Degradação dos corantes verde folha e roxo açaí empregando diferentes tipos de radiação em bancada empregando POA

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ambiental

Autores

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

Resumo

Os corantes sintéticos são largamente utilizados nas indústrias alimentícias de modo a desenvolver os atributos sensoriais dos produtos. A presença desse aditivo, que é encontrado nas águas residuais de estações de tratamento de efluentes, é capaz de provocar impactos negativos na biota local. Sendo assim, é necessário empregar métodos mais eficientes de degradação destes poluentes, como os POA. O POA UV/H2O2 é um dos métodos que demonstra grande eficácia reduzindo os componentes prejudiciais. Neste trabalho avaliou-se a degradação dos corantes verde folha e roxo açaí utilizando este processo, frente as radiações sunligth, UV-A e UV-C. Verificou-se que a maior remoção da cor ocorreu ao empregar o reator UV-C, conseguindo após 90 minutos remover mais de 99% da cor.

Palavras chaves

Degradação via POA; Corante alimentício; UV-C

Introdução

A presença de corantes sintéticos e seus subprodutos (aminas aromáticas e fenólicas, em geral) em cursos d’água apresentam grande perigo para a vida aquática devido à natureza mutagênica e carcinogênica dos seus constituintes. Desse modo, esses compostos são capazes de promover a bioacumulação e de diminuir a penetração de radiação solar, diminuindo a fotossíntese, aumentando a demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e consequentemente ocasionam mau cheiro (BARROS et. al, 2014). Os corantes artificiais são aditivos químicos largamente utilizados na indústria alimentícia, com o único propósito de conferir cor ao produto final, deixando-o mais atrativo e uniforme para o consumidor final. É bastante comum realizar misturas para se obter a coloração final desejada. O corante verde- folha, por exemplo, é a combinação de dois tipos de corantes orgânicos sintéticos, amarelho tartrazina e azul indigotina; enquanto o roxo açaí é obtido pela mistura do vermelho bordeaux e do azul brilhante. Todavia, em se tratanto de saúde, não é recomendado o uso de tais aditivos uma vez que esses não adicionam qualquer componente de valor nutricional ao alimento, logo seu uso e descarte devem ser bastante controlados visto que são facilmente identificados mesmo a baixas concentrações (GHAEDI, 2012). Tendo em vista a baixa eficiência dos tratamentos biológicos e físico-químicos, alguns métodos tem sido consolidados, mostrando-se eficientes na mineralização desses aditivos químicos como é o caso dos processos oxidativos avançados (POA) (MARMITT; PIROTTA; STÜLP, 2010). O presente trabalho teve por objetivo avaliar a aplicação do POA UV/H2O2 na degradação de solução aquosa contendo os corantes verde-folha e roxo açaí, empregando diferentes tipos de radiação.

Material e métodos

Preparo da amostra: Uma solução aquosa de 30 mg.L-1 da mistura dos corantes verde-folha e roxo açaí, foi preparada utilizando água destilada. Analisou-se os comprimentos de onda de máxima em equipamento de espectrofotometria de ultra-violeta/visível (UV/Vis). Três curvas analíticas foram construídas em uma faixa de concentração de 2 a 30mg.L-1. Em seguida, determinou-se os limites de detecção (LD), de quantificação (LQ) e o coeficiente de variância (CV). Estes limites foram determinados conforme as Equações 1, 2 e 3. LD = Xmed + (tn-1 * σ) (1) LQ = Xmed + (10 * σ) (2) CV = (σ/Xmed)*100 (3) Degradação via ação UV/H2O2: foram testados diferentes reatores de bancada empregando radiações sunligth, UV-A e UV-C. Para tal procedimento, alíquotas de 50mL da solução aquosa de 30mg.L-1, de cada corante, foram irradiadas, em três diferentes tempos (30, 60 e 90 minutos). Nestes ensaios foi adicionada uma concentração de H2O2 de 50mg.L-1 e medida a emissão de fótons de cada reator, utilizando radiômetro (Emporionet).

