Degradação do corante têxtil preto direto 22 empregando processos oxidativos avançados eletroquímicos e homogêneos

Abstract

As indústrias têxteis geram efluentes constituídos por compostos orgânicos sintéticos, tal como os corantes. Uma vez que estes são de difícil degradação, faz-se necessário a utilização de métodos eficientes para tratá-los corretamente. Os processos oxidativos avançados (POA) são uma alternativa, pois são capazes de gerar radicais oxidantes que promovem a mineralização deste poluente. Diante disso, objetivou-se avaliar a eficiência de POA homogêneos (fotoperoxidação, Fenton e foto-Fenton) e eletroquímicos (oxidação anódica e eletro-Fenton) no tratamento do corante preto direto 22 (PD22). Os processos fotoperoxidação e foto-Fenton foram conduzidos sob radiação UV-C e visível (sunlight). Dentre os processos homogêneos, os processos foto-Fenton/UV-C (FF/UV-C) e foto-Fenton/sunlight (FF/sunlight) se destacaram e conduziram a uma degradação superior a 98,02% após 60 min, fazendo uso de 20 mg‧L-1 de H2O2 e 1 mg.L-1 de Fe. No tratamento eletroquímico, através da oxidação anódica (OA), 82,00% do corante foi degradado após 30 min, utilizando NaCl (0,025 mol‧L-1) como eletrólito e par de eletrodo Gr-Cu a uma distância de 3 cm entre eles. Para o processo eletro- Fenton obteve-se 95,16% de degradação, empregando as condições supracitadas para a oxidação anódica, tendo sido adicionado ferro, em que a concentração ideal foi de 1 mg‧L-1. Ainda para os processos eletroquímicos, foi realizado um planejamento fatorial do tipo de estrela visando otimizar as variáveis voltagem e corrente. Com isso, para a OA após 60 min, aumentou-se em 16%, ao conduzi-los sob 27 V e 3 A. Após ter sido realizado um acompanhamento cinético da degradação durante 120 min de tratamento, obteve-se a máxima eficiência de 99,00% para os sistemas FF/UV-C e FF/sunlight e 98,20% para o processo eletroquímico por OA. Os dados cinéticos obtidos para todos os sistemas apresentaram bons ajustes ao modelo de pseudo-primeira ordem. Após os 120 min da cinética, verificou-se que nos processos homogêneos o H2O2 foi amplamente consumido independente da fonte luminosa utilizada. No eletroquímico, aos 5 min foi constatado a presença de H2O2 eletrogerado (2,8 mg‧L-1), o qual foi consumido ao longo do tratamento. Além disso, na OA foi verificada uma concentração de 18 mg‧L-1 de cloro livre ao final dos 120 min. Diante da definição dos parâmetros ideais para os POA, a toxicidade das amostras antes e após os tratamentos utilizando sementes de cenoura, tomilho e agrião. Constatou-se que a solução de corante inicial sem eletrólito mostrou-se tóxica aos organismos testados, enquanto na presença do NaCl a toxicidade não foi evidenciada. Todas as amostras após os tratamentos homogêneos apresentaram toxicidade e o eletroquímico só não foi prejudicial à semente de tomilho. Na avaliação da toxicidade com bactérias, apenas a amostra após tratamento via OA não apresentou caráter tóxico para este organismo. Em seguida, as três formas de tratamentos foram utilizadas ao para tratar este mesmo contaminante contido em um efluente têxtil. Para esta nova matriz, a OA foi o processo que apresentou maior eficiência de degradação (93%) e redução da demanda química de oxigênio (73,82%). Quando avaliada a toxicidade para as amostras do efluente antes e após o tratamento, este apresentou caráter tóxico para todas as espécies de sementes. Deste modo, pode-se afirmar que os processos foto-Fenton e oxidação anódica são eficientes na degradação do corante PD22 em matriz aquosa e no efluente têxtil.