Avaliação da toxicidade do corante têxtil Reactive Black 5 degradado mediante Fotocatálise Heterogênea

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

Oliveira, E.D.C. (UFPE) ; Simões, T.B. (UFPE) ; da Silva, (UFPE) ; de Lira, A.M. (UFPE) ; Costa, J.L. (UFPE) ; dos Santos, R. (UFPE) ; Almeida, L.C. (UFPE)

Resumo

O presente trabalho avaliou a toxicidade da solução remanescente do corante Reactive Black 5 após sua fotodegradação. É um corante reativo, que apresenta na estrutura moléculas aromáticas, que pode levar a um formação de um efluente mais toxico após sua degradação. Os processos oxidativos avançados são uma alternativa para a degradação deste tipo de molécula de forma não seletiva através da formação de radicais HO•. Desta forma, foi realizado ensaio de toxicidade, com a exposição de sementes de alface (Lactuta sativa) antes e após tratamento com fotocatálise heterogênea. Os resultados indicaram que a solução de corante após o tratamento, nas diluições de 50% e 25%, não apresentou toxicidade.

Palavras chaves

Corante têxtil; Degradação; Toxicidade

Introdução

Os corantes reativos são uma classe de corantes bastante utilizada pela indústria têxtil por apresentar reatividade com as fibras e alta estabilidade da cor, devido à força da ligação química existente entre os átomos dos grupos cromóforos e auxocromos. Os principais corantes reativos possuem grupos do tipo azo em sua estrutura, como o corante Reactive Black 5 (RB5), que caracteriza-se por apresentar duas ligações do tipo azo em sua estrutura(VASCONCELOS et al., 2016; BUENO et al, 2016). A presença de cor nos efluentes têxteis é um dos principais problemas em indústrias, como a têxtil. Pois, não são facilmente degradáveis pelos tratamentos convencionais(SIVARAM et al., 2019). Desta forma, os processos oxidativos avançados (POA) são uma alternativa para a remoção de poluentes recalcitrantes e com elevada carga orgânica(AMORIM et al, 2009). Durante a degradação, os corantes azo reativos podem sofrer transformações que levem à formação de substâncias mutagênicas. Em razão disso, Napoleão et al. (2018) ressaltam a importância de que, após o emprego dos POA, seja feita a avaliação do potencial tóxico dos efluentes tratados. Visto que, os ensaios de toxicidade são indispensáveis para avaliar os riscos ambientais de contaminantes presentes nos efluentes que possam afetar os corpos receptores. A alface (Lactuta sativa) é uma das espécies mais utilizadas e indicada para ensaios, pois suas sementes apresentam alta sensibilidade ao estresse químico e rápida germinação e reidratação, o que garante a reprodutibilidade do ensaio, no qual são avaliados o crescimento da raiz e a germinação das sementes (VIANA et al, 2017). Neste trabalho, foi avaliado potencial toxicológico da solução de corante RB5, fotodegradada mediante fotocatálise heterogênea usando folhas de latão calcinadas.

