Análise de fenol e seus derivados via cromatografia líquida de alta eficiência e tratamento do poluente orgânico empregando processos oxidativos avançados

Abstract

Os efluentes líquidos gerados de unidades industriais, tais como refinarias de petróleo e petroquímicas, ao serem dispostos nos cursos de água, causam sérios problemas ambientais. Nestes efluentes é comum encontrar poluentes orgânicos persistentes (POPs) que mesmo em concentrações baixas apresentam um alto potencial carcinogênico e/ou mutagênico como o fenol que oferece risco para o meio ambiente, em especial, o aquático atingindo a flora e a fauna. O principal objetivo deste trabalho foi identificar e quantificar via cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) o fenol e seus intermediários formados. Foi identificada a presença do fenol em águas residuárias industriais e avaliada a sua degradação utilizando a fotólise (UV), processos oxidativos avançados (POAs): Fe2+/H2O2/UV, BiPO4/H2O2/UV, TiO2/H2O2/UV e TiO2/BiPO4/H2O2/UV empregando um reator anular de bancada, bem como foi verificada a toxicidade desses compostos, e foi realizado um estudo cinético utilizando o teor de carbono orgânico total (COT). Para a identificação e quantificação dos padrões do fenol e dos seus principais derivados, a metodologia analítica passou por um processo de validação utilizando os parâmetros analíticos: linearidade, precisão, repetibilidade, exatidão, limite de quantificação (LQ) e limite de detecção (LD). As curvas de calibração mostraram-se lineares na faixa estudada e com coeficiência de correlação R2 acima de 0,99 (para p < 0,001), em intervalos de concentração de 2 a 50 mg∙L-1 e 50 a 200mg∙L-1. Quanto à precisão da metodologia, avaliou-se a repetibilidade observando-se que o coeficiente de variância (CV) para todos os compostos foram abaixo de 20%, dentro de um limite considerado. Os LQ e LD foram adequados para todos os compostos abordados. Os ensaios para verificação da exatidão do método forneceram valores acima de 84% para todos os compostos. Obteve-se através do processo por fotólise uma degradação do fenol e mineralização do COT de 28,30% e 6,83%, respectivamente após 120 minutos. No processo foto-Fenton, nas seguintes condições, [Fe2+] = 14,15 mg∙L-1, [H2O2]=1663,40 mg∙L-1 num pH 3 em 126,18 minutos, obteve-se uma degradação e mineralização de 99,89 e 99,71% respectivamente, sendo que no tratamento do efluente real oriundo de uma indústria de abrasivos foi obtido 65% de conversão de COT com praticamente degradação total do fenol. Através do processo por fotocatálise, BiPO4/H2O2/UV aplicando [BiPO4]= 87 mg∙L-1, [H2O2]=1800 mg∙L-1 num pH 4 em 240 minutos foi registrado uma degradação quase total de fenol e 96% de mineralização do COT. No processo TiO2/H2O2/UV utilizando [TiO2]=130,50 mg∙L-1, [H2O2]= 1350 mg∙L-1 num pH 6 em 280,91 minutos resultou em 99,99 e 63,40% de degradação e mineralização do fenol, respectivamente. No processo TiO2/BiPO4/H2O2/UV adotando[TiO2/BiPO4]= 87 mg∙L-1, [H2O2]=1800 mg∙L-1 num pH 6 em 240 minutos, resultou numa degradação e mineralização do fenol em 94,30 e 67,00%, respectivamente. O modelo cinético agrupado (Kinetic Model Lumped) foi adotado e permitiu representar de modo satisfatório os resultados experimentais do COT obtidos nos seguintes tratamentos: foto- Fenton (R2=0,9892), BiPO4/H2O2/UV (R2=0,9977), TiO2/H2O2/UV (R2=0,9701) e TiO2/BiPO4/H2O2/UV (R2=0,9945). Os testes de toxicidade empregando as espécies florais: Impatiens balsamina,Celosia cristata; espécie hortaliça: Lactuta sativa L. e American hard (trigo) se revelam excelentes organismos para avaliação de compostos tóxicos existentes em amostras contaminadas, bem como as técnicas microbiológicas, importantes para quantificação dos níveis de bactérias presentes em águas e efluentes.