Degradação catalítica dos corantes Acid Red 27 e Quinoline Yellow via processo foto-fenton heterogêneo

Abstract

Efluentes industriais contendo corantes causam sérios impactos ambientais devido à sua persistência e toxicidade, reduzindo a transparência da água e afetando organismos aquáticos. Neste contexto, este trabalho avaliou a eficiência do processo foto-Fenton heterogêneo na degradação dos corantes Acid Red 27 e Quinoline Yellow utilizando magnetita (Fe O ) como 3 4 catalisador. Experimentalmente, a magnetita foi sintetizada pelo método hidrotérmico e os efeitos das variáveis operacionais como pH, concentrações iniciais de corante e de oxidante (H O ), taxa de irradiação UV e dosagem de catalisador foram avaliados. Em adição, estudos 2 2 cinéticos e termodinâmicos da oxidação fotocatalítica foram conduzidos a temperaturas de 25, 40 e 60 °C. Os resultados indicaram como condições ótimas de degradação uma dosagem de 1,4 g.L-1 de Fe O , concentração de H O de 60 mg.L-1; pH = 3,0 e taxa de irradiação UV de 3 4 2 2 27,1 W.cm-2. A modelagem cinética foi tipicamente de primeira ordem e o aumento da temperatura favoreceu significativamente a eficiência de degradação, o que confirma a natureza endotérmica e espontânea do processo oxidativo tanto em solução individual como em mistura dos corantes (0,165 mmol.L-1). O Acid Red 27 apresentou maior reatividade e menor energia de ativação em comparação a Quinoline Yellow em ambas as configurações reacionais investigadas, sugerindo maior afinidade do azo corante pelos sítios de ferro do catalisador e maior suscetibilidade ao ataque oxidativo. A análise por espectroscopia molecular no UV-Vis não mostrou a formação de coprodutos de degradação, o que ratifica o caráter promissor da magnetita no tratamento de efluentes aquosos contendo diferentes tipos de corantes. Ensaios ecotoxicológicos com sementes de alface (Lactuca sativa L) indicaram menor toxicidade residual nos tratamentos foto-Fenton heterogêneos em comparação ao Fenton homogêneo. De modo geral, o processo foto-Fenton heterogêneo mostrou-se eficiente para a degradação de ambos os corantes de forma isolada, e, quando em mistura, observou-se um favorecimento da degradação do Acid Red 27 em detrimento do Quinoline Yellow. Ademais, a análise de ecotoxicidade evidenciou que o Quinoline Yellow apresenta toxicidade residual mais elevada em comparação ao Acid Red 27, mesmo após o tratamento fotocatalítico. Em geral, o processo foto-Fenton heterogêneo com magnetita mostrou-se promissor para a degradação dos corantes Acid Red 27 e Quinoline Yellow. Palavras-Chaves: Processo foto-F