Estudo cinético de degradação da mistura dos corantes têxteis Remazol Amarelo Ouro RNL-150% e Azul reativo BF-5G utilizando sistema foto-Fenton/UV-C

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Ambiental

Autores

Santana, T.D. (UFPE) ; Nascimento, G.E. (UFPE) ; Silva, P.K.A. (UFPE) ; Feliciano, A.R.S. (UFPE) ; Napoleão, D.C. (UFPE) ; Motta Sobrinho, M.A. (UFPE) ; Duarte, M.M.M.B. (UFPE)

Resumo

A presença de corantes têxteis em efluentes tem sido uma preocupação constante, uma vez que, quando lançados sem o devido tratamento podem causar danos ao meio ambiente. Uma das técnicas para remoção desses compostos em efluentes são os processos oxidativos avançados, que vêm se destacando devido à sua eficiência na degradação de corantes. Neste trabalho, foi realizado um estudo cinético de degradação da mistura dos corantes têxteis Remazol amarelo ouro RNL-150% e Azul Reativo BF-5G utilizando sistema foto- Fenton/UV-C. Verificou-se que o processo utilizado foi eficiente, uma vez que a partir de 30 minutos de tratamento ocorreu a degradação dos corantes em todos os comprimentos de onda estudados. Além disso, não houve a formação de intermediários na faixa de comprimento de onda estudada.

Palavras chaves

Cinética; Foto-Fenton; Mistura Corantes Têxteis

Introdução

Uma atividade considerada de alto impacto ao meio ambiente é a do setor têxtil, devido à produção de grandes volumes de rejeitos contendo altas cargas de compostos orgânicos e efluentes coloridos (BORTOTI et al., 2016). Águas residuais coloridas são consideradas misturas complexas que contém substâncias difíceis de oxidar por métodos convencionais (LOSADA et al., 2017). Os corantes azo, encontrados sem efluentes têxteis, são espécies químicas recalcitrantes, que apresentam efeitos carcinogênico e alergênico (DELLAMATRICE et al., 2017). Sendo assim, faz-se necessário sua remoção antes do descarte dos efluentes no meio ambiente. Neste contexto, os processos oxidativos avançados (POA) vêm se destacando como tecnologias de tratamento de águas residuais para a remoção de poluentes orgânicos de efluentes industriais (FAHIMIRAD et al., 2017). Dentre os POA, os processos Fenton e foto-Fenton vêm sendo estudados visando à degradação de corantes. O reagente de Fenton é obtido pela decomposição de peróxido de hidrogênio, catalisada pelo íon ferroso (Fe²⁺) em meio ácido. Esta decomposição forma radicais hidroxila (•OH) que reagem com os poluentes causando sua mineralização. A combinação do reagente de Fenton com radiação ultravioleta resulta no processo oxidativo conhecido como foto-Fenton (SILVA et al., 2017). Diante do exposto, este trabalho propõe uma avaliação da eficiência do POA foto-Fenton na degradação da mistura dos corantes remazol amarelo ouro RNL- 150% e azul reativo BF-5G presentes em solução aquosa.

Material e métodos

Corantes e reagentes - Os corantes remazol amarelo ouro RNL-150% e azul reativo BF-5G foram fornecidos pela empresa Texpal. A fonte de ferro utilizada foi o sulfato ferroso heptahidratado (FeSO₄.7H₂O, 99,98% de pureza, Vetec) e como agente oxidante foi usado o peróxido de hidrogênio (H₂O₂, 30% v/v, Química Moderna, padronizado). O pH das soluções foi ajustado usando HCl 0,1 mol.L^-1 (97% de pureza, Merck) com auxílio de papel indicativo de pH (Merck). Obtenção dos comprimentos de onda e medição da degradação - O equipamento utilizado para obtenção dos comprimentos de onda característicos da mistura dos corantes, bem como quantificação da degradação foi um espectrofotômetro UV-visível da marca Thermoscientific e modelo Genesys 10UV. Foram realizados scans das soluções de 50 mg∙L^-1 de cada corante na faixa de 190-1100 nm e construídas curvas analíticas na faixa de concentração de 2 a 100 mg∙L^-1. Cinética de degradação - Baseado em estudo preliminar, os ensaios do estudo cinético de degradação foram realizados a uma temperatura de 25 ± 1ºC, com concentração de ferro de 3 mg.L^-1, concentração de peróxido de hidrogênio de 70 mg.L^-1, pH entre 4 e 5 nos tempos de 20; 30; 40; 50; 60; 90; 120; 150 e 180 minutos. Para a realização dos experimentos, foram utilizados béqueres com capacidade de 100 mL, aos quais foram adicionados 50 mL da mistura na concentração de 50 mg.L^-1 de cada corante. Além disso, para garantir que o processo empregado foi eficiente, foi realizado uma análise de varredura espectral entre 190 e 700 nm nos tempos de 0, 30, 60, 120 e 180 minutos.

