ÁREA: Química Ambiental
TÍTULO: EFICIÊNCIA DO ULTRA-SOM NA MINERALIZAÇÃO DE CORANTES CATIÔNICOS
AUTORES: PEREIRA, M.G. - UNEB
RAMOS, M. G. - UNEB
KORN, M. - UNEB
RESUMO: O presente trabalho avaliou a utilização do ultra-som na degradação dos corantes catiônicos cristal violeta (CV) e azul de metileno (AM). Para tanto, 5 mL de soluções (individuais ou mistas) dos corantes a 2 mg L-1 foram sonicados por períodos de 5 a 90 min. A eficiência do ultra-som foi monitorada pelo decaimento das absorbâncias e por análises de Demanda Química de Oxigênio (DQO). Decréscimos superiores a 95% foram obtidos, para ambos os corantes, após 40 ou 90 min de sonicação. Entretanto, as medidas de DQO indicaram que o uso do ultra-som exibiu eficiência de mineralização somente para o CV, com decaimentos da DQO de 97,5% (DPR = 9,6 %). Torna-se evidente que a eficiência do ultra-som na mineralização de corantes depende das estruturas moleculares sonicadas.
PALAVRAS CHAVES: ultra-som, corantes, mineralização
INTRODUÇÃO: A emissão de corantes em corpos de água constitui uma ameaça para a qualidade hídrica, visto que os corantes interrompem a fotossíntese e diminuem a taxa de oxigenação da massa líquida [1]. Portanto, a busca por procedimentos eficientes na degradação de tais compostos torna-se essencial para a preservação do meio ambiente. Neste contexto, a energia ultra-sonora exibe notável potencialidade em decompor moléculas orgânicas, em função de sua capacidade em gerar radicais livres altamente reativos, caracterizando os Processos Oxidativos Avançados (POAs) [2]. Esta propriedade favorece a eliminação dos poluentes com uma geração mínima de passivos ambientais de difícil disposição final. Adicionalmente, a aplicação do ultra-som não requer equipamentos dispendiosos, o que facilita a implantação de futuros sistemas de tratamento de efluentes corados. Assim, a presente investigação justifica-se no sentido de demonstrar as reais potencialidades das ondas ultra-sonoras na degradação de substâncias coradas, como cristal violeta e azul de metileno. Os referidos corantes foram escolhidos em função do intenso uso dos mesmos na indústria farmacêutica.
MATERIAL E MÉTODOS: Soluções individuais ou mistas de CV e AM a 2 mg L-1 foram preparadas, respectivamente, a partir de formulações farmacêuticas e de sais (MERCK). Volumes de 5 mL das referidas soluções foram transferidos para béqueres de vidro de 10 mL cobertos com Parafilm posicionados na região central (de maior intensidade de incidência) de um banho de ultra-som (AQUASONIC, modelo 75D) de 200W de potência e 40 kHz de freqüência. As sonicações foram conduzidas de 5 a 60 minutos para as soluções individuais e de 5 a 90 minutos para as soluções mistas na ausência de qualquer reagente e sob controle de temperatura (próximo a 20ºC). A temperatura do banho de ultra-som foi controlada por intermédio de circulação de água a partir de um banho termostatizado (MICRONAL, modelo T-84). Após as sonicações, foram monitoradas as absorbâncias do CV em 580 nm e do AM em 640 nm. Uma segunda etapa, dedicada ao acompanhamento da eficiência de mineralização dos corantes, foi efetuada mediante análises de DQO. Tais medidas foram realizadas no Centro de Pesquisa e Desenvolvimento (CEPED), em Camaçari-BA, de acordo com o recomendado pelo Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater [3].
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Sonicações de 40 minutos reduziram as absorbâncias inicias em 95,4% (DPR = 6,8%), para CV e em 93,4% (DPR = 4,8%) para AM, ambos em soluções individuais. No caso das soluções mistas, decréscimos nas absorbâncias de 89,7% (DPR = 5,1%), para CV, e de 95,3% (DPR = 5,2%) para AM foram obtidos com 90 minutos. Competições dos corantes pelos radicais hidroxila gerados na quebra homolítica da água explicam estas observações. O ultra-som demonstrou efeitos similares a outros procedimentos de descoloração [4]. Apesar disto, não se pode garantir a mineralização dos corantes, visto que o ultra-som pode reestruturar as moléculas permitindo que as mesmas absorvam no ultravioleta. Para monitorar a eficiência de mineralização dos corantes, medidas de DQO foram efetuadas, observando-se decaimentos de 97,5% (DPR = 9,6%) para CV, de 33,1% (DPR = 2,9%) para as misturas e de 1,5% (DPR = 0,1%) para as soluções individuais de AM. Estes resultados mostram que as características de cada molécula precursora controlam o processo.
CONCLUSÕES: Embora a energia ultra-sonora exiba elevado potencial para aplicações químicas, tal radiação mecânica pode gerar subprodutos de graus de toxicidade altamente variáveis e desconhecidos, em função do ambiente altamente reativo gerado durante as sonicações. Portanto, a simples descoloração não se constitui em um indicativo seguro de eficiência do ultra-som para remediações ambientais de soluções coradas, visto que a complexidade estrutural dos precursores orgânicos influencia notadamente os mecanismos radicalares responsáveis pela degradação molecular.
AGRADECIMENTOS:À FAPESB e ao CNPq.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:[1] STANLEY, E. M. 1994. Environmental Chemistry. Lewis Publishers, Boca Raton, 811p.
[2] NAFFRECHOUX, E.; CHANOUX, S.; PETRIER, C.; SUPTIL, J. 2000. Sonochemical and photochemical oxidation of organic matter. Ultrasonics and Sonochemistry, 7: 255-259.
[3] GREENBERG, A. E.; CLESCERI, L. S.; EATON, A. D. 1992. 18 ed. Vol.1. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. American Public Health Association, Washington, 979p
[4] NEAMTU, M.; YEDILER, A.; SIMINICEANU, I.; MACOVEANU, M.; KETTRUP, A. Decolorization of disperse red 354 azo dye in water by several oxidation process – a comparative study. 2004. Dye Pigments, 60: 61-68.