Degradação dos corantes utilizados em indústria de sanitizante empregando processos oxidativos avançados clássicos e eletroquímicos

Abstract

A contaminação de matrizes aquáticas por contaminantes orgânicos coloridos é uma realidade nos ecossistemas em todo o mundo. A presença destes tipos de contaminantes nos corpos hídricos necessita de processos eficientes, visto que os tratamentos convencionais por vezes não são capazes de alcançar um tratamento completo. Assim, os processos oxidativos avançados (POA) foram empregados na degradação de corantes oriundos de indústria de sanitizantes como alternativas para tratar estes compostos. Desse modo, a mistura dos corantes, amarelo ácido 36 (AA36) e azul ácido 80 (AA80), a 10 mg∙L-1 cada, foi submetida aos POA clássicos sob radiação UV-C e sunlight e quantificada via espectrofotometria de ultravioleta/visível (UV/Vis) em 267, 436 e 624 nm, utilizando metodologia validada. Conforme estudo preliminar, os sistemas clássicos de fotoperoxidação (UV-C) e foto-Fenton (sunlight) conduziram aos melhores resultados de degradação, empregando [H2O2] de 80 mg∙L-1 para ambos os sistemas e [Fe] de 3 mg∙L-1 para o foto-Fenton. Para a fotoperoxidação (FP), verificou-se que os dados experimentais apresentaram ajustes satisfatórios aos modelos cinéticos de Chan; Chu e He et al. com coeficientes de regressão linear superiores a 0,98 e degradação completa para os 3 λ. A solução aquosa também foi submetida a processos eletroquímicos utilizando eletrodos de grafite e uma fonte de computador reutilizada (18,5 V) para abastecimento do sistema. Testes preliminares fizeram uso de diferentes eletrólitos (NaCl, KCl e Na2SO4) individualmente ou em combinação, sendo a configuração do sistema utilizada Na2SO4/KCl, a 0,05 mol∙L-1 cada, sem agitação a mais adequada. Com as condições experimentais determinadas, investigou-se a influência de diferentes radiações no sistema. Foram utilizadas radiações UV-A e UV-C, de modo combinado e individual, constatando-se que o sistema fotoeletroquímico/UV-C (FEQ) alcançou 72% de degradação para λ = 267 nm e degradação total para os demais comprimentos de onda. O acompanhamento cinético do tratamento demonstrou bom ajuste aos modelos de pseudo-primeira ordem. O processo fotoeletro-Fenton na presença de FeCl3 a uma concentração de 0,5 mg∙L-1, também demonstrando eficiência na degradação do grupamento aromático (68%). Ainda com relação a este grupamento, evidenciou-se ajuste ao modelo de Nichela et al. com R2 igual a 0,96, devido a formação expressiva de intermediários de reação nos primeiros minutos. Este comportamento, foi semelhante tanto para FP e FEQ frente o efluente sintético (ES). O efluente de indústria de sanitizante (EIS) foi tratado utilizando uma associação entre o processo foto-Fenton, com adição de peróxido de hidrogênio de modo fracionado, seguido do processo fotoeletro-Fenton alimentado energeticamente por sistema fotovoltaico off-grid. Avaliando-se a toxicidade frente a sementes de agrião, cenoura e tomilho, verificou-se inibição do crescimento das raízes, especialmente com o aumento da complexidade da matriz empregada. Para toxicidade frente as bactérias (Escherichia coli e Salmonella enteritidis), o EIS não demonstrou toxicidade após o tratamento para Salmonella enteritidis. Assim, pode-se afirmar que os diferentes tipos de POA aplicados para o tratamento de mistura dos corantes e em diferentes matrizes, demonstraram eficiência, além da utilização de um sistema sustentável. Sendo assim, os sistemas propostos demonstraram ser eficientes para a degradação de diferentes matrizes contendo os corantes AA36 e AA80 implementando sistema energético sustentável.