Determinação de metais pesados e poluentes emergentes utilizando eletrodos de carbono vítreo e diamante dopado com boro

• Autor(a) principal: Oliveira, Marconi Sandro Franco de
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/52813
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::PETROLEO E PETROQUIMICA; Água produzida; Metais pesados; Eletrodos; Oxidação eletroquímica

Nos últimos anos, as indústrias petrolífera, farmacêutica e alimentícia se desenvolveram para atender a uma expansão populacional e, com isso a problemática da poluição ambiental tem aumentado sem precedentes. Centros urbanos e o meio ambiente onde se instalaram estas indústrias, apresentam hoje problemas de poluição em suas regiões. A água produzida é um dos principais subprodutos da indústria do petróleo e se caracteriza como um efluente de composição complexa, formada por vários compostos orgânicos e inorgânicos. Chega a representar cerca de 70 % do total das águas residuais geradas durante o tempo de vida do poço, do qual também dependem suas características e quantidades produzidas. Atualmente, no Brasil, milhões de metros cúbicos de efluentes hídricos são descartados no meio ambiente, assim como uma quantidade considerável de óleos e graxas. Os contaminantes emergentes (CEs), produtos da indústria farmacêutica e alimentícia, são poluentes considerados persistentes e têm sido objetos de estudo em todo o mundo. Diversas matrizes aquáticas apresentam baixas concentrações desses poluentes causando danos à saúde de humanos e ao ecossistema, o que os faz necessitar de identificação, quantificação e tratamentos alternativos capazes de promover sua degradação. A presente tese objetivou investigar, através de efluentes sintetizados e amostras reais contaminadas, a aplicação da análise com detecção voltamétrica em eletrodo de BDD para determinação dos CEs (Cafeína, paracetamol e Alaranjado de metila) em efluente sintético e em carbono vítreo não modificado (GCEn) para metais pesados (Pb2+, Zn2+ e Cd2+) em amostra real de água produzida de petróleo. Para efeito de comparação, os métodos analíticos de espectroscopia de absorção na região do UV-vis e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC, High-Performance Liquid Chromatography), foram empregados na análise das amostras como técnicas referenciais. O presente estudo avaliou a eficiência da oxidação eletroquímica (OE) na degradação da cafeína, paracetamol e do alaranjado de metila. Além disso, foi verificado o consumo energético de todos os processos aplicados, neste estudo, apresentaram um baixo custo operacional, viabilizando desta forma, a aplicação do processo de OE para o tratamento de efluentes. Os resultados obtidos foram satisfatórios, pois foi alcançada a remoção completa dos ECs em todos os processos aplicados. Para quantificar os analitos na amostra de forma confiável, antes e após ao tratamento oxidativo, foi realizada análise de voltametria de pulso diferencial (DPV, Differential Pulse Voltammetry) em eletrodo de BDD, juntamente com a HPLC e espectrofotometria de absorção na região do UV-vis na caracterização dos CEs. O resultado obtido pelo método eletroquímico apresentou-se concordante estatisticamente com os métodos espectrofotométrico e HPLC. As curvas de calibração variaram linearmente de 3,88 a 19,20 mg L−1 para a cafeína, por exemplo. Os limites de detecção foram 3,43, 0,84 e 0,46 mg L−1 para a cafeína, paracetamol e alaranjado de metila, respectivamente. O eletrodo de carbono vítreo não modificado (GCE), foi usado como plataforma de detecção eletroquímica para determinar traços de chumbo, cádmio e íons zinco em amostras de água produzida de petróleo por Voltametria de redissolução com pulso diferencial (DPSV). As curvas de calibração variaram linearmente de 0,05 a 1,19 mg L−1 para os metais Pb2+, Zn2+ e Cd2+. Os limites de detecção foram 0,16 mg L−1 para Pb2+, 0,14 mg L−1 para Zn2+ e 0,13 mg L−1 para Cd2+. Os limites de detecção foram 0,14 mg L−1 para Zn2+, 0,12 mg L−1 para Cd2+ e 0,12 mg L−1 para Pb2+ para análise simultânea. O eletrodo de carbono vítreo não modificado, foi aplicado com sucesso na análise de metais traço em água produzida de petróleo contaminada. A comparação dos resultados da eletroanálise com os da espectrofotometria de absorção na região do UV-vis e HPLC, estabelece e confirma potencialmente aplicável, a técnica para a determinação dos analitos de cafeína, paracetamol e alaranjado de metila em efluentes sintéticos. E de maneira geral, pode-se destacar o método eletroquímico pelo baixo consumo de reagentes, facilidade na operação, rapidez de análise e excelente precisão e exatidão, características que conduzem a utilização dessa técnica como mais uma forma na determinação de analitos em efluentes.