Emprego de processo foto-Fenton na degradação dos corantes têxteis vermelho direto 23 e vermelho direto 227 utilizando reator de bancada sunlight

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Ambiental

Autores

Souza, E.J. (UFPE) ; Silva, H.V.C. (UFPE) ; Santana, R.M.R. (UNINASSAU) ; Charamba, L.V.C. (UFPE) ; Campos, N.F. (UFPE) ; Duarte, M.M.M.B. (UFPE) ; Napoleão, D.C. (UFPE)

Resumo

Um grande problema da indústria têxtil é a quantidade de efluentes gerados, os quais apresentam uma alta coloração e teor de matéria orgânica. Os tratamentos convencionais utilizados nas estações de tratamento de efluentes tem mostrado uma baixa eficiência na remoção de poluentes persistentes, como os corantes. Nesse contexto, o presente trabalho avaliou a degradação dos corantes vermelho direto 23 e vermelho direto 227 empregando processo foto-Fenton em reator de bancada sunlight. Foram obtidos resultados satisfatórios quanto a degradação dos corantes, sendo possível remover mais de 93% dos grupos cromóforos, após um período de 90 minutos.

Palavras chaves

Foto-Fenton; Corantes têxteis; Remoção da cor

Introdução

O descarte inadequado de efluentes sem tratamento prévio tem gerado danos significativos ao meio ambiente, o que causa um desequilíbrio ambiental acentuado, comprometendo a atividade dos corpos receptores, fazendo com que haja uma indisponibilidade da água. Inúmeros são os compostos considerados como poluentes, dentre os quais estão os corantes têxteis. Esses corantes são persistentes, podendo ser observados até mesmo em águas oriundas de estações de tratamento de efluentes de indústria têxtil, cujos tratamentos convencionais são ineficientes para o tratamento desses compostos (VON SPERLING, 2007). Os processos oxidativos avançados (POA) se tornam um grande aliado para degradar corantes têxteis. Esse método está fundamentado na formação de radical hidroxila, que atua como agente oxidante. Desse modo, uma grande diversidade de compostos orgânicos é oxidada, convertendo-se a gás carbônico, água e íons inorgânicos (NOGUEIRA et al, 2007). Dentre os POA merecem destaque os processos Fenton, foto-Fenton, e UV/H2O2, que têm apresentado bons resultados de degradação quando usados para promover o tratamento de corantes têxteis (LIMA; ALMEIDA; PAULA, 2016). O presente trabalho teve como objetivo promover a degradação dos corantes vermelho direto 23 e vermelho direto 227 empregando processo foto-Fenton em reator sunlight.

Material e métodos

Preparação da amostra: foi preparada uma solução aquosa contendo 50 mg/L de cada corante (vermelho direto 23 e vermelho direto 227). A mistura destes corantes foi analisada por espectrofotometria de ultra-violeta/visível (UV/VIS- Thermoscientific), em que se observou os comprimentos de onda de máxima absorbância de cada um. Em seguida, para cada um dos comprimentos de onda observado foram construías as curvas analíticas com faixa de concentração de 2 a 100 mg/L. Para cada uma das curvas foram determinados os limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ), os quais foram determinados conforme as Equações 1 e 2. LD = Xmed + (tn-1 * σ) (1) LQ = Xmed + (10 * σ) (2) Sendo, Xmed é a média das dez replicatas de 2mg/L, tn-1 o valor de t de Student e σ o desvio-padrão. Degradação via POA: o estudo da degradação dos corantes foi realizado em reator de bancada com radiação sunlight, cuja emissão de fótons foi media com radiômetro (Emporionet). Para tal 1L da solução aquosa contendo os corantes foi irradiada nas seguintes condições: [Ferro] = 2,5 mg/L (a partir de FeSO4.7H2O (Vetec)) e [H2O2] = 60 mg/L (Química Moderna). Estas condições foram definidas em estudo anterior. Alíquotas de 5mL foram retiradas nos tempos de 30, 40, 50, 60, 75 e 90 min, para avaliar a cinética da reação.

Resultado e discussão

A análise via UV/Visível permitiu verificar 3 comprimentos de onda de máxima absorbância, sendo eles: 308, 374 e 512 nm. Uma vez construídas as curvas analíticas de cada comprimento de onda, obteve-se os seguintes LD e LQ, respectivamente: λ = 308 nm (2,28 e 3,20 mg/L), λ = 374 nm (2,17 e 2,5 mg/L) e λ =512nm (2,48 e 2,60 mg/L). Todas as curvas analíticas apresentaram coeficiente de correlação superior a 0,995, indicando a linearidade do método. De posse de método para quantificação dos corantes antes e após o POA foto- Fenton, passou-se a análise da degradação destes contaminantes. Devido ao grau de pureza de cada corante, analisou-se a solução antes de degradar, assim como as alíquotas em cada um dos tempos pré-estabelecidos. Os resultados obtidos estão dispostos na Tabela 1. Na Tabela 1 pode-se constatar que para λ =512nm, pode-se afirmar que houve uma degradação quase que total, atingindo mais de 99% de remoção do grupo cromóforo. Já para os comprimentos de onda de 308 e 374 nm verificou-se um menor percentual de degradação, atingindo aproximadamente 93% e 96%, respectivamente. Embora os valores tenham sido inferiores, pode-se afirmar que o processo foto-Fenton empregando reator sunlight (emissão de fótons = 4 x106 W/cm2) foi eficiente na degradação dos corantes em estudo. De posse dos dados obtidos na Tabela 1, pôde-se plotar os gráficos da cinética da reação, cujo decaimento das concentrações em cada λ pode ser observado na Figura 1. A análise desta Figura corrobora o que foi observado na Tabela 1, ou seja, que quase a totalidade dos cromóforos foi degradada, sendo possível, verificar visualmente a completa remoção da cor.

Valores da concentração e dos % de degradação dos corantes do estudo cinético empregando processo foto-Fenton.


Comportamento cinético da degradação dos corantes para os comprimentos de onda de 308 nm, 374 nm, 512 nm.

Conclusões

Com este trabalho foi possível verificar que o processo foto-fenton foi capaz de promover a degradação de forma significativa dos corantes vermelho direto 23 e vermelho direto 227 ao empregar reator sunlight. Verificou-se que para um tempo de 90 min de exposição à radiação mais de 93% da mistura dos corantes foi removida, demonstrando a eficiência do processo estudado.

Agradecimentos

Ao NUQAAPE/FACEPE

Referências

LIMA, D. R. S.; ALMEIDA, I. L. A.; PAULA, V. Degradação do corante azul reativo 5G pelo processo oxidativo avançado UV/H2O2. Exacta. v. 9, n. 2, p. 101-109, 2016.
NOGUEIRA, R. F. P.; TROVÓ, A. G.; SILVA, M. R. A.; VILLA, R. D.; OLIVEIRA, M. C. Fundamentos e aplicações ambientais dos processos fenton e foto-fenton. Química Nova, São Paulo, v.30, n. 2, mar./abr. 2007.
VON SPERLING, M. Introdução à qualidade das águas e ao tratamento de esgotos. In: VON SPERLING, M (Org.). Princípios do tratamento biológico de águas residuárias, v. 1. 3. ed. Belo Horizonte: DESA, UFMG, 2007. 456p.