A contaminação por cromo em águas residuais pode ser mitigada pela conversão de Cr (VI) em Cr (III) por meio de uma reação fotoquímica envolvendo complexos de cobre. Crédito:Takashiro Akitsu, Universidade de Ciência de Tóquio
O elemento cromo, apesar de ter vários aplicativos, tem má reputação. Isso ocorre porque a exposição a compostos de cromo aumenta o risco de câncer respiratório e outros efeitos prejudiciais à saúde humana. Para aumentar este problema, o cromo também é um grande contribuinte para a poluição da água devido à sua presença nos resíduos industriais.
Há, Contudo, um lado bom. Como os químicos observaram, a toxicidade do cromo depende de seu estado de valência (um estado que é ditado pelo número de elétrons na camada externa de um átomo). Dos dois estados estáveis que o cromo exibe, cromo hexavalente ou Cr (VI) e cromo trivalente Cr (III), o primeiro é mais tóxico e solúvel. Assim, a contaminação por cromo pode ser mitigada simplesmente convertendo Cr (VI) em Cr (III) por meio de um processo denominado redução. Infelizmente, a maioria das abordagens envolvidas na redução de Cr (VI) a Cr (III) são caras e perigosas ou têm altos requisitos de energia.
Para este fim, pesquisadores têm se concentrado no desenvolvimento de fotocatalisadores, materiais que podem facilitar a redução de substâncias nocivas na presença de luz. O truque é desenvolver tal reação usando água como solvente (em oposição aos solventes orgânicos usados anteriormente), de forma que possam ser usados diretamente para tratar águas residuais.
Uma equipe de pesquisadores, liderado pelo Prof Takashiro Akitsu da Universidade de Ciência de Tóquio, fez isso com sucesso, em um estudo recente publicado em New Journal of Chemistry . A equipe também incluiu Yoshito Miyagawa, Tomoyuki Haraguchi (Universidade de Ciências de Tóquio, Japão), Arshak Tsatsuryan (Universidade de Torino, Itália, e Universidade Federal do Sul, Rússia), e Igor Shcherbakov (Southern Federal University, Rússia). Prof Akitsu explica, "Em nosso estudo, desenvolvemos um método para reduzir Cr (VI) via irradiação de luz. Em seguida, aplicamos em um solvente aquoso para facilitar sua aplicação. "
Em seu estudo, a equipe sintetizou complexos de cobre (Cu (II)) a partir de uma variedade de compostos orgânicos. Por meio de análises posteriores, eles confirmaram que esses complexos, junto com um fotocatalisador chamado óxido de titânio (TiO 2 ), estão envolvidos em uma reação fotoquímica que leva à redução de Cr (VI) tanto no metanol quanto na água. Especificamente, o grupo estudou como a atividade fotocatalítica do complexo Cu (II) no metanol dependia do comprimento de onda da luz incidente, enquanto o do complexo Cu (II) com TiO 2 em solução aquosa dependia do pH da solução.
As descobertas revelaram que, por um lado, a taxa de redução de Cr (VI) na reação fotoquímica de Cu (II) -metanol é máxima para luz visível na faixa de comprimento de onda 460-495 nm. Por outro lado, Redução de Cr (VI) pelo Cu (II) -TiO 2 sistema sob luz ultravioleta foi encontrado para depender do nível de pH da solução aquosa, exibindo altas eficiências de redução para soluções ácidas com valores de pH <6. Outros experimentos eletroquímicos mostraram que os fotocatalisadores eram reutilizáveis, indicando sua aplicabilidade potencial na regulamentação ambiental.
O estudo promete o desenvolvimento de um novo procedimento de tratamento de águas residuais que seja econômico e eficiente. Como o Prof Akitsu coloca, "Este é o primeiro estudo a mostrar a redução do Cr (VI) tóxico no Cr (III) relativamente inofensivo em um solvente aquoso, que tem implicações diretas na redução da contaminação da água. "
Com essa tecnologia em vigor, certamente podemos esperar reverter os efeitos adversos dos resíduos industriais nos corpos d'água.
