo dos animais aquáticos a interferência nos ciclos biogeoquímicos. O presente trabalho avaliou a degradação via POA dos corantes amarelo reativo 186 e azul reativo 21, usando como radiação a sunlight, UV-A e UV-C. Os resultados de degradação empregando foto-Fenton indicaram que o reator tipo sunlight obteve a maior eficiência na mineralização dos corantes, conseguindo remover entre 30 a 80% da cor.

Palavras chaves

Corante têxtil; foto-Fenton; degradação

Introdução

As indústrias têxteis têm crescido no Brasil, atuando como o 2º maior gerador de empregos e beneficiando a economia, sendo responsável por 3,5% do PIB brasileiro (ARAUJO, 2016). O polo de confecções do agreste pernambucano produz 750 milhões de peças por ano, representando 10% da produção nacional (MENDES, 2017). Entretanto, este tipo de atividade industrial causa impacto ao meio ambiente devido à produção de grandes quantidades de efluentes coloridos contendo um alto teor de compostos orgânicos. Dentre esses compostos estão os corantes, presentes em águas, que podem ter um efeito acumulativo na camada lipídica de peixes e invertebrados, podendo levar a mortalidade, ou ainda causar danos ao ser humano quando ingerem esses animais, gerando diferentes doenças (BORTOTI, 2016). Além disso, a elevação da turbidez dificulta a penetração da luz solar do corpo d’água, interferindo nos ciclos biogeoquímicos, uma vez que os tratamentos convencionais de efluentes não removem os corantes (QUEIROZ, 2011). Dentre os processos alternativos de tratamento de efluentes, os processos oxidativos avançados (POA) se destacam na remoção de corantes, uma vez que conseguem a partir da formação de radicais livres oxidar e mineralizar as moléculas de forma não seletiva (LIMA, 2016). Entre os POA estão: ação UV/H2O2, Fenton, foto-Fenton e a fotocatálise heterogênea. O processo foto- Fenton tem conseguido promover a degradação de diferentes tipos de poluente, como corantes, fármacos, compostos fenólicos, dentre outros (FIOREZE; SANTOS; SCHMACHTENBERG, 2014). O presente trabalho avaliou a degradação via POA dos corantes amarelo reativo 186 e azul reativo 21 em reatores de bancada empregando radiação em diferentes faixas de comprimento de onda: sunlight, UV-A e UV-C.

Material e métodos

Preparação da amostra: uma solução de um litro da mistura dos corantes foi preparada com 100 mg de cada um dos corantes em estudo, sendo eles o amarelo reativo 186 (AMR) e o azul reativo 21 (AZR). A partir desta solução, foram preparadas diluições com 2, 5, 7, 10, 20, 30, 40 e 80 mg/L de concentração para construção da curva analítica, realizada em equipamento de espectrofotometria de ultravioleta/visível (UV/vis, Thermo Scientific – Genesys 10 S), nos comprimentos de onda característicos cada corante (AMR: 267nm, 340nm 424nm e AZR: 627nm, 669nm). Em seguida, foram determinados os limites de detecção (LD), e quantificação (LQ) e coeficiente de variância (CV) a partir da leitura 10 soluções de concentração 2 mg/L, utilizando as Equações 1, 2 e 3, respectivamente. LD = Xmed + (tn-1 * σ) (1) LQ = Xmed + (10 * σ) (2) CV = (σ/ Xmed)*100 (3) Sendo, Xmed é a média das 10 replicatas de 2mg/L, tn-1 o valor de t de Student e σ o desvio-padrão. Degradação: Nesta etapa foi empregado o POA em 3 reatores de bancada: 1) equipado com uma lâmpada sunlight, 2) empregando 3 lâmpadas UV-C em paralelo e 3) composto por 3 lâmpadas UV-A em paralelo. Foi preparada uma solução da mistura dos corantes na concentração 50 mg/L de cada corante, a qual foram adicionados 0,0250 g de FeSO4·7H2O (Vetec), obtendo uma concentração de 5 mg/L de ferro (solução A). Nos reatores foram colocados 3 béqueres de 100 mL, cada um contendo 50 mL da solução A, aos quais foram adicionados 2 µL de H2O2, resultando numa concentração de 10 mg/L. Os experimentos foram realizados nos tempos de 15, 30 e 60 min. Foi medida a emissão de fótons de cada reator, com auxílio de radiômetro (Emporionet).