Resultado e discussão

Avaliação dos comprimentos de ondas - Os comprimentos de onda característicos observados a partir das varreduras espectrais dos corantes em estudo foram 240 e 410 nm relativos ao corante remazol amarelo ouro RNL- 150% e 320 e 620 nm referentes ao corante azul reativo BF-5G. Os comprimentos de onda de 240 e 320 nm são relativos aos grupamentos aromáticos enquanto que os de 410 e 620 nm são referentes aos grupamentos cromóforos. Cinética de degradação - A cinética de degradação referente à evolução da degradação dos corantes em estudo ao longo do tempo (C/C₀ versus o tempo) está apresentada na Figura 1. A partir da Figura 1 contatou-se que para os comprimentos de onda referentes aos grupamentos cromóforos (410 e 620 nm) ocorreu a estabilização após 30 minutos de exposição, com degradação superior a 99%. Já para os comprimentos de onda relativos aos grupamentos aromáticos (240 e 320 nm) este fato ocorre a partir do tempo de 60 minutos, apresentando degradação acima de 87% e 93%, respectivamente. Visando avaliar se ocorreu a formação de intermediários foram realizados scans na faixa de 190 a 700 nm que estão apresentados na Figura 2. A análise da Figura 2 indica que o processo foto-Fenton utilizando radiação UV-C foi eficiente uma vez que a partir de 30 minutos de exposição ocorreu a degradação de todos os comprimentos de onda estudados. Além disso, pode-se notar que não houve a formação de intermediários para a faixa de comprimento de onda estudada.

Figura 1

Cinética de degradação da mistura dos corantes.

Figura 2

Acompanhamento espectral da cinética de degradação.

Conclusões

O presente estudo permitiu constatar que o processo foto-Fenton utilizando radiação UV-C foi eficiente na degradação da mistura dos corantes remazol amarelo ouro RNL-150% e azul reativo BF-5G. Observou-se uma maior eficiência na degradação para os comprimentos de onda referentes aos grupamentos cromóforos (>99%).

Agradecimentos

Os autores agradecem a empresa Texpal pelo fornecimento dos corantes, a CAPES, a FADE/UFPE e NUQAAPE/FACEPE.

Referências

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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, 81-90, 2016.
DELLAMATRICE, P. M.; SILVA-STENICO, M. E.; MORAES, L. A. B.; FIORE, M. F.; MONTEIRO, R. T. R. Degradation of têxtile dyes by cyanobacteria. Brazilian Journal of Microbiology, v. 48, 25-31, 2017.
FAHIMIRAD, B.; ASGHARI, A.; RAJABI, M. Photo-degradation of basic green 1 and basic red 46 dyes in their binary solution by La[sub]2[/sub]O[sub]3[/sub]-Al[sub]2[/sub]O[sub]3[/sub] nanocomposite using first-order derivative spectra and experimental design methodology. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, v. 179, 58-65, 2017.
LOSADA, L. M.; CASTILLO, E. J. L.; RESTREPO, E. A.O.; GALVIS, E. A. S.; PALMA, R. A. T. Tratamiento de aguas contaminadas con colorantes mediante fotocatálisis con TiO[sub]2[/sub] usando luz artificial y solar, v. 12, n. 2, 50-60, 2017.
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