Efeito do dióxido de titânio na decomposição fotocatalítica de substâncias persistentes no ambiente: corantes têxteis e interferentes endócrinos

Abstract

O objetivo do presente trabalho foi estudar a degradação fotocatalítica de três corantes e um interferente endócrino mediado pelo dióxido de titânio (TiO2). Foi estudada a degradação fotocatalítica de dois azo corantes comerciais, respectivamente o C.I Reactive Black 5 e o C.I Reactive Red 239. Para esse estudo foi utilizado o TiO2 P25 Evonik como catalisador e os experimentos foram realizados em solução aquosa com reator artificial equipado com lâmpada de vapor de mercúrio 125W. Nesse estudo, foram avaliados os seguintes parâmetros: concentração de TiO2, tempo de irradiação, pH, concentração inicial de corante, presença de diferentes concentrações de peróxido de hidrogênio e degradação em sistema bi-compartimental para os dois azo corantes. O outro corante estudado foi o Índigo Carmine (IC). Primeiramente foi investigada a descoloração do corante em efluente modelo usando processo físico e químico para sua remoção. Os experimentos de descoloração do efluente contendo o corante IC foram realizados usando carvão ativado no escuro e com irradiação. Além disso, o efeito do carvão ativado/TiO2/UV foi avaliado pelo mesmo sistema. Os parâmetros da degradação do IC foram realizados, seguindo: concentração de TiO2, pH, concentração inicial de corante, presença de ânions inorgânicos, temperatura, concentração de peróxido de hidrogênio. A eficiência de três diferentes reatores (Reator 1 – reator do tipo batch com lâmpada vapor de mercúrio 125W; Reator 2 – reator do tipo batch equipado com 4 lâmpadas daylight 20W; Reator 3 – reator tubular de fluxo contínuo equipado com uma lâmpada daylight 20W) e reator batch com luz solar foram avaliados para degradação do IC. Além disso, otimizados experimentos foram realizados em planta piloto com compound parabolic collector reatores (CPC) na Plataforma Solar de Almería, Espanha, com TiO2 em suspensão e suportado. O IC foi estudado em diferentes tipos de águas, sendo elas: água destilada, água sintética moderadamente dura, água sintética e real de estação de tratamento de água residuária (ETAR). Testes ecotoxicológicos para o IC foram realizados em dois diferentes níveis tróficos de cadeia alimentar (Daphnia similis e Pseudokirchneriella subcapitata) e testes com minhocas Eisenia andrei. A degradação fotocatalítica do Bisfenol A (BPA) em diferentes tipos de águas na presença de TiO2 foi feita sob diferentes condições. O TiO2 em suspensão foi utilizado para comparar a eficiência da degradação do BPA (20 mgL-1 ) em batch e CPC reatores. O TiO2 foi suportado em esferas de vidro pelo método sol-gel e usado em reatores solares CPC em escala piloto para degradação do BPA (100 µgL-1 ). A influência das espécies reativas (OH• , O2 •- , h + ) foi avaliada. Testes ecotoxicológicos com minhocas Eisenia andrei também foram realizados para o BPA e seus produtos de degradação.