APLICAÇÃO DE ELETRODO DSA NO ESTUDO DE DEGRADAÇÃO SONOELETROQUÍMICA DO TRICLOSAN

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Ambiental

Autores

Vasconcelos, V.M. (UNIT) ; Gonzaga, I.M.D. (UNIT) ; Dória, A.R. (UNIT) ; Eguiluz, K.I.B. (UNIT) ; Salazar-banda, G.R. (UNIT)

Resumo

O triclosan é um bactericida utilizado em produtos de higiene pessoal, entretanto quando encontrado em águas superficiais oferece riscos à saúde humana e aos organismos aquáticos. A utilização de DSA na degradação do triclosan foi investigada através de tratamento sonoquímico, eletroquímico e sonoeletroquímico. Os experimentos foram realizados em meio eletrolítico de Na2SO4 0,1 mol L-1, na presença e ausência de 20 mmol L-1 de NaCl e E=10 V durante 60 min de eletrólise. A eficiência da degradação foi analisada através das análises do teor de carbono orgânico total (TOC) e cromatográfica líquida de alta eficiência. O composto foi removido pelos três processos quando o NaCl foi utilizado. Ademais, ocorreu remoção de TOC apenas nos processos sonoquímico e sonoeletroquímico.

Palavras chaves

Oxidação; Triclosan; sonoeletroquímico

Introdução

Nos últimos anos há uma grande preocupação com os compostos emergentes, mesmo em baixas concentração, uma vez que a exposição a esses produtos podem afetar organismos biológicos, devido à alta toxicidade desses contaminantes. Entre eles, o triclosan (5-cloro-2-(2,4-diclorofenoxi)fenol) possui ação antimicrobiana e é amplamente empregado em produtos de higiene pessoal e cosméticos. Todavia, os tratamentos convencionais não são capazes de promover a completa remoção do triclosan, ocasionando a presença desse composto no meio ambiente (TIBURTIUS et al., 2014). Neste contexto, os métodos sonoquímicos surgem como uma excelente alternativa limpa e de baixo custo para a degradação de poluentes (MARTÍN DE VIDALES et al., 2017). Nesse processo, os radicais hidroxila, que atuam na degradação dos compostos orgânicos, são produzidos devido à cavitação da molécula da água. Outro método bastante eficaz para a degradação de poluentes é a oxidação eletroquímica, em que são utilizados eletrodos do tipo ânodos dimensionalmente estáveis (do inglês, DSA). Nesses processos os radicais hidroxila são formados a partir da oxidação da molécula da água e ficam quimissorvidos a superfície do eletrodo. Quando é realizada a combinação dos processos sonoquímicos e oxidação eletroquímica ocorre o favorecimento da geração de agentes oxidantes, aumentando a eficiência do processo. O emprego de ondas de ultrassom ainda favorece a limpeza da superfície eletródica e o transporte de matéria até a superfície eletródica (SOUZA et al., 2015). Portanto, o presente trabalho analisou a viabilidade do processo sonoeletroquímico comparado aos processos individuais eletroquímico e sonoquímico para degradação do triclosan.

Material e métodos

Incialmente, o estudo da degradação eletroquímica (1), sonoquímica (2) e sonoeletroquímica (3) foi realizado utilizando um eletrodo comercial (DSA) que foi doado pela De Nora, tendo composição de óxido de rutênio suportado em Ti, com área geométrica de 2 cm2. Os experimentos foram realizados em célula eletroquímica de um compartimento com volume de 220 mL conectados a uma fonte e aplicando o potencial de 10 V para realização da degradação. O contra eletrodo foi de platina, a frequência utilizada no ultrassom foi de 20 kHz com potência de 225 W. O tempo dos experimentos foi 60 min com concentração inicial do triclosan de 10 ppm em meio de 0,1 mol L-1 de Na2SO4 na presença e na ausência de 20 mmol L-1 de NaCl. A eficiência do tratamento foi avaliada pela análise do teor de carbono orgânico total (TOC) utilizando o equipamento TOC-L SHIMADZU e pela técnica de cromatográfica liquida de alta eficiência. A fase estacionária utilizada foi coluna C18 de fase reversa Phenomenex (150 mm x 4,6, tamanho de partícula de 5μm) a 30 ºC. A fase móvel foi isocrática sendo 80:20 (V/V) de acetonitrila e água com fluxo de 1 mL min-1. Injetou-se 20µL da amostra e o comprimento de onda monitorado foi 280 nm.

Resultado e discussão

Nas degradações do triclosan pelos métodos 1, 2 e 3 diferentes mecanismos de degradação estão ocorrendo, além disso, percebe-se que o meio no qual as reações ocorrem é de grande importância na eficiência do processo. A Fig 1, mostra que na presença de NaCl o triclosan foi totalmente removido em 5 min de experimentos para os processos 2 e 3, todavia apenas 35% do triclosan foi removido após 60 min pelo processo 1. Em meio apenas de Na2SO4 o triclosan não foi removido em 60 min para todos os processos (Tab 1). Dessa forma, a presença de NaCl aumenta a eficiência de remoção do triclosan para todos os processos estudados. Devido a geração de espécies oxidantes oriundas dos íons cloretos, além da geração de radicais ·OH pela oxidação e/ou cavitação da água, que atuam na oxidação do triclosan, que ocorre tanto na superfície do eletrodo quanto no seio da solução. Adicionalmente, a combinação dos métodos apresentou uma melhor eficiência para degradação do poluente, conforme observado por REN et al., 2014. Portanto, o processo 3 em meio de NaCl também foi mais eficiente em remover TOC, alçando o maior percentual de remoção (9%), seguido do processo 1 (7%). Nota-se que apesar do triclosan ser removido em 5 min pelo processo 2 na presença de NaCl, não obteve-se remoção de TOC. Esse comportamento demostra a importância do transporte de massa na remoção de TOC e que o sinergismo dos processos eleva a eficiência do processo de oxidação. As taxas de remoção de TOC estão associadas aos intermediários de degradação, uma vez que a remoção parcial de carbonos orgânicos em compostos fenólicos inclui compostos C4 e C2. Embora a mineralização completa desses intermediários seja possível, requer altas cargas elétricas e maior tempo de reação, aumentando o custo dos processos.

Cromatogramas após a) 5 min e b) 60 min de experimento de degradação do triclosan.


Dados de remoção do triclosan e TOC após 60 min de experimento

Conclusões

O triclosan foi removido pelos processos sonoquímico, eletroquímico e sonoeletroquímico somente na presença de NaCl, sendo que, houve remoção de TOC somente nos processos sonoquímico e sonoeletroquímico. Isso mostra a influência do meio de reação na eficiência do processo e evidencia a estabilidade dos sub-produtos de degradação. O processo sonoeletroquímico promoveu a maior eficiência de degradação do triclosan. Portanto, o sinergismo dos processos sonoquímico e eletroquímico favorece o processo de degradação.

Agradecimentos

Às agências Capes, CNPq e FAPITEC/SE, pelo Programa de apoio a pós- doutorado no estado de Sergipe (PPDOC-SE) - Edital N 01/2016. Ao Prof. Dr. Gabriel F. da Silva.

Referências

TIBURTIUS, E. R. L.; SCHEFFER, E. W. O. Triclosan: Fate in the Environment and Perspectives in the Treatment of Public Water Supply. Revista Virtual de Química, v. 6, n. 5, 2014. ISSN 1984-6835].
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