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Emprego de acelerador de elétrons para a redução da toxicidade de efluente têxtil e de produtos químicos aplicados durante o tingimento do algodão

Resumo

O processo de beneficiamento têxtil utiliza importante quantidade de água durante a produção, enquanto gera efluentes que possuem diversos tipos de compostos químicos, como: surfactantes, peróxidos, ácidos, sais e corantes. Devido a sua complexidade, comumente estes efluentes possuem elevada carga tóxica e coloração. Os Processos Oxidativos Avançados vêm sendo utilizados para melhorar a tratabilidade desse tipo de efluente, complementando o tratamento biológico. A irradiação com feixes de elétrons tem sido proposta como tecnologia para tratamento de efluentes têxteis, auxiliando na redução da toxicidade, coloração, demanda química de oxigênio, entre outros parâmetros. Os principais objetivos deste trabalho foram: avaliar a toxicidade de compostos químicos utilizados no beneficiamento das fibras de algodão, além do efluente final (contendo corante reativo Red 239) em organismos aquáticos; e avaliar a eficiência da irradiação por feixe de elétrons no tratamento destes contaminantes. Os ensaios de toxicidade para efeito agudo foram realizados com organismos aquáticos: bactéria Vibrio fischeri e o crustáceo Daphnia similis. Este último também foi empregado para avaliar efeito crônico: reprodução, efeitos subletais e comprimento córporeo, pela exposição de 21 dias ao efluente têxtil contendo o corante reativo Red 239. O efluente, bem como os compostos orgânicos, foram submetidos à irradiação em acelerador de elétrons, com variação de dose de radiação entre 0,5 e 15 kGy. O tratamento com irradiação reduziu a toxicidade, a coloração, a demanda química de oxigênio e o carbono orgânico total do efluente. Em relação à toxicidade aguda, para o efluente bruto os valores médios de CE 50% ficaram entre 2,93 ± 0,13 e 9,28 ± 0,32 para D. similis e 5,65 ± 0,16 e 8,40 ± 1,45 para V. fischeri. O tratatamento com feixe de elétrons foi efetivo na redução da toxicidade das amostras de efluente, sendo obtidos os seguintes valores com 5 kGy: CE50% = 16,36 ± 5,37, representando 61,43% de remoção de toxicidade para D. similis e 15,05 ± 2,93, remoção de toxicidade de 50,73% para V. fischeri. Enquanto 10 kGy resultou em mais de 70% de remoção de efeitos agudos para ambos os organismos expostos. Com relação à redução de cor, 5 kGy resultou em eficiência superior a 95%. Dentre os surfactantes analisados, os não-iônico, óxido de alquileno e o etoxilado, foram os mais tóxicos para ambos os organismos, com valores médios de CE 50 inferiores a 4,5 mg L-1 . Em relação à exposição crônica de D. similis ao efluente têxtil bruto (concentração 3%) foram observados efeitos subletais, como deposição de corante no sistema filtrador e má formação de ovos.

Introdução

A preservação dos recursos naturais é de suma importância para a manutenção da vida no planeta. Fatores como a falta de gerenciamento e políticas públicas adequadas, aumento da industrialização e densidade populacional, introdução de diversos contaminantes tóxicos e persistentes nos ambientes aquático, terrestre e atmosférico, vêm contribuindo com mudanças cada vez mais significativas e danosas ao meio ambiente e à vida. Estes fatores estão diretamente relacionados às mudanças climáticas, contaminação de solos, escassez hídrica mundial, problemas de saúde enfretados pela população, entre outros.
De 1940 até o final do século XX, o consumo de água no mundo aumentou em média 2,5% ao ano, valor este superior à taxa média de crescimento populacional no mesmo período. Estima-se que até 2050 a demanda global por água aumente entre 20 a 30% em relação ao consumo atual, principalmente relacionada aos setores industrial e doméstico (THE WORLD BANK, 2015; UNESCO, 2019).
No Brasil, por exemplo, o consumo de água por pessoa pode chegar a mais de 200 litros/dia, sendo que o preconizado pela Organização das Nações Unidas (ONU) como quantidade suficiente para atender as necessidades básicas de uma pessoa é de 110 litros/dia. Estima-se, ainda, que o uso da água no pais deverá crescer 24% até 2030, superando a marca de 2,5 milhões de litros por segundo (ANA, 2019; ONU, 2018).
Além da crescente demanda por água e a escassez hídrica enfrentada em diversas regiões do mundo, um problema recorrente que contribuiu para a degradação dos corpos hídricos é o lançamento de efluentes industriais ou domésticos sem tratamento adequado. Em termos de descarte inadequado de efluentes no Brasil, em 2016, mais de 5,5 bilhões de m3 de esgoto, sem tratamento, foi despejado “in natura” nos rios, o que perfaz mais de 50% do esgoto produzido no ano (IBGE, 2017; MINISTÉRIO DAS CIDADES, 2018).
Os efluentes da indústria têxtil são críticos por possuírem diversos contaminantes, como os surfactantes, corantes, peróxidos, sais, ácidos, que além de serem prejudiciais à fauna e flora aquáticas, podem contribuir com mudanças significativas na qualidade das águas dos corpos receptores.
Durante o processo de beneficiamento das fibras, até 50% dos corantes utilizados no tingimento podem ser perdidos e compor o efluente final, assim como surfactantes e umectantes, utilizados na lavagem das fibras. Tais compostos, não são completamente removidos pelos tratamentos biológicos convencionais, necessitando de tratamento auxiliar (KANT, 2012; REHMAN et al., 2018).
A irradiação por feixes de elétrons tem sido proposta como uma tecnologia para tratamento de efluentes têxteis visando a redução da toxicidade, da coloração, da demanda química de oxigênio, carbono orgânico total, entre outros parâmetros. Neste processo, o feixe de elétrons pode promover a decomposição de contaminantes como resultado de suas reações com espécies altamente reativas, formadas a partir da radiólise de água, e em determinadas doses, estas transformações podem resultar na completa decomposição (remoção) do contaminate (KIM et al. 2011; WOJNÁROVITS e TAKÁCS, 2016; BORRELY et al., 2019).
Diante destes aspectos, estudos sobre a toxicidade de contaminantes e efluentes têxteis e seus impactos nos corpos hídricos tornam-se relevantes do ponto de vista de gerenciamento, tratamento e descarte adequados destes efluentes. Além disso, uma vez que a tecnologia por feixe de elétrons é efetiva na dimuição de cor e carga orgânica, sua utilização juntamente ao tratamento biológico ou até mesmo o reúso deste efluente, no próprio pocesso industrial, podem ser considerados.
Autora: VANESSA SILVA GRANADEIRO GARCIA.
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