Resultado e discussão

A partir da solução estoque com os 2 corantes, foram realizadas diluições para construção das 5 curvas analíticas (para cada λ), com faixa de concentração de 2 a 100mg/L. Constatou-se que todas as curvas apresentaram valores de r>0,99, indicando uma boa linearidade segundo o INMETRO (r≥0,90) e a ANVISA (r ≥0,99). Logo após determinou-se para cada uma delas os LD, LQ e CV%, respectivamente: λ= 267nm (2,25; 2,39mg/L; 0,73%), λ= 340nm (2,14; 2,30mg/L; 0,87%), λ= 424nm (2,14; 2,22mg/L; 0,41%), λ= 627nm (2,13; 2,29 mg/L; 0,89%), λ= 669nm (2,48; 2,56 mg/L; 0,38%). Sendo assim, passou-se a etapa de degradação via POA, cujos percentuais de degradação obtidos estão contidos na Figura 1. Comparando os gráficos, observa-se que a degradação no reator sunlight apresentou maior eficiência, obtendo valores de degradação de 30-80% dos grupos cromóforos, enquanto no UV-A obteve-se valores entre 10-60% e o UV-C entre 15-70%. Em seguida, variou-se a [H2O2] empregando reator que apresentou maior eficiência de degradação (sunlight), sob as mesmas condições descritas na metodologia ([Fe]= 5mg/L e pH entre 5-6), adicionando-se agora uma [H2O2] de 20mg/L. Na Figura 2 estão dispostas porcentagens das degradações após 60 min para cada comprimento de onda, comparando-se com os resultados obtidos para [H2O2]=10mg/L. Desta Figura verificou-se que o aumento da [H2O2] levou a uma maior degradação dos corantes, aumentando em até 11% a degradação dos compostos analisados. A [H2O2] foi considerada baixa ao comparar o processo empregado com o proposto por Lima; Almeida; Paula (2016), que conseguiram descolorir a solução aquosa de corantes (91,8%) em reator UV, após 60min e [H2O2]=1000mg/L, enquanto este trabalho removeu mais de 80% da cor, índice atingido pelos autores citados ao empregar 800mg/L.

Avaliação da degradação em % observada nos três reatores. A – Reator Sunlight; B Reator – UV-A e C- Reator UV-C


Avaliação da influência da concentração de H2O2 na Degradação em %.

Conclusões

O trabalho apresentado verificou que através do POA foto-Fenton, a radiação sunlight, em relação à radiação UV-A e à radiação UV-C, apresentou uma maior eficiência na degradação dos corantes amarelo reativo 186 e azul reativo 21. Os níveis de remoção da cor alcançados foram de cerca de 48 a 88 % para os dois corantes no tempo de 60 minutos. Constatou-se ainda que o aumento da concentração de H2O2 levou ao aumento da degradação em cerca de 11%. Demonstrando que o processo se apresenta viável para degradação de azocorantes contidos em efluentes de indústria têxtil.

Agradecimentos

Ao NUQAAPE/FACEPE.

Referências

ANVISA - Agência Nacional de Vigilância Sanitária, RE nº 899 – Guia para validação de métodos analíticos e bioanalíticos, 12 p, Brasília, 2003.

ARAUJO, J. A. O.; FERREIRA, W. S. Controladoria: uma visão acerca da indústria têxtil da região do Brás no município de São Paulo. 2016.

BORTOTI, A. A., ROSA M. F., BARICCATTI R. A., LOBO V. S. Avaliação do processo foto-Fenton na descoloração de um corante têxtil comercial. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, v. 37, n. 1, p. 81-90, 2016.
FIOREZE, M.; SANTOS, E. P.; SCHMACHTENBERG, N. Processos oxidativos avançados: fundamentos e aplicação ambiental, Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental, v. 18, n. 1, p. 79-91, 2014.
INMETRO - Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial - DOQ-CGCRE-008: Orientações sobre Validação de Métodos Analíticos. Rev. 04, 2011. 20 p.


LIMA, D. R. S.; DE ALMEIDA, I. L. A.; DE PAULA, V. I. Degradação do corante azul reativo 5g pelo processo oxidativo avançado UV/H2O2. E-xacta, v. 9, n. 2, p. 101-109, 2016.

MENDES, F. D. ; GONZAGA, L. S. DESENVOLVIMENTO DE PRODUTO DE MODA COM PROCESSO SUSTENTÁVEL E ECONOMIA CRIATIVA: estudo de caso no Estado de Pernambuco. 5º CONTEXMOD, v. 1, n. 5, p. 551-560, 2017

Queiroz, M. T. A., de Melo Fernandes, C., Alvim, L. B., Costa, T. C., & de Amorim, C. C. Produção Mais Limpa: Fenton Homogêneo no Tratamento de Efluentes Têxteis. VIII SEGeT–Simpósio de Excelência em Gestão e Tecnologia, 2011.