Imobilização de ferro (II) em matriz de alginato e sua utilização na degradação de corantes têxteis por processos Fenton

Abstract

Rcebido em 26/7/07; aceito em 14/11/07; publicado na web em 8/7/08 IMMOBILIZATION OF IRON (II) IN ALGINATE MATRIX AND ITS USE IN TEXTILE DYE DEGRADATION BY FENTONPROCESSES. In this work Fenton and photo-Fenton processes for textile dye degradation were investigated using iron (II) immobilized in alginate spheres. Photomicrographs obtained by scanning electron microscopy showed an irregular and porous surface with a homogeneous distribution of iron. The Fenton process was used to evaluate the degradation efficiency of reactive dyes and this procedure showed a low degradation effect. The association of artificial visible light or solar radiation in the Fenton process (foto-Fenton process) showed degradation ratios of 70 and 80% respectively in 45 min. It was also observed that the ironalginate matrix can be reused.Keywords: Fenton process; immobilized iron; alginate. INTRODUÇÃODentro do contexto do controle da poluição ambiental, a eliminação de substâncias químicas tóxicas presentes nos efluentes de produção se apresenta como um dos fatores mais importantes, o que faz com que o estudo de alternativas de tratamento eficientes e de baixo custo seja uma premente necessidade.Dentre as várias fontes de contaminação dos recursos hídricos é possível destacar o setor industrial, em razão do elevado consumo de água e da conseqüente geração de grandes volumes de resí-duos.1 Dentro deste contexto, as indústrias têxteis ocupam um lugar de destaque, uma vez que, dependendo do processo e do equipamento utilizado, da qualidade do produto final e do tipo de fibra beneficiada, o consumo de água alcança valores entre 25 e 250 m 3 por tonelada de produto. 2,3Uma das grandes dificuldades enfrentadas por este tipo de indústria está centrada no controle e na remoção de corantes presentes nas águas residuárias.Além de provocar problemas estéticos, a descarga de corantes em corpos aquáticos pode causar importante impacto ambiental, principalmente em função da sua interferência nos processos fotossintéticos naturais.4-6 A maior preocupação, entretanto, está relacionada com a descarga de resíduos contendo corantes azo, os quais podem ser biotransformados no ambiente, gerando produtos de elevado poder carcinogênico e mutagênico. 4 Pelos motivos antes salientados, o tratamento de resíduos aquosos contendo corantes deve ser encarado como prioridade. Infelizmente, grande parte das rotinas de tratamento utilizadas pela indústria apresenta eficiência reduzida, 4,7 o que faz com que o estudo de novas alternativas de tratamento se torne cada vez mais necessário.Processos oxidativos avançados (POA's), fundamentados na geração de radicais hidroxila, têm se mostrado promissores, pois são capazes de oxidar uma grande classe de compostos de difícil degradação.8 Dentre os POA's, o processo Fenton tem sido amplamente utilizado, devido ao baixo custo, ausência de toxidade dos reagentes (H 2 O 2 e Fe), além da simplicidade operacional. 8,9

Remoção de corante por uso de Aspergillus niger AN400 em reator em bateladas sequenciais

“…3 A presença de corantes têxteis em corpos hídricos receptores predispõe à toxicidade a vida aquática e diminui a transparência de água, afetando o processo de fotossíntese e a concentração de oxigênio dissolvido que é essencial à biota. 3,4 Vários processos físico-químicos têm sido utilizados visando o tratamento destes despejos -coagulação, seguida de flotação ou sedimentação, adsorção em carvão ativado, 5 processos oxidativos avançados, 6,7 sistemas eletroquímicos, 8 entre outros. Porém, esses processos apresentam custo elevado e baixa eficiência para remoção de cor e matéria orgânica dissolvida, além de não serem destrutivos, o que faz com que a disposição da fase sólida se constitua em outro aspecto negativo do tratamento físico-químico.…”

Degradação de corantes reativos por processo foto-fenton envolvendo o uso de peneira molecular 4A modificada com Fe3+

“…Trata-se de uma numerosa família de corantes sintéticos, bastante resistentes à degradação natural e de comprovado caráter carcinogênico e mutagênico. [4][5][6][7] Aproximadamente 10.000 corantes sintéticos são utilizados extensivamente como insumos industriais, principalmente nas indústrias têxtil e de tinturaria. Características como facilidade de produção, baixo custo, constância de estrutura e grande variedade de cores fazem com que a produção e utilização dos azo-corantes seja cada vez mais difundida.…”

“…A indústria têxtil pode consumir de 25 a 250 m 3 de água por tonelada de fibra processada, sendo que o consumo depende do tipo de processo, do equipamento utilizado, da qualidade do produto final e do tipo de fibra beneficiada. 4 Os principais problemas ambientais relacionados com as indús-trias têxteis e de tingimento devem-se à utilização de corantes reativos, principalmente os azo-corantes. Trata-se de uma numerosa família de corantes sintéticos, bastante resistentes à degradação natural e de comprovado caráter carcinogênico e mutagênico.…”

“…As vantagens mais significativas deste tipo de procedimentos estão representadas pela grande eficiência na degradação de compostos orgânicos tóxicos e persistentes, sem a necessidade de recorrer à utilização de outros oxidantes químicos, mais enérgicos e com maior potencial de contaminação. [2][3][4][9][10][11][12][13][14][15] Uma maneira de produzir radicais hidroxilas é partir de uma mistura de peróxido de hidrogênio e sais ferrosos (Equação 1). Usualmente esta mistura é conhecida por "Reagentes de Fenton", por ter sido Fenton quem observou esta reação pela primeira vez.…”

“…Neste processo, há regeneração da espécie Fe +2 , fechando-se o ciclo catalítico com produção de dois equivalentes de radical hidroxila para cada mol de H 2 O 2 decomposto inicialmente. 4,10,12,13,21,22 A natureza homogênea do processo e a possibilidade de desenvolver sistemas assistidos por radiação visível conferem ao sistema foto-Fenton uma elevada potencialidade de aplicação em sistemas contínuos de tratamento. Infelizmente, sérias restrições operacionais, principalmente relacionadas com a precipitação de óxidos férricos hidratados em valores de pH próximos de 4, dificultam ou até impedem o desenvolvimento de rotinas de tratamento orientadas a resíduos industriais.…”