Avaliação da degradação do corante Amarelo Aractivo 4GL 150 por processo foto-Fenton em reator UV-C

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

Campos, N.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO) ; Gama, B.M.V. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO) ; Santos, M.M.M. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO) ; Oliveira, L.P.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO) ; Napoleão, D.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO) ; Duarte, M.M.M.B. (UFPE)

Resumo

Foi avaliada a degradação do corante Amarelo Aractivo 4GL 150 utilizando o processo foto-Fenton com radiação UV-C. Foram determinados os comprimentos de onda (λ) característicos do corante na faixa de 190 a 1100 nm. As condições de trabalho foram definidas a partir de um planejamento fatorial (PF) 2⁴ com ponto central em triplicata. Em seguida, foi realizado um estudo cinético. Foram identificados dois λ característicos, 295 e 425 nm. A partir do PF, observou que o efeito [Fe] não foi estatisticamente significativo e que maior % de degradação foi obtido para o maior nível de [H₂O₂] e tempo, e menor de pH. No estudo cinético obteve-se uma degradação de 99% após 40 minutos.

Palavras chaves

Corante têxtil; foto-Fenton; planejamento fatorial

Introdução

Contaminantes estão sendo detectados em recursos hídricos em quantidade e diversidade cada vez maiores. As indústrias contribuem para este cenário, entre elas, a indústria têxtil, de couro e de papel e celulose, por conterem compostos como os corantes utilizados em seus processos (NANDHINIA; RAJESHKUMARB; MYTHILIA, 2019). Os corantes são um tipo de contaminantes quando presentes em efluentes conferem cor, o que interfere na passagem da luz através do corpo receptor, reduzindo a atividade fotossintética de organismos presente no meio, aumentando a demanda química de oxigênio, e a demanda biológica de oxigênio. Alguns corantes também possuem metais traço em sua estrutura molecular, que podem acumular-se nos diversos níveis tróficos (NANDHINIA; RAJESHKUMARB; MYTHILIA, 2019, BOCZKAJ; FERNANDES, 2017). Para evitar esses problemas ambientais, técnicas de tratamento são utilizadas para enquadrar os efluentes nas normas vigentes. Porém, muitas destas técnicas tradicionalmente utilizadas não são eficientes na degradação de contaminantes recalcitrantes (DEWIL et al, 2017, BOCZKAJ; FERNANDES, 2017). Os processos oxidativos avançados (POA) destacam-se pela capacidade de degradação destes contaminantes, podendo levar a sua mineralização. Dentre os POA mais pesquisados, encontra-se o foto-Fenton, que age através da geração do radical hidroxila pela reação do ferro com um oxidante, usualmente o peróxido de hidrogênio (DENG; ZHAO, 2015). Diante do exposto, o trabalho teve como objetivo degradar o corante Amarelo Aractivo 4GL 150, através do processo foto-Fenton com radiação UV-C.

Material e métodos

Foi preparada uma solução contendo o corante Amarelo Aractivo 4GL 150 na concentração de 50 mg.L^-1. Em seguida, foi realizada uma varredura espectral, no espectrofotômetro de UV-Vis (Thermoscientific), na faixa de 190 a 1100 nm, para determinar os comprimentos de onda (λ) característicos do corante. Por fim, foram construídas as curvas analíticas com faixa linear de 1 a 50 mg.L^-1 em cada λ identificado, e determinados os limites de detecção (LD), quantificação (LQ) e coeficiente de variância (CV) conforme CGCRE (2003). As condições de trabalho foram definidas a partir de um planejamento fatorial (PF) 2⁴ com ponto central em triplicata. Foram avaliadas as influências das variáveis: [H₂O₂] (50; 75 e 100 mg.L^-1), [Fe] (1; 3 e 5 mg.L^-1), pH (3-4, 4-5 e 5-6) e tempo (30, 60 e 90 min). Os cálculos dos efeitos dos fatores e das interações entre eles foram realizados com auxílio do Statistica 8.0, conforme Barros Neto, Scarminio e Bruns (2007). Os ensaios foram realizados em reator de bancada com radiação UV-C (90 W; 2,33 mW.cm^-3). Em seguida, foi avaliada a evolução cinética da degradação do corante, em que 1L da solução aquosa foi submetido à radiação UV-C nas condições determinadas no planejamento fatorial, sendo retiradas alíquotas de 5 mL em tempo pré-determinado.

Resultado e discussão

Nos espectros foram identificados dois λ característicos em 295 e 425 nm. Os parâmetros das curvas analíticas obtidos foram LD = 1,07 mg.L^-1, LQ = 1,21 mg.L^-1, r = 0,99 e CV variando de 1,54 a 1,61%. Os resultados r > 0,90 e variância CV < 5% indicam bom ajuste linear do método, conforme Montgomery (2012). A análise estatística determinou quais os efeitos foram estatisticamente significativos com 95% de confiança (p>0,05), para os níveis estudados (Figura 1). Com exceção do efeito da [Fe], os efeitos principais e suas interações foram estatisticamente significativos. Os efeitos principais tempo e [H₂O₂] foram significativos e positivos, indicando que o aumento desses efeitos aumenta a degradação do corante. Enquanto que, o efeito do pH foi significativo e negativo, conforme Salgado et al., (2013) o processo foto-Fenton é mais eficiente para valores de pH em torno de 3. Com base nos resultados obtidos no PF foi realizado acompanhamento cinético da degradação do corante durante 120 minutos (Figura 2). Observa-se na Figura 2, que a degradação do corante foi lenta nos primeiros 10 min e após 40 min o sistema estabiliza, atingindo um valor de 99%. Resultado semelhante foi obtido por Santana et al., (2017) para degradação dos corantes azul reativo e vermelho remazol. Sennaoui et al., (2018) alcançaram 98% de degradação do corante amarelo reativo em 60 min. Portanto o processo aqui utilizado é eficiente na degradação deste corante.

Carta de Pareto para λ (a) 295 nm, erro puro de 0,296 e (b) 425 nm, erro puro de 0,062.


Cinética da degradação do corante Amarelo Aractivo 4GL 150.

Conclusões

O estudo mostrou que o processo foto-Fenton utilizando radiação UV-C foi eficiente na degradação do corante Amarelo Aractivo 4GL 150. As maiores degradações foram alcançadas para o maior nível de [H2O2] e tempo e para o menor nível do fator pH, a [Fe] não teve influência significativa no resultado, para as condições estudadas, sendo então selecionado o menor nível. O processo de tratamento foi capaz de degradar 99% do grupamento cromóforo analisado após 40 minutos.

Agradecimentos

Ao NUQAAPE/FACEPE e a FADE/UFPE.

Referências

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