Degradação do 2,4,6-triclorofenol através de redução mediada por cobre de valência zero acoplada a oxidação UV/H2O2

• Autor(a) principal: Souza, Larissa Pinheiro de
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/26681
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; 2,4,6-triclorofenol; Cobre de valência zero; Coluna de leito fixo; UV/H2O2; Toxicidade

Durante a etapa de desinfecção da água de abastecimento, a combinação da matéria orgânica, ainda presente, ao cloro residual livre, leva à geração de substâncias organocloradas. Dentre essas, encontra-se o 2,4,6 – triclorofenol (TCP), com elevada persistência ambiental e de caráter carcinogênico, constando, inclusive, na lista prioritária da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos - USEPA. A água de abastecimento apresenta normalmente baixos valores desse composto (ng L-1 ), mas mesmo em concentrações baixas, a sua capacidade bioacumulativa pode provocar efeitos nocivos a longo prazo, havendo assim a necessidade de remediar as águas contaminadas com TCP. Processos Oxidativos Avançados (POA) mostram-se eficientes na degradação de compostos orgânicos persistentes, porém, quando se trata de organoclorados, por estes apresentarem grupos deficientes de elétrons (halogênios),e, consequentemente, resistência à oxidação, a eficiência pode não ser a mesma. Uma alternativa para isso é a utilização de uma pré-etapa redutiva, facilitando assim a sua posterior oxidação. Desta forma, o presente trabalho propõe um sistema que vai acoplar um processo redutivo com cobre de valência zero a um processo fotooxidativo mediado por radicais hidroxila (OH). Inicialmente, em um estudo preliminar da influência das variáveis, investigou-se a redução através de dois processos: batelada e coluna de leito fixo com reciclo. No processo em coluna, testaram-se diferentes materiais reativos, dentre eles o fio de cobre advindo de sucata eletrônica, assim como a influência da concentração de metal e contaminante, através de delineamento experimental estatístico. Deste estudo obtiveram-se as melhores condições de degradação redutiva a serem aplicadas no acoplamento dos processos. Em seguida, estudou-se a degradação do TCP por um processo oxidativo avançado (UV/H2O2), de forma a se comparar com a primeira etapa. Neste verificou-se a influência da concentração de oxidante (H2O2), de forma a encontrar a mais adequada para posterior acoplamento à etapa redutiva. Por fim, soluções previamente reduzidas foram oxidadas, acoplando-se assim os processos. Em ambas as etapas foram testadas duas matrizes aquosas (sintética e real). Foram ainda realizados testes de toxicidade com a bactéria Vibrio fischeri para avaliação da eficácia do tratamento na remoção da toxicidade. Os intermediários das reações foram identificados por espectrometria de massa, sendo proposto um mecanismo reacional para os sistemas estudados. Dessa forma, os resultados mostraram que 80 % do TCP foi degradado pelo processo redutivo mediado por fios de cobre obsoletos, usando 30,6 g cobre e [TCP]0 = 10 mg L-1 (0,0506 mmol L-1 ) no sistema de coluna de leito fixo, porém não houve mineralização do poluente, havendo apenas a descloração da molécula. No processo de oxidação por UV/H2O2, observou-se degradação total do contaminante em 4 minutos e um máximo de 40 % de mineralização, usando 0,056 mmol L -1 de H2O2. Acoplando os dois processos, uma mineralização de 52% foi alcançada no mesmo tempo de reação, comprovando assim que a pré-redução do organoclorado facilita a sua posterior oxidação. As soluções que apresentaram maiores degradações na etapa redutiva coincidiram com uma maior toxicidade contra V.fishceri. Contudo, na oxidação, foi possível perceber uma relação entre mineralização e remoção de toxicidade, porém essa relação não é linear em todos os casos estudados.