Resumo
O uso das nanopartículas de ferro de valência zero (nZVI) surge como uma excelente técnica alternativa para aplicações em Processos Oxidativos Avançados (POA). Vários estudos demonstram a eficiência das nZVI na remoção de diversos tipos de contaminantes em águas residuais. O presente trabalho apresenta um método de obtenção de nanopartículas de ferro de valência zero a partir da redução do sal de ferro (FeCl2) empregando borohidreto (NaBH4) de sódio, como agente redutor, e CMC, que atua como agente surfactante. A partir da caracterização das nZVI, as quais apresentaram diâmetro médio de 76 – 418 nm, foi testado a eficiência catalítica das nanopartículas na degradação de compostos orgânicos presentes em águas residuais de indústrias têxteis. A reação de Fenton foi conduzida a partir da variação na concentração de nZVI e do pH, matendo a concentração de peróxido de hidrogênio fixa (0,1 g/L). A melhor condição da reação de Fenton, cuja percentagem de remoção do corante vermelho Drimaren X-6BN foi de 92%, foi obtida com 3 g/L de nZVI e 0,1 g/L de H2O2 em pH 3 e 20 minutos de operação. Considerando uma reação de pseudo primeira ordem, o valor da constante de velocidade aparente foi de 7,202 h-1.
Introdução
Ao longo das últimas décadas, a presença de algumas substâncias nos ambientes aquáticos capazes de causar danos à saúde nos seres humanos e animais, tem gerado uma grande preocupação ambiental a nível mundial. Muitas destas substâncias são identificadas como micropoluentes emergentes e estão presentes nos efluentes industriais e doméstico em concentrações vestigiais, variando de μg/L a ng/L. Fazem parte dessas substâncias os produtos farmacêuticos, produtos de cuidados pessoais, hormônios esteróides, substâncias químicas industriais, pesticidas e muitos outros compostos (SILVA, 2016).
As tecnologias utilizadas nas Estações de Tratamento de Águas Residuárias (ETAR) não são efetivas na remoção desses micropoluentes, pois muitos são resistentes, de difícil separação/degradação e não há monitoramento estabelecido para grande parte desses contaminantes, a níveis de traços (BILA e DEZOTTI, 2003).
Dessa forma, o emprego de tecnologias avançadas, que atinjam altas remoções de diversos micropoluentes, torna-se cada vez mais necessária para se evitar bioacumulações e, consequentemente, aumento dos efeitos deletérios em humanos e animais. Nesse sentido, podem ser citados materiais adsorventes como as nanopartículas de ferro, que, dependendo das condições do meio, também podem agir como redutores ou oxidantes de metais e matéria orgânica, respectivamente.
As nanopartículas de ferro, em especial, podem atuar como agente redutor para sequestro de íons metálicos com potencial de redução superior ao do ferro (PRADEEP, 2009). Além disso, possuem certas características, como alta área superficial e maior razão superfície/volume comparada aos materiais convencionais, sendo conhecidas como excelentes adsorventes (BHATNAGAR e ANASTOPOULOS, 2017). Farmany et al. (2016) afirmaram que nanocristais de óxido de ferro revestidos com sílica apresentam capacidade de adsorção de Bisfenol-A (BPA) de até 186,1 mg/g.
As nanopartículas de ferro podem também ser empregadas como catalisadores em reações de oxidação de compostos orgânicos, ou seja, reações de Fenton heterogêneo. Gui et al. (2012) utilizaram nanopartículas de óxido de ferro com peróxido de hidrogênio (H2O2) para remoção do composto organoclorado tricloroetileno (TCE). Os autores atingiram remoções de até 98,3% de TCE em um período de 24 horas e um consumo de 83,7% de H2O2.
Assim, o objetivo geral desse trabalho foi a síntese de nanopartículas de ferro zero (nZVI) e sua avaliação perante a capacidade catalítica para aplicação em processo oxidativo avançado (reação de Fenton Heterogêneo). Como objetivos específicos podem-se destacar: Sintetizar nanopartículas de ferro de valência zero (nZVI) a partir do método de redução com borohidreto de sódio; Avaliar a degradação de corante têxtil pela reação do peróxido de hidrogênio (H2O2) com as nZVI; Estudar a cinética de degradação de corante têxtil pelo processo nZVI/H2O2.
Autores: Júlio Athanazio Caldara; Larissa Loureiro Salgueiro Silva; Fabiana Valéria da Fonseca e Cristiano Piaseck Borges.
