Utilização do processo de foto-peroxidação com radiação UV-C na degradação do corante alimentício Tartrazina
ISBN 978-85-85905-25-5
Área
Ambiental
Autores
Nascimento, G.E. (UFPE) ; Cavalcanti, V.O.M. (UFPE) ; Santana, R.M.R. (UFPE) ; Napoleao, D.C. (UFPE) ; Duarte, M.M.M.B. (UFPE)
Resumo
Neste trabalho, investigou-se a degradação do corante alimentício tartrazina utilizando o sistema foto-peroxidação/UV-C. Foram identificados os comprimentos de onda do corante e construídas as curvas analíticas. Foi estudado o efeito da variação da concentração do peróxido de hidrogênio (H2O2), a influência da relação área superficial/volume da solução (AS/VS) e a cinética de degradação. Os melhores resultados de degradação foram obtidos com 30 mg.L-1de H2O2 e AS/VS de 0,02 cm2.mL-1. A cinética foi rápida com degradações superiores a 98 e 99% para os λ de 258 e 428 nm em 40 e 30 minutos, respectivamente. Assim, pode-se afirmar que o sistema foto-peroxidação/UV-C foi eficiente na degradação do corante tartrazina.
Palavras chaves
Tartrazina; Foto-peroxidação; UV-C
Introdução
A presença de corantes em efluentes constitui uma preocupação ambiental devido aos efeitos deletérios que podem causar em organismos aquáticos (AOUDJIT et al., 2018). Dentre estes efeitos, está a dificuldade de propagação da luz e do oxigênio. Além disso, estes compostos, devido à sua natureza química, são considerados persistentes no meio ambiente, e alguns de seus subprodutos são cancerígenos (CHEKIR et al., 2017). A tartrazina é um corante azo amplamente utilizado nas indústrias alimentícia, cosmética e têxtil. No entanto, estudos sobre possíveis efeitos adversos na saúde humana mostraram que a tartrazina provoca reações alérgicas e síndrome de hiperatividade em crianças e o consumo de seus subprodutos tóxicos causa insuficiências renais e hepáticas, bem como danos cerebrais (TEKIN et al., 2018). Diante desses efeitos negativos causados pelos corantes alimentares sintéticos, é necessária a utilização de métodos eficientes no tratamento de efluentes antes de serem descartados nos corpos receptores (TIKHOMIROVA et al., 2018). Neste sentido, os processos oxidativos avançados (POA) têm sido descritos como procedimentos eficientes na degradação de corantes e outros tipos de compostos orgânicos (BALU et al., 2019). Estes processos baseiam-se na formação dos agentes de forte oxidação intensivamente reativos, como os radicais hidroxila, capazes de mineralizar os poluentes orgânicos (CHEKIR et al., 2017). Assim, o presente trabalho teve por objetivo a avaliação do POA foto- peroxidação com radiação UV-C na degradação do corante alimentício tartrazina. Para isso, foi estudado o efeito da variação da concentração do peróxido de hidrogênio, a influência da relação área superficial/volume da solução e a cinética de degradação.
Material e métodos
Os comprimentos de onda característicos (λ) do corante tartrazina, obtidos por varredura espectral na faixa de 190-1100 nm em um espectrofotômetro UV- visível (Genesys 10S, Thermoscientific), foram de 258 e 428 nm. A quantificação da degradação do corante foi realizada no mesmo equipamento utilizando curvas analíticas, para cada λ estudado, na faixa de concentração de 1 a 10 mg.L-1. Em um estudo anterior foi verificado que o processo foto-peroxidação utilizando radiação UV-C é o mais eficiente na degradação do corante em estudo, quando comparado com os processos Fenton e com as radiações UV-A, UV-B e solar artificial (Sunlight). Neste trabalho foi estudado o efeito da variação da concentração do peróxido de hidrogênio ([H2O2]), a influência da relação área superficial/volume da solução (AS/VS) e a cinética de degradação. Os experimentos foram conduzidos a 25 ± 1°C utilizando-se 50 mL da solução do corante na concentração de 10 mg.L-1. Os ensaios para avaliar o efeito da variação da [H2O2] foram realizados para faixa de concentração de 10 a 60 mg.L-1 em um tempo de exposição à radiação de 60 min. No mesmo tempo do estudo anterior e para a melhor [H2O2] foi avaliada a influência da relação AS/VS. Variou-se a relação AS/VS (cm2.mL-1) em: 0,02 (19,5/1000); 0,03 (13,0/500); 0,05 (9,0/200); 0,08 (7,5/100) e 0,11(5,5/50). A cinética de degradação foi realizada no intervalo de tempo de 10 a 180 min, na melhor condição dos estudos anteriores.
Resultado e discussão
Os resultados para o efeito da [H2O2] na degradação do
corante estão apresentados na Figura 1A. Observa-se que o aumento da
concentração ocasiona um aumento na degradação até 30 mg.L-1. A
partir desta concentração, os valores permaneceram constantes, atingindo
degradação superior a 96% para o λ de 258 nm (grupos aromáticos) e 99% para
o λ de 428 nm (grupo cromóforo). Logo, a [H2O2] de 30
mg.L-1 foi utilizada nos demais experimentos. Resultados
semelhantes foram obtidos por Charamba et al. (2018) na degradação de
corantes alimentícios utilizando UV/H2O2 com
[H2O2] de 40 mg.L-1, obtendo valores acima
de 95% em 60 min.
Os resultados da eficiência de degradação do corante em função da relação
AS/VS estão apresentados na Figura 1B. Pode-se observar que para o λ de 428
nm não há diferença significativa na degradação para as relações estudadas.
Para o λ de 258 nm, à medida que se aumenta a relação AS/VS, ocorre uma
diminuição na degradação. Esse fato indica que quanto maior o volume da
solução a ser tratada e maior a área superficial de contato, maior será a
degradação. Dessa forma, o estudo subsequente foi realizado usando a relação
AS/VS de 0,02 cm2.mL-1, visando a obtenção de maiores
percentuais de degradação dos compostos aromáticos.
A evolução da cinética de degradação do corante está apresentada na Figura
2. Pode se constatar que a estabilização do sistema ocorreu a partir de 40 e
30 min para os λ de 258 e 428 nm, com degradações superiores a 98% e 99%,
respectivamente. Estes resultados corroboram com Santos et al. (2018)
que obtiveram degradação de 92% de corantes alimentícios utilizando o mesmo
processo em 240 min.
Resultados de degradação do corante tartrazina em função do efeito da [H2O2] (A) e da relação As/Vs (B).
Evolução cinética da degradação do corante tartrazina.
Conclusões
O presente trabalho permitiu verificar que o processo foto-peroxidação com radiação UV-C foi eficiente na degradação do corante alimentício tartrazina. Verificou-se uma rápida cinética, com degradações superiores a 98 e 99% para os λ de 258 e 428 nm, respectivamente, utilizando as melhores condições de concentração de peroxido de hidrogênio (30 mg.L-1) e da relação área superficial/volume da solução (0,02 cm2.mL-1).
Agradecimentos
Os autores agradecem a empresa F. Trajano pelo fornecimento do corante, a CAPES, a FADE/UFPE e NUQAAPE/FACEPE.
Referências
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