AVALIAÇÃO DA REMOÇÃO E DEGRADAÇÃO DO CORANTE REMAZOL BLACK B ATRAVÉS DA APLICAÇÃO DE PROCESSOS OXIDATIVOS AVANÇADOS

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Ambiental

Autores

Ribeiro, E.G.T. (UFPE) ; Silva, L.C. (UPE) ; Costa, L.H.P. (UFPE) ; Calado, S.C.S. (UFPE) ; Silva, V.L. (UFPE)

Resumo

A contaminação dos cursos d'água devido à evolução do uso de corantes na indústria têxtil vem se tornando um grave problema, devido aos riscos que esta representa ao meio ambiente e à saúde humana. Frente a isso, tratamentos cada vez mais específicos vêm sendo estudados. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência de remoção da cor e degradação do corante RB5 em meio aquoso, empregando 3 diferentes tipos de Processos Oxidativos Avançados(POA). Os ensaios foram conduzidos com concentrações de H2O2 150mg.L-1, Fe+2 2mg.L-1. O tempo de reação foi 40min. Os resultados dos processos de Fenton, Foto-Fenton UV-A e Foto-Fenton UV- vis, apresentaram a maior eficiência (100%) do processo Foto-Fenton UV-A devido à influência de radiação UV-A na geração de radicais OH através de fotólise.

Palavras chaves

Remazol Black B; Degradação; POA

Introdução

Corantes são substâncias químicas, sintéticas ou naturais, que ao serem adicionadas a outra substância confere, intensifica ou restaura a cor. São empregados em vários tipos de indústria, entre as quais se destacam a têxtil, farmacêutica, alimentícia, cosmética, de fotografia, entre outras. Apenas a indústria têxtil, é responsável pela utilização de cerca de 20% dos tipos de corantes disponíveis no mercado (MARIN, 2015). Corantes têxteis sintéticos podem ser classificados de acordo com sua estrutura em ácidos, básicos, reativos, dispersos, azo, diazo e metais complexos (CARVALHO, 2016). O Remazol Black B (RB5) é um corante do grupo azo que reage nas fibras sintéticas de acordo com as interações de Van der Waals. O tingimento é baseado na forte interação entre os orbitais π do corante e da fibra (ALMEIDA, 2018). O grande problema a cerca desse processo deve-se ao fato de que para cada quilograma de produto finalizado há cerca de 100L de água poluída e, mesmo quando em baixas concentrações, o RB5 pode alterar a coloração e toxicidade da água. Além de causar dano ambiental, devido ao bloqueio da luz solar e presença de aberrações cromossômicas em animais, pode agravar problemas respiratórios crônicos em humanos, como a asma e a rinite alérgica. Assim, surge a necessidade de realizar o tratamento destes efluentes antes do descarte (ARSLAN-ALATON et al 2008; RODRIGUES et al 2009). Entre as principais técnicas para remoção e degradação de corantes está o uso de Processos Oxidativos Avançados (POA), utilizando o peróxido de hidrogênio (H2O2) como agente oxidante e sulfato ferroso (FeSO4.7H2O) como catalisador (BANASCHIK et al., 2018). O presente trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência de diferentes tipos de POA na remoção e degradação do corante RB5 em meio aquoso.

