Estudo, otimização e aplicação de microondas acoplado ao processo oxidativo avançado H2O2/UV na degradação da tartrazina

• Autor(a) principal: Parolin, Fernanda
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75132/tde-18102011-132431/
• topic: Experimental design; H2O2/UV; H2O2/UV; Microondas; Microwaves; Planejamento experimental; Tartrazina; Tartrazine

Os corantes azo são amplamente utilizados em muitas indústrias, entre elas as alimentícias, farmacêuticas e têxteis. Quando essas moléculas estão presentes no efluente industrial tornam o seu tratamento, que na maioria dos casos é biológico, difícil. Suas complexas estruturas são altamente estáveis e a presença de grupos sulfônicos (-SO3H) torna o corante ácido e altamente solúvel em água. Um exemplo deste tipo de corante é a tartrazina que pode causar efeitos adversos para a saúde humana, como alergia. Desde o início dos anos 70, quando os Processos Oxidativos Avançados (POAs) foram reconhecidos por sua capacidade de degradar poluentes em meio aquoso, houve um aumento significativo nas pesquisas por duas razões: a diversidade de tecnologias envolvidas e a grande variedade de efluentes que os POAs são capazes de tratar. A fotoquímica assistida por microondas (MO) consiste na combinação de dois tipos distintos de radiação eletromagnética, microondas e UV/VIS, na ativação de reações químicas. Frequentemente está associada ao uso de uma lâmpada de descarga sem eletrodo (LDE) que gera radiação ultravioleta (UV) sob a influência de um campo de microondas. O presente trabalho tem como objetivo tratar uma solução de tartrazina (25 mg L-1) utilizando o processo H2O2/UV/MO e otimizando-o a fim de se obter a maior degradação com a utilização da menor quantidade de oxidante possível. Para tanto, elaborou-se um planejamento fatorial com a finalidade de observar o comportamento das variáveis independentes pH e concentração inicial de peróxido de hidrogênio no processo. A partir dos resultados, elaborou-se um planejamento composto central a fim de se ajustar um modelo polinomial aos dados obtidos. A condição ótima de tratamento para as variáveis independentes foi: pH = 2,6 e [H2O2] = 2 × 10-3 mol L-1. A variável-resposta observada foi a remoção de cor (por meio da integração da área dos espectros na região do visível). A cinética obtida para o processo H2O2/UV/MO foi de ordem zero, com k = 3,9 × 10-2 u.a.-1 min-1 e, aproximadamente, 92% de descoramento em 24 minutos. A biodegradabilidade (DBO5/DQO) e a análise de carbono orgânico total (COT) não apresentaram variação significativa. No entanto, pôde-se observar, através da CE50, que o processo H2O2/UV/MO reduziu a fitotoxicidade da solução de tartrazina, indicando a possível formação de intermediários de degradação menos tóxicos que a molécula original. A avaliação do efeito das microondas foi feita pelo estudo da degradação da solução de tartrazina através dos processos H2O2, MO, H2O2/MO e UV/MO, sendo que o descoramento não passou de 20%, indicando que as MO influenciam no processo H2O2/UV devido ao possível sinergismo com a radiação UV e também pelos possíveis efeitos térmicos e não térmicos exercidos por essa radiação.