Degradação do corante alimentício Tartrazina utilizando processos oxidativos avançados

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Ambiental

Autores

Nascimento, G.E. (UFPE) ; Cavalcanti, V.O.M. (FACULDADE DOS GUARARAPES) ; Santana, R.M.R. (UFPE) ; Oliveira, M.A.S. (IFPE) ; Silva, P.K.A. (UFPE) ; Silva, J.C. (UFPE) ; Motta Sobrinho, M.A. (UFPE) ; Napoleão, D.C. (UFPE) ; Duarte, M.M.M.B. (UFPE)

Resumo

O uso dos corantes por indústrias alimentícias tem gerado problemas ambientais, pois possuem características perigosas, como alta carga orgânica e pigmentação, promovendo impacto negativo na biota local. Para que a degradação e a descoloração de corantes do efluente industrial ocorram, métodos eficazes como os processos oxidativos avançados (POA) vêm sendo utilizados. Diante disto, identificou-se o melhor tipo de POA na degradação do corante alimentício Amarelo Tartrazina. Foram testados os processos UV/H₂O₂ e foto-Fenton, utilizando as radiações UV-A, UV-B, UV-C e Sunlight, além do processo Fenton. Verificou-se que a ação UV/H₂O₂ com radiação UV-C alcançou degradação acima de 93% para os λ de 258 e 428 nm.

Palavras chaves

Corante alimentício; Degradação; POA

Introdução

Vários alimentos industrializados não apresentam coloração, outros sofrem alterações durante o processo produtivo para que possam se tornar mais atrativos ao consumidor (KLEIN et al., 2010). Em face dessa realidade, vem sendo feito uso de aditivos químicos, como os corantes. Contudo essas substâncias não apresentam característica nutritiva, possuindo efeitos alergênicos, o que torna necessária a avaliação sobre sua toxicidade (ANASTÁCIO et al., 2016). Os efluentes gerados por indústrias alimentícias possuem características como alta carga orgânica e forte pigmentação, o que promove um impacto negativo na biota local. Dentre as alterações causadas, a principal é a inibição da passagem de luz solar, que afeta no teor do oxigênio dissolvido (PAVAN et al., 2007). Neste contexto, se faz necessário o estudo de tratamentos alternativos, pois os processos convencionais geralmente não são suficientes para degradar compostos recalcitrantes (ALMAGUER et al., 2018). A utilização de tecnologias como os processos oxidativos avançados (POA) vêm se destacando como alternativas viáveis e capazes de degradar esses poluentes (RASHIDI et al., 2014). Os POA possuem uma alta capacidade oxidativa, conseguindo mineralizar os poluentes, a partir da geração de radicais hidroxilas. Esses processos podem ocorrer na presença/ausência de luz sendo alguns deles: UV/H₂O₂, Fenton e foto-Fenton (SOUZA et al., 2010). Desse modo, o presente estudo foi desenvolvido a fim de avaliar a eficiência dos POA para promover a degradação do corante Tartrazina em solução aquosa.

Material e métodos

Corante e metodologia analítica: O corante alimentício Tartrazina (F. Trajano) foi analisado em espectrofotômetro de ultravioleta/visível (Thermoscientific, modelo Genesys 10UV) operando em faixa de comprimento de onda entre 190 e 1100 nm para determinação dos comprimentos de onda (λ) característicos. Foram construídas curvas analíticas para cada λ com faixa de concentração de 1 a 10 mg·L^-1 para quantificação dos compostos antes e após a degradação. Em seguida, os limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) e o coeficiente de variação (CV) foram determinados conforme INMETRO (2016). Avaliação da degradação do corante por diferentes sistemas: Para identificação do tipo de processo oxidativo avançado (POA) que apresenta maior eficiência de degradação do corante tartrazina, foram testados os POA UV/H₂O₂ e foto-Fenton, utilizando as radiações UV-A, UV-B, UV-C e sunlight; e processo Fenton. Os ensaios de degradação foram realizados em reatores fotoquímicos de bancada, o UV-A e o UV-B com 3 lâmpadas de 15W cada, o UV-C equipado com 3 lâmpadas UV-C (Philips), dispostas em paralelo, com potência de 30W cada e o sunlight com lâmpada de 300W (Osram). Baseado em estudos anteriores, os ensaios foram realizados nas seguintes condições: concentração de ferro de 1 mg·L^-1, concentração de peróxido de hidrogênio de 50 mg·L^-1, pH entre 5 e 6 (solução natural) e um tempo de 1h. Para a realização dos experimentos, foram utilizados béqueres com capacidade de 100 mL, aos quais foram adicionados 50 mL da solução de corante (10 mg·L^-1).

Resultado e discussão

Metodologia analítica: Os comprimentos de onda característicos (λ) observados a partir da varredura espectral estão apresentados na Figura 1. Os λ encontrados foram de 258 e 428 nm, o primeiro referente aos grupos aromáticos e o segundo aos grupos cromóforos. A partir da construção das curvas analíticas para os dois λ obtidos, os valores encontrados de LD, LQ, CV e r foram de 0,07 e 0,06 mg∙L^-1; 0,25 e 0,23 mg∙L^-1; 2,04 e 1,72, e 0,99 e 0,99, para os λ de 258 e 428 nm, respectivamente. Estes valores indicam boa linearidade e precisão do método empregado, conforme INMETRO (2003) e Harris (2001). Avaliação da degradação do corante por diferentes sistemas: Os processos UV/H₂O₂ e foto-Fenton utilizando as radiações UV-A e UV-B não foram capazes de degradar o corante estudado, obtendo valores menores que 5%. Os resultados obtidos para o processo Fenton e para os processos UV/H₂O₂ e foto-Fenton com as radiações UV-C e sunlight estão apresentados na Tabela 1. De acordo com a Tabela 1, verificou-se que o processo Fenton foi pouco eficiente na degradação do λ de 258 nm. Comparando o processo foto-Fenton utilizando as radiações UV-C e sunlight, não foram observadas diferenças significativas dos percentuais de degradação para os dois λ estudados. O processo UV/H₂O₂ utilizando radiação sunlight não foi eficiente na degradação do corante para os dois λ estudados. Os melhores resultados de degradação foram obtidos para o processo UV/H₂O₂ utilizando radiação UV-C. O fato da radiação UV-C conseguir degradar 93,0% do grupo aromático o que está relacionado com a faixa de atuação deste tipo de radiação que se encontra entre 100 e 280 nm.

Figura 1.

Espectro do corante tartrazina.

Tabela 1.

Percentuais de degradação do corante.

Conclusões

O presente estudo permitiu verificar que o processo foto-Fenton empregando as radiações UV-C e sunlight foi eficiente apenas para degradação do grupamento cromóforo (428 nm), assim como o processo Fenton. Já o sistema UV/H2O2 utilizando a radiação UV-C foi mais eficiente na degradação do corante alimentício tartrazina obtendo percentual de degradação acima de 93% para os comprimentos de 258 e 428 nm estudados.

Agradecimentos

Os autores agradecem a empresa F. Trajano pelo fornecimento do corante, a CAPES, FADE/UFPE e NUQAAPE/FACEPE.

Referências

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