Resultado e discussão

A análise de espectrofotometria de ultra-violeta/visível (UV/VIS) para mistura dos corantes roxo açaí e verde folha, detectou a presença de três comprimentos de onda: 215nm, 523nm e 627nm. Estes valores de comprimento de onda estão em concordância com a literatura, sendo 523nm indicativo da cor vermelha, o 627nm da cor azul e o 215nm característico dos compostos aromáticos (PRADO; GODOY, 2003). As curvas analíticas construídas apresentaram-se linear com coeficiente de correlação acima de 0,99, enquanto que os valores de LD, LQ e CV foram, respectivamente: 2,78 mg.L-1; 3,82 mg.L-1e 4,62 (λ = 215nm); 1,85 mg.L-1; 2,22 mg.L-1 e 2,41 (λ = 523nm) e 2,11 mg.L-1; 2,74 mg.L-1 e 3,63 (λ = 627nm). Fixou-se um tempo de 90 minutos para avaliar qual reator apresentou maior eficiência de degradação dos corantes. Os resultados obtidos (Tabela 1), na qual pode-se constatar que o melhor resultado foi obtido para o reator UV-C. Sendo assim, para este reator foram submetidas alíquotas de 50mL a radiação nos tempos de 30, 60 e 90 minutos, cujos resultados obtidos estão contidos na Figura 1. Observa-se a partir da Figura 1 que para todos os comprimentos de onda analisados uma maior degradação foi observada para 90 minutos. Observou-se ainda que para λ = 523nm e λ = 627nm o processo foi bastante eficiente conseguindo degradar mais de 99% da cor. Contudo, para λ = 215nm obteve-se apenas 39,71% de degradação, o que se deve a formação de compostos intermediários nesta faixa de comprimento de onda. Sendo assim, pode-se afirmar que o processo UV/H2O2 é eficiente para remoção da cor, contudo faz-se necessário maiores estudos quanto a formação de compostos intermediários, bem como da sua toxicidade.

Percentual de degradação em cada comprimento de onda utilizando três tipos de radiação diferentes.


Análise da degradação utilizando UV-C ao longo do tempo nos diferentes comprimento de onda.

Conclusões

Foi possível observar através do estudo da radiação com tempo fixo em 90 minutos que o reator de bancada UV-C apresentou a melhor remoção de cor para os três comprimentos de onda sob estudo (215nm, 523nm e 627nm), no que diz respeito a degradação dos corantes verde folha e roxo açaí. Uma vez escolhido o reator ideal constatou-se que após esse período foi possível remover em mais de 99% a cor, contudo apenas 39,71% de degradação foi observado na região dos aromáticos, necessitando de maiores estudos.

Agradecimentos

Ao NUQAAPE/FACEPE.

Referências

BARROS, W. R. P.; FRANCO, P. C.; STELER, J. R.; ROCHA, R. S. LANZA, M. R. V. Electro-Fenton degradation of the food dye amaranth using a gas diffusion electrode modified with cobalt (II) phthalocyanine. Journal of Electroanalytical Chemistry, v.722-723, p.46 – 53, 2014.
GHAEDI, M. Comparison of cadmium hydroxide nanowires and silver nanoparticles loaded on activated carbon as new adsorbents for efficient removal of Sunset yellow: Kinetics and equilibrium study. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy,v. 94, p. 346-351, 2012.
MARMITT, S.; PIROTTA, L. V.; STÜLP, S. Aplicação de fotólise direta e UV/H2O2 a efluente sintético contendo diferentes corantes alimentícios. Química Nova, v. 33, n. 2, p. 384-388, 2010.
PRADO, M. A.; GODOY, H. T. Corantes artificiais em alimentos. Alim. Nutr., v.14, n.2, p. 237-250, 2003.