Degradação de mistura de corantes têxteis empregando processos oxidativos avançados

Os corantes têxteis são compostos com estrutura complexa e de difícil degradação. Quando não tratados adequadamente pelos métodos convencionais e lançados em corpos hídricos, podem modificar o ecossistema, diminuindo a penetração da radiação solar e consequentemente a fotossíntese, além de causarem toxicidade aos seres vivos. No tratamento destes compostos, os processos oxidativos avançados (POA) se destacam devido a sua capacidade de degradar compostos recalcitrantes com eficiência quando comparados aos processos biológicos e físico-químicos. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a degradação da mistura de corantes têxteis vermelho direto 23, vermelho direto 227 e laranja direto 26 utilizando diferentes POA e a fotólise direta. A mistura foi analisada por espectrofotometria de ultravioleta/visível onde curvas analíticas foram construídas com boa linearidade e precisão. No estudo preliminar, foram aplicados os processos de fotólise, UV/H₂O₂, Fenton e foto-Fenton, utilizando reatores com radiação sunlight e UV-C. Assim, o POA foto-Fenton com radiação sunlight apresentou melhores percentuais de degradação (% de degradação), tanto para os grupos cromóforos (>29%) quanto para os grupos aromáticos (≈66%). Para identificação da melhor condição de trabalho, foram avaliadas a concentração de peróxido ([H₂O₂]), concentração de ferro ([Fe]) e pHinicial (pHᵢ) por meio de planejamento fatorial 2³ com ponto central em triplicata, além de estudo univariado da [H₂O₂]. Foi verificada uma maior degradação ao empregar [H₂O₂] = 40 mg•L⁻¹, [Fe] = 1 mg•L⁻¹, pH entre 3 e 4, por um período de 180 min. Procedeu-se com o estudo da influência da superfície por unidade de volume da solução nos % de degradação e o acompanhamento cinético. Para tal, ensaios foram realizados utilizando volume de 1 L obtendo-se maiores % de degradação para os λ de 240 e 306 nm (82,53 a 91,47%) quando comparados aos ensaios utilizando 50 mL da solução de corantes (76,98 a 89,98%). O estudo cinético mostrou que o processo foto-Fenton adequou-se bem ao modelo não-linear de pseudo-primeira ordem proposto por Chan e Chu (2003) com coeficientes de regressão linear acima de 0,936. Avaliou-se também a [H₂O₂] residual, constatando-se a presença desse reagente em uma faixa de concentração de 0 a 0,5 mg∙L⁻¹. Acompanhamento espectral em faixa de λ de 200 a 600 nm foi realizado, sendo observada a formação de compostos intermediários em 200 nm. Portanto, avaliou-se a toxicidade da solução antes e após submissão ao POA frente a espécies de sementes, bactérias e microcrustáceos. Verificou-se que a solução após tratamento e sem diluição exibiu toxicidade apenas para a bactéria Proteus mirabilis e ao microcrustáceo Artemia salina.Textile dyes are compounds with complex structure and difficult to break down. When not properly treated by conventional methods and dumped in water bodies, they can modify the ecosystem, reducing the solar radiation penetration and consequently the photosynthesis, besides causing toxicity to living beings. In the treatment of these compounds, the advanced oxidative processes (AOP) highlighted due to its ability to degrade recalcitrant compounds with high efficiency when compared to biological and physical chemical processes. In view of the above, this work had as objective to evaluate the degradation of the textile dye mixture direct red 23, direct red 227 and direct orange 26 using different AOP and direct photolysis. The mixture was analyzed by ultraviolet/visible spectrophotometry where analytical curves were constructed with good linearity and precision. In the preliminary study, were applied the processes photolysis, UV/H₂O₂, Fenton and photo-Fenton, using reactors with sunlight and UV-C radiation. Therefore, the AOP photo-Fenton with sunlight radiation presented better percentages of degradation (% of degradation), both for the chromophoric groups (> 29%) and for the aromatic groups (≈66%). In order to identify the best working condition, the peroxide concentration ([H₂O₂]), iron concentration ([Fe]) and pHinicial (pHᵢ) were evaluated through factorial design 2³ with triplicate center point, as well as a univariate study of [H₂O₂]. A higher degradation was observed by employing [H₂O₂] = 40 mg•L⁻¹, [Fe] = 1 mg•L⁻¹, pH between 3 and 4, for a period of 180 min. Proceeded then to study the influence of the surface per unit volume of the solution in % of degradation and kinetic monitoring. For this, tests were performed using a volume of 1 L obtaining a higher % of degradation for λ of 240 and 306 nm (82.53 to 91.47%) when compared to the tests using 50 mL of the dye solution (76.98 to 89.98%). The kinetic study showed that the photo-Fenton process was well suited to the nonlinear pseudo-first order model proposed by Chan and Chu (2003) with linear regression coefficients above 0.936. The residual [H₂O₂] was also evaluated, and the presence of this reagent was verified in a concentration range of 0 to 0.5 mg∙L⁻¹. Spectral monitoring in the λ range of 200 to 600 nm was carried out and the formation of intermediates at 200 nm was observed. Therefore, the toxicity of the solution was evaluated before and after submission to AOP against species of seed, bacteria and microcrustaceans. It was observed that the solution after treatment and without dilution exhibited toxicity only to the bacterium Proteus mirabilis and to the microcrustacean Artemia salina