Material e métodos

O azocorante Reactive Black 5 (RB5) de formula fórmula C26H21N5Na4O19S6, apresenta absorbância máxima no comprimento de onda λ= 598 nm. Foi empregado nos ensaios fotocatalíticos realizados em um forreator tubular com agitação constante, sob uma fonte de irradiação (lâmpada sunlight de 300 W), com placas de latão C-260 (30% de Zn e 70% de Cu). As placas passaram por um tratamento térmico para a formação de uma superfície de óxido de Zinco (ZnO), como já comprovado por Yuan, et al.,(2013). O ensaio foi realizado com uma solução do corante (25 mgL-1 e pH 7). O estudo da avaliação da descoloração, consistiu na varredura na faixa de comprimento de onda de 190 a 700 nm, em um espectrofotômetro de UV-Vis. A fotodegradação foi realizada mediante a exposição a radiação UV-Vis por 3 horas. Em seguida, o liquido remanescente foi utilizado para o estudo da toxicidade. O teste de toxicidade consistiu na exposição das sementes ao volume de 4 mL da solução do corante RB5 antes e após a fotodegradação. Os ensaios utilizaram placas de Petri e papéis de filtro qualitativo, como meio de suporte. Foram colocadas 20 sementes em cada placa e as alíquotas da amostra de 100%, diluições de 50% e 25%. Todas as análises foram realizadas em quintuplicata por um período de 120 horas, a uma temperatura de 22 ± 2ºC, na ausência de luz. Como controle negativo, foi utilizada água destilada e para o controle positivo, Sulfato de Zinco. Ao término das incubações, foi avaliada a quantidade de sementes que germinaram, bem como o crescimento radicular de cada semente nas amostras utilizando uma régua graduada. Com base nesses resultados, foram calculados os índices de crescimento relativo (ICR) e o de germinação (IG), conforme equações baseadas em Young et al.,(2012): ICR = CRA/CRC e IG = ICR(SGA/SGC)x100.

Resultado e discussão

A partir da degradação do corante RB5 utilizando ZnO adquirido na superfície do latão, pode-se observar na Figura 1, uma atenuação do grupamento cromóforo. Visto que, o principal comprimento de onda (λ=598 nm) característico do corante RB5 diminuiu, bem como uma diminuição dos grupos aromáticos. Ainda, foi possível notar uma mudança na cor inicial (azul) para rosa, essa cor final pode ser devido aos grupos sulfona, sulfonato e amina do RB5, conforme Sehati e Entezari, (2017). Logo, foi realizado o ensaio de toxicidade nas sementes de Lactuta Sativa (alface), com o produto final que apresentou tonalidade peculiar. Já que, durante a degradação, há chances de formar compostos químicos intermediários mais tóxicos do que os compostos iniciais, de acordo com Huang et al. (2017). Portanto, as sementes foram expostas às amostras antes e após o tratamento mediante fotocatálise heterogênea. Assim sendo, pode-se constatar na Figura 2, os índices de crescimento relativo (ICR) e o de germinação (IG). No qual, apresentaram uma menor quantidade de sementes germinadas antes do tratamento e após o tratamento tiveram mais de 70% germinadas. Quanto a água (o controle negativo) possuiu 100% de suas sementes germinadas e no controle positivo, não houve germinação das sementes. Segundo Young et al., (2012), o valor do ICR é determinado por três categorias: 0 < ICR < 0,8: Inibição do crescimento; 0,8 < ICR < 1,2: Efeito não significativo e ICR > 1,2: Estimulação do crescimento. Posto isto, os ensaios do corante RB5 após o tratamento nas diluições 25% e 50% não apresentou toxicidade às sementes testadas, uma vez que todos os valores de ICR foram acima de 0,8. Já para a amostra 100%, obteve ICR=0,709 e para o corante RB5, ICR=0,532, ambos apresentaram inibição no crescimento das sementes.

Espectro e coloração da solução Reactive Black 5 a) antes e b) após 180 min de reação da fotodegradação.


Análise gráfica dos valores de ICR e IG(%) para as sementes da espécie Alface (Lactuta Sativa).

Conclusões

A utilização da fotocatálise heterogênea no tratamento do corante Reactive Black 5, mostrou uma diminuição dos principais grupos característicos presentes na solução. O método escolhido para a fotodegradação e o semicondutor utilizado mostrou ser eficientes. E ainda quanto a avaliação da toxicidade, foi possível observar o efeito significativo no crescimento radicular e a germinação da espécie Lactuta Sativa nas diluições 25% e 50%. Visto que, os efluentes quando descartados nos corpos receptores sofrem diluição, igualando esta condição ao das amostras, com concentrações inferiores a 50%.

Agradecimentos

Ao Cnpq e ao Laboratório µRAIQ/UFPE.

Referências

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