INTRODUÇÃO
Com a evolução dos processos industriais e o conseqüente surgimento de inúmeros produtos que rapidamente tornaram-se de primeira necessidade, a atividade industrial cada vez mais adquiriu um caráter essencial na sociedade contemporânea. Ao longo das décadas, as atividades industriais têm produzido rejeitos gasosos, líquidos e sólidos nocivos ao meio ambiente. Substâncias químicas presentes na atmosfera produzidos pelo homem, tem colocado em risco a vida na terra através da destruição da camada de ozônio o que implica do aquecimento do planeta até em severos problemas de saúde. Dentro deste contexto, uma importante parcela do processo de contaminação pode ser atribuída às atividades das refinarias de petróleo, indústrias químicas, têxteis e papeleiras e também em muitos laboratórios de pesquisa nas universidades [2].
O acúmulo de matérias primas e insumos, que envolve sérios riscos de contaminação por transporte e disposição inadequada, mostra uma ineficiência dos processos de conversão, o que necessariamente implica a geração de resíduos. O problema se agrava quando esses resíduos gerados são de organoclorados [2].
Por muito tempo os compostos organoclorados têm sido considerados como grandes responsáveis pelos problemas de contaminação ambiental, principalmente porque estes compostos são, em geral, altamente tóxicos, de difícil degradação natural e tendem a se bioacumular no meio ambiente. Grande parte da ação tóxica destes compostos pode ser constatada em microorganismos aquáticos, nos quais é comum o aparecimento de anormalidades no sistema reprodutivo e imunológico [3].
A indústria de papel e celulose é uma das que mais contribui ao processo de contaminação do meio ambiente por compostos organoclorados, principalmente com uma grande gama de compostos originados nos processos de branqueamento da polpa. Nestes processos, normalmente realizados com cloro, é produzido um grande número de compostos organoclorados, muitos dos quais são considerados altamente tóxicos. Em outros casos esse compostos são muito aplicados como solvente na remoção de produtos e são gerados em abundancia por pequenas fontes como muitos laboratórios de pesquisa química em varias universidades.
Embora o fenômeno de contaminação por organoclorados tem-se difundido de uma maneira generalizada, felizmente nos últimos anos houve uma série de estudos científicos visando o desenvolvimento de novas tecnologias de processo para o tratamento desses efluentes tóxicos [1-5].
Os avanços de tratamento utilizando processos químicos procuram de maneira geral uma alternativa que permita, não somente a remoção das substâncias contaminantes, mas sim a sua completa mineralização e baixos custos para os tratamentos, por isso nos últimos anos têm merecido destaque os denominados processos oxidativos avançados (POA).
Os processos oxidativos avançados (POA) são baseados na geração de radicais hidroxilas (●OH), um agente oxidante poderoso (E = 2,80 V) produzido “ïn situ“, de vida curta, não seletivo, ou seja, pode reagir com vários tipos de compostos orgânicos, inorgânicos, como cátions e ânions e, gerar como produtos finais dióxido de carbono, água e ânions inorgânicos.Entre os vários processos oxidativos existentes três merecem destaques pela eficiência , a fotólise do H2O2, a reação foto–fenton e a fotocatálise heterogênea com óxido de titânio.
A fotocatálise heterogênea baseia em reagentes que são usados como catalisadores semicondutores que no processo fazem a fotorredução na degradação mediante a irradiação com fótons [7]. Nesse caso o melhor reagente é o oxido de titânio (TIO2 ) pois apresenta vantagens devido a sua não toxidade e sua estabilidade química numa ampla faixa de pH além de uma capacidade de adsorção na partícula durante a degradação.
Os processos oxidativos avançados (POA) por serem métodos de baixo custo, pronta disponibilidade comercial do oxidante, baixo investimento capital e devido a sua características espectrais que levam a possibilidade de utilizar a energia incidente reduzindo a zero os custos com energia, tem cada vez mais atraído as industrias para promoverem essa aplicação como tratamento desses resíduos para tentar diminuir a poluição ambiental.
Objetivo
- Determinar a velocidade de degradação dos compostos organoclorados;
- Estudar o efeito do catalisador durante o processo;
- Estabelecer uma rota para a degradação dos compostos organoclorados.
PARTE EXPERIMENTAL
Os resíduos escolhidos para a degradação foram o ácido tricloroacético e o diclorometano que foram gerados pelo Laboratório de Produtos Naturais da Universidade Federal de São Carlos ( UFSCar).
Reagentes utilizados:
Utilizou-se nesse experimento solução 2 mol/L de ácido sulfúrico ,solução diluída de peróxido de hidrogênio 30% e dióxido de titânio (TIO2 ) em pó (Fig 1).
Caracterização do Reator
Os resíduos foram submetidos a degradação sob irradiação com luz artificial UV em batelada , para isso colocou-se os mesmos, dentro de um reator de comprimento de 1,20 m, 70 cm de largura e 50 cm de profundidade, com 4 lâmpadas de luz UV de 15 w de potência com a parte externa revestida de madeira e a parte interna revestida por uma estrutura metálica empregada em chapas de alumínio.
Análise dos resultados
Os resultados de degradação foram analisados através de cromatografia gasosa usando-se um cromatografo modelo GC-17ª (SHIMADZU)(Fig 3) com injetor de temperatura 250C com pressão 100 Kpa e taxa split ratio 20.0. Uma coluna DB-WAX de comprimento 30 mm ,temperatura de equilíbrio 3 min ,temperatura inicial 40 C e final 325C ,a temperatura do detector foi de 250C e o gás de arraste foi o hidrogênio .O solvente usado na solução junto com os resíduos degradados foi o hexano com uma solução de 1ml dos resíduos para 20ml do solvente.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Houve uma degradação crescente no intervalo de 2 para 10 horas. A mesma aconteceu por causa da presença do dióxido de titânio no processo visto que ele teve uma aplicação de semicondutor por causa de sua estrutura, no qual apresenta uma grande área superficial aumentando a atividade fotocatalítica provocando uma transição eletrônica (excitação) , oxidando rapidamente os compostos orgânicos à CO2 , H2O, ácido mineral e reduzindo metais dissolvidos ou outras espécies presentes.
Autor: Juliano Sanches Alves
Referências:
1. Guimarães, C. A., Química Experimental dos Elementos, 37p, São Carlos 2005.
2. Alberici, R. M., Cinética em Destruição de processos catalíticos. Aplicações. Campinas. 1994. (Exame de qualificação geral de doutorado). Instituto de Química, Unicamp.
3. Barros. J. M., Redução de Poluentes e Efluentes das Industrias de Papel e Celulose pela Degradação Fotoquímica. Maringá. 2001. (Dissertação de Mestrado) – Departamento de Química, Universidade Estadual de Maringá .
4. Sanches. R, Pelegrini, R., Novas Tendências para Tratamento de Resíduos Industriais contendo organoclorados. Curitiba. 2000. (Tese de Doutorado) Departamento de Química, Universidade Federal do Paraná.
5. Oliveira, C. M., Injeção em fluxo espectrofotométrico, Araraquara. 2001.(Dissertação de Mestrado) Instituto de Química, Unesp.