Material e métodos

O estudo do efeito na remoção e degradação do corante RB5 através de POA foi realizado em soluções de efluente sintético aquoso na concentração de 100mg.L-1. Utilizou-se os reagentes RB5 (DyStar ≥ 85%), H2O2 (Degussa, 14,7mol.L-1 padronizada), KMnO4 (Alfa Aesar ≥ 98%), FeSO4.7H2O (Carlo Erba ≥ 98%) como catalisador, e H2SO4 0,5M (Quimex ≥ 95%), para ajuste de pH. Os tipos de POA avaliados foram: Fenton, Foto-Fenton UV-A e Foto-Fenton UV-vis. Para o estudo de Foto-Fenton com radiação UV-A foi utilizado um reator de batelada de confecção própria, composto por 3 lâmpadas fluorescentes UVA blacklight blue (Xelux T10 BL B). Para o estudo de Foto-Fenton com radiação UV-vis foi confeccionado o mesmo tipo de reator, porém, as lâmpadas utilizadas foram fluorescentes do tipo UV-vis luz do dia especial (Osram Universal Brasil k 528). Ambas com 60cm e potência de 20W cada, dispostas em paralelo. Em cada ensaio foram utilizados 50mL do efluente aquoso disposto em placas de Petri. A solução de RB5 foi acidificada com H2SO4 até atingir pH 3,0. As quantidades pré-estabelecias de FeSO4.7H2O 0,008mol.L-1 e de H2O2 1,47mol.L-1 foram adicionadas e homogeneizadas em seguida. A solução de H2O2 1,47mol.L-1 foi obtida a partir do H2O2 14,7mol.L-1 e padronizada com KMnO4 em meio ácido (VOGEL, 1960). Após este procedimento, as amostras destinadas ao processo de Fenton foram dispostas numa caixa escura; as amostras para o processo de Foto-Fenton UV-A foram colocadas no reator UV-A; e as amostras tratadas com Foto-Fenton UV-vis no reator UV-vis. Ligaram-se os reatores e cronometrou-se 40min. Após o tempo decorrido, as amostras foram levadas para análise. A caracterização do RB5 foi realizada em espectrofotômetro Aquamate UV-Vis, da Thermo Spectronic, no comprimento onda de 597nm.

Resultado e discussão

Os resultados das caracterizações de degradação realizadas no efluente de RB5 após tratamento são mostrados na Tabela 1. Analisando os percentuais de degradação verifica-se que a eficácia do método POA aplicado segue a ordem Foto-Fenton UV-A Foto-Fenton UV-vis Fenton. Para o processo Fenton, o resultado foi estimado a partir da análise de regressão linear, com as mesmas condições aplicadas aos 2 processos Foto-Fenton. O resultado para as 3 triplicatas do processo que utilizou Foto-Fenton UV-A foi 100% em degradação do RB5. Isto pode ser explicado devido ao processo de fotólise da molécula, que ocorre quando a luz UV é diretamente absorvida pelo H2O2 (SILVA et al., 2017), uma vez que ao empregar radiação UV com comprimentos de onda curtos aumenta-se a produção de radicais OH, otimizando a degradação (BELLIDO, et al., 2019; SILVA et al., 2018). Entretanto, devido à alta eficiência do processo UV-vis, que conseguiu degradar mais de 97% do corante, este seria mais apropriado para aplicação em larga escala, com vantagens econômicas, ocupacionais e respeito pelo meio ambiente. A análise da Figura 1, sobre o efeito da descoloração do RB5 confirma a tendência mostrada na Tabela 1, de que os POA Foto-Fenton UV-A e UV-vis mostram-se mais eficazes que o processo Fenton, obtendo uma maior descoloração do RB5, devido ao efeito da radiação sobre as amostras. É possível notar ainda que para os POA Foto-Fenton UV-A e UV-vis, os picos de absorção característicos do RB5 desaparecem após o tratamento, enquanto que para o POA Fenton 2 novos picos surgem na região de 190nm, indicando a formação de novas espécies com transições na região UV.

Para os processos de Fenton, Foto-Fenton UV-A e UV-vis, empregando condições experimentais otimizadas.


(−) Antes do Tratamento; (...) Após o tratamento com o POA: A- Fenton, B-Foto-Fenton UV-A e C- Foto-Fenton UV-vis.

Conclusões

O processo Foto-Fenton UV-A apresentou maior eficiência, 100% de degradação e remoção de cor do corante Remazol Black B, dentre os POA estudados. A vantagem apresentada em relação ao Foto-Fenton UV-vis e ao Fenton se deve ao aumento na radiação que tem influência direta na produção de radicais OH. O uso de UV-vis é 70% mais barato, tornando o processo mais atrativo para a utilização da tecnologia em larga escala. Além de ser mais vantajoso para o meio ambiente, uma vez que este processo pode ser facilmente adaptado ao uso luz solar. Característica que evidencia a aplicabilidade do método.

Agradecimentos

Referências

ALMEIDA, E. J. R. D. Avaliação da remoção de cor e toxicidade de azo corantes pelo emprego de tratamentos microbiológicos, adsortivos e processos oxidativos avançados. 2018.
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VOGEL, A. I. Química Analítica Cuantitativa, Teoría y Práctica. Buenos Aires: Kapelusz, 1960. v. 1.