Degradação da mistura dos azo corantes têxteis Remazol Amarelo Ouro RNL-150% e Azul reativo BF-5G utilizando processo foto-Fenton com radiação 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

O objetivo deste estudo foi a degradação da mistura dos corantes Remazol Amarelo Ouro RNL-150% e Azul reativo BF-5G utilizando processo foto- Fenton/UV-C. Foi empregado planejamento fatorial 2³ para estudar a influência das variáveis concentração de peróxido de hidrogênio ([H₂O₂]), concentração de ferro ([Fe]) e pH e determinar as melhores condições de trabalho, nos níveis avaliados. Para o cálculo dos efeitos dos fatores e das interações entre eles foi utilizado o software Statistica 8.0. Os resultados mostraram que a degradação da mistura dos corantes foi eficiente e os melhores resultados foram obtidos quando se empregaram as seguintes condições: [H₂O₂] de 40 mg∙L^-1, [Fe] de 1 mg∙L^-1 e pH entre 3 e 4.

Palavras chaves

Planejamento Fatorial; Radiação UV-C; POA

Introdução

A elevada quantidade de carga orgânica, toxicidade e cor são os principais problemas vinculados aos efluentes têxteis. Dentre estes, a cor se destaca, uma vez que vários tipos de corantes (naturais, reativos, ácidos, catiônicos, dentre outros) são utilizados nas etapas de tingimento e lavagem (SILVA et al., 2017). Entre os corantes empregados os mais utilizados, na indústria têxtil,são os azosque são caracterizados pela presença do grupo -N=N-. A presença desses corantes em efluentes causa a redução da penetração da luz e inibe a fotossíntese, prejudicando assim, a vida aquática. Além disso, são carcinogênicos e mutagênicos causando impactos na saúde humana (ZHAO et al., 2018).Essa problemática gera um aumento das exigências ambientais, necessitando a otimização dos processosindustriais e dosdescartes dos efluentes gerados (ARAÚJO et al., 2016). A aplicação de leis cada vez mais rígidas e a crescente preocupação com a poluição ambiental relacionada ao descarte inadequado de efluentes industriais têm levado a busca por processos mais eficazes visando à minimização de riscos ambientais (FAGNANI et al., 2013). Com isso, estudos utilizando Processos Oxidativos Avançados (POA) como forma de tratamento ou pré-tratamento de poluentes orgânicos tem crescido (LIMA; PAULA, 2015). Os POA são tipicamente caracterizados pela geração de radical hidroxila, que é altamente reativo, sendo capazes de mineralizar os poluentes orgânicos presentes em solução (ARIYANTI et al., 2018). Diante do exposto, o objetivo deste estudo foi determinar as condições de operacionais ao avaliar as variáveis [H₂O₂], [Fe] e pH de uma mistura aquosa dos azo corantes têxteis amarelo ouro RNL-150% e azul reativo BF-5G utilizando processo foto-Fenton/UV-C.

Material e métodos

Corantes e método analítico - A empresa Texpal foi responsável pelo fornecimento dos corantes têxteis Remazol amarelo ouro RNL-150% e Azul reativo BF-5G. Os comprimentos de onda de máxima absorbância de cada corante foram obtidos utilizando-se um espectrofotômetro de ultravioleta/visível (marca Thermoscientific, modelo Genesys 10UV), sendo eles: 410 nm do corante remazol amarelo ouro RNL-150% e 620 nm do corante azul reativo BF-5G. Este mesmo equipamento também foi utilizado na quantificação dos corantes antes e depois do processo de degradação, com base na construção de curvas analíticas para cada comprimento de onda obtido, na faixa de concentração de 1 a 100 mg∙L^-1. Planejamento fatorial - Um planejamento fatorial 2³ foi realizado para definir as condições ideais de degradação, nos níveis estudados. As variáveis e níveis analisados foram: concentração de peróxido de hidrogênio ([H₂O₂]) (40; 70 e 100 mg∙L^-1), concentração de ferro ([Fe]) (1; 3 e 5 mg∙L^-1) e pH (3-4, 4-5 e 5-6). Os testes foram realizados em ordem aleatória e o ponto central em triplicata. Os experimentos foram conduzidos a 25 ± 1°C no tempo de 60 minutos, usando-se 50 mL da mistura na concentração de 50 mg∙L^-1 de cada corante. As variáveis e o tempo de exposição foram definidos com base em estudos anteriores. A resposta utilizada para avaliar a eficiência do processo empregado foi o percentual de degradação. Os cálculos dos efeitos dos fatores e das interações entre eles com seus respectivos erros-padrão foram realizados segundo Barros Neto et al. (2007), usando o software Statistica 8.0.

Resultado e discussão

Planejamento fatorial - Os efeitos principais e de interação com seus respectivos erros padrão foram calculados com um nível de confiança de 95%. As cartas de Pareto estão apresentadas na Figura 1. Os efeitos que são considerados estatisticamente significativos correspondem às barras que se estendem além da linha p = 0,05. A análise da Figura 1 mostrou que para os dois gráficos de Pareto, todos os efeitos principais e de interação foram estatisticamente significativos para um nível de confiança de 95%, sendo necessária a análise das variáveis em conjunto. Sendo assim, para uma melhor compreensão dos efeitos de cada uma dessas variáveis, foram geradas as superfícies de resposta que estão apresentadas na Figura 2. A análise da Figura 2A indica que para o maior nível da [Fe] e da [H₂O₂] são alcançados níveis mais altos de degradação da mistura dos corantes. Através das Figuras 2B e 2C, verificou-se que uma maior degradação da mistura é obtida quando se emprega o menor nível de pH (3-4), independentemente dos níveis de [H₂O₂] e [Fe],utilizados. As superfícies de resposta obtidas para o comprimento de onda de 410 nm apresentaram os mesmos resultados. Assim, pode-se afirmar que se pode obter percentuais dedegradação da mistura dos corantessuperiores a 90% ao utilizar os menores níveis de [Fe] (1 mg∙L^-1) e de [H₂O₂] (40 mg∙L^-1), assim como um menor pH (3-4). Este resultado corrobora com os dados encontrados por Nascimento et al. (2018) os quais também obtiveram uma maior degradação da mistura dos corantes remazol amarelo ouro RNL-150% e turquesa reativo Q-G125 utilizando os menores níveis dessas mesmas variáveis.

Figura 1

Gráficos de Pareto. Comprimentos de onda: A - 620 nm e B - 410 nm (Erro puro = 0,0001).

Figura 2

Superfícies de resposta para 620 nm. A – pH versus [Fe]; B – pH versus [[H[sub]2[/sub]O[sub]2[/sub]] e C – [Fe] versus [[H[sub]2[/sub]O[sub]2[/sub]].

Conclusões

Neste trabalho foi verificado que o processo foto-Fenton empregando radiação UV-C foi eficiente na degradação da mistura dos corantes remazol amarelo ouro RNL-150% e azul reativo BF-5G. Desse modo, pode-se afirmar que ao fazer uso combinado dos menores níveis das variáveis [H₂O₂] (40 mg∙L^-1), [Fe] (1 mg∙L^-1) e pH (3-4) foi possível promover a descoloração da solução.

Agradecimentos

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

Referências

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