Proposição de um reator fotocatalítico para destruição de microrganismos em ambientes interiores

Abstract

Recebido em 13/2/02; aceito em 3/6/02 PROPOSITION OF A PHOTOCATALYTIC REACTOR TO INACTIVATE AIRBORNE MICROORGANISMS. The TiO 2 /UV photocatalytic reactor was investigated as an alternative system to inactivate airborne microorganisms. The experiments performed in the absence of the catalyst showed that direct photolysis was not efficient to destruct microorganisms, with only 30% of inactivation. Similar inactivation percentage was obtained using TiO 2 in absence of UV radiation. The destruction of microorganisms present in a contaminated indoor atmosphere, using the combination of TiO 2 /UV was very efficient, reaching more than 98% of destruction.Keywords: microorganism inactivation; photocatalytic reactor; TiO 2 /UV irradiation. INTRODUÇÃOAntes da década de 70, os problemas de saúde relacionados com a poluição do ar de ambientes interiores chamavam pouca atenção da comunidade científica. O interesse por este assunto tem crescido nos últimos anos, uma vez que as pessoas têm passado a maior parte do seu tempo em ambientes fechados 1 . As causas da poluição do ar de ambientes interiores podem ser decorrentes da má ventilação, da presença de material particulado, da contaminação química, especialmente por compostos orgânicos voláteis e, também, devido à contaminação microbiológica. A melhora na ventilação e o emprego de filtros apropriados podem amenizar tais problemas. No entanto, a presença de compostos orgânicos voláteis e microrganismos (bacté-rias, fungos e vírus), ainda que em pequenas concentrações, causa grande preocupação 2,3 . Um grande número de sintomas está relacionado com a má qualidade do ar. O conjunto destes sintomas foi definido como Síndrome do Edifício Doente 3,4 . Os principais incluem dor de cabeça, náusea, irritação nos olhos, problemas no sistema respiratório, sonolência e fadiga 5 . Inúmeros métodos têm sido propostos com o objetivo de mitigar o problema da contaminação biológica do ar interno, incluindo filtros para a remoção de materiais biológicos. Os filtros têm sido utilizados devido ao baixo custo e fácil manuseio, apresentando, entretanto, a desvantagem de não destruírem os microrganismos, e sim transferi-los para outro meio 4 . Um processo alternativo para inativar os microrganismos, proposto no presente trabalho, emprega o sistema TiO 2 /UV. No início da década de 70, Fujishima e Honda 6 descobriram que a água era decomposta a hidrogênio e oxigênio na presença de um eletrodo de dióxido de titânio e luz UV. Quando o TiO 2 é irradiado com luz UV com energia igual ou superior ao seu "bandgap" o par elétron/lacuna positiva é gerado na superfície da partícula deste semicondutor. Como conseqüência, a lacuna positiva pode oxidar água adsorvida na superfície do TiO 2 , formando radicais hidroxila (HO • ). Estes radicais são altamente reativos 7-9 , possuindo um elevado potencial de oxidação. Dentre as possibilidades de aplicação deste sistema, o emprego na área ambiental tem merecido maior destaque devido, principalmente, à possibilidade de alcançar a mineralização completa de vá-rios com...

Indoor air disinfection using a polyester supported TiO2photo-reactor

“…Numerous methods have already been proposed to decontaminate indoor air, with filters being the most used in the past because of their low cost and the easy operation they offer. The main disadvantage of this method is that it is non‐destructive, demanding frequent maintenance (Kondo et al., 2003). Ultra‐violet (UV) lamps have also been used inside air conditioning systems with efficiency (Menzies et al., 2003; USEPA, 2002), but heterogeneous photocatalysis has become one of the most studied methods to disinfect indoor air and, due to the observed performance in disinfection rates, they generate a large number of patents and commercial equipment every year (Kim et al., 2001; Kondo and Jardim, 1991;Ohtani et al., 1992; Phillips, 2002; Shchukin et al., 2004; Tryk et al., 2000).…”

“…Kondo et al. coupled a supported P‐25 TiO 2 plug‐flow reactor with a blacklight lamp directly to the exhaust of an air conditioning equipment, reaching 99% of total bacteria inactivation for a residence time of about 40 s. However, no sampling was carried out in the ambient indoor air (Kondo et al., 2003). Pal et al.…”

“…Numerous methods have already been proposed to decontaminate indoor air, with filters being the most used in the past because of their low cost and the easy operation they offer. The main disadvantage of this method is that it is non-destructive, demanding frequent maintenance (Kondo et al, 2003). Ultra-Abstract Among the decontamination methods applicable to indoor air, heterogeneous photocatalysis has received increasing attention in recent years.…”

Fotodegradação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em placas de sílica impregnadas com dióxido de titânio

“…A emulsão de dióxido de titânio utilizada foi preparada 17 adicionando-se num almofariz 12,00 g de dióxido de titânio, 4 mL de água destilada e 0,4 mL de acetilacetona, misturando-se até se obter uma pasta homogênea. Em seguida, foram acrescentados 25 mL de água destilada e 0,2 mL de Triton X-100.…”

Inativação por oxidação fotocatalítica de Escherichia coli e Pseudomonas sp.

“…Ao contrário dos bactericidas comuns, os azulejos revestidos com TiO 2 são continuamente ativos, enquanto houver iluminação 6 . Visando a implementação de sistemas fotocatalíticos contínuos em grande escala, diversos estudos sobre a inativação de microrganismos, envolvendo bactérias, protozoários, vírus e fungos, vêm sendo realizados tanto na água como no ar, objetivando a desinfecção de efluentes, de águas para abastecimento e de ambientes interiores sujeitos a contaminação [7][8][9][10][11] . …”