Estudo da potencialidade da fotocatálise heterogênea (TiO2 e ZnO) e dos processos Fenton para remediação de águas contaminadas pelos estrogênios estrona, 17B-estradiol e 17a-etinilestradiol

• Autor(a) principal: Liz, Marcus Vinicius de
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1884/34800
• topic: Teses; Fotocatálise

Resumo: Neste trabalho foi avaliada a degradação de estrogênios em solução aquosa e em amostras de esgoto, utilizando-se processos avançados de oxidação fundamentados em fotocatálise heterogênea e processos Fenton. Adicionalmente, foi desenvolvido um método de determinação fundamentado em cromatografia em fase líquida de alta eficiência com detecção ultravioleta e de fluorescência, para determinação dos estrogênios estrona (E1), 17B-estradiol (E2), estriol (E3) e 17a-etinilestradiol (EE2) em águas residuais urbanas, e E1, E2 e EE2 para controle analítico nos estudos de degradação. Estudos de degradação fotocatalítica realizados em escala de bancada permitiram verificar uma elevada eficiência de tratamento dos sistemas fundamentados no uso de TiO2 e radiação UVC. Entretanto, observou-se que grande parte da degradação foi devida a processos de fotólise (ausência de fotocatalisador), propiciados pela elevada fotossensibilidade dos substratos em estudo. Na presença de radiação de menor energia (UVA) o processo de fotólise foi praticamente suprimido, o que permitiu observar eficiente degradação dos estrogênios em tempos de reação da ordem de 30 min. Em processos assistidos por radiação solar, a fotocatálise mediada por TiO2 mostrou elevada capacidade de degradação, permitindo a remoção praticamente completa dos estrogênios em tempos de reação de 15 min. Estudos similares foram realizados na presença de ZnO, sendo constatada eficiência de degradação que corresponde a aproximadamente à metade da apresentada pelos sistemas fundamentados no uso de TiO2. Estudos de degradação realizados na presença de radiação UVA e TiO2 suportado em anéis de vidro permitiram verificar degradação quase completa dos hormônios, em tratamentos de aproximadamente 60 min. Embora a eficiência de degradação seja inferior à apresentada pelos sistemas que utilizam fotocatalisador em suspensão, em razão da significativa redução de área superficial nos sistemas imobilizados, o uso destas formas suportadas viabiliza o estabelecimento de processos contínuos. Os processos foto-Fenton aplicados em meio homogêneo apresentaram eficiência de degradação comparável à dos processos fotocatalíticos mediados por TiO2 em suspensão. O emprego de sistemas heterogêneos mediados pelo uso de ferro imobilizado em quitosana permitiu a degradação praticamente completa dos estrogênios em tratamentos de 90 min, tempo este que foi reduzido para 60 min a partir da segunda vez de uso do catalisador suportado. Estudos mais aprofundados sobre o mecanismo de degradação permitem sugerir a ocorrência de processos homogêneos e heterogêneos, do tipo Fenton, foto-Fenton e like- Fenton. Estudos de degradação de estrogênios em amostras de esgoto fortificadas permitiram verificar remoções da ordem de 85% em processos de fotocatálise mediados por TiO2 imobilizado e assistidos por radiação UVA. Por sua vez, processos Fenton homogêneos assistidos por luz solar permitiram degradações superiores a 90%. Este conjunto de resultados permite inferir que processos de fotocatálise mediados por TiO2 e processos foto-Fenton, assistidos por radiação solar ou artificial, proporcionam uma eficiente degradação dos estrogênios em solução aquosa, inclusive com o uso de fotocatalisadores imobilizados. Trata-se de uma observação relevante, na medida em que vislumbra o desenvolvimento de reatores contínuos de maior porte.