Pesquisadores obtêm resultados promissores para controle de poluentes na água

A mistura de poluentes foi degradada por meio de um sistema fotoquímico no qual uma fonte de luz é ativada por radiação de micro-ondas. Crédito:CDMF

Um artigo publicado na revista Catalysis Communications descreve uma abordagem simples, eficiente e sustentável para a degradação e monitoramento quantitativo de uma mistura de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), poluentes emergentes que contaminam vários ecossistemas, devido a derramamentos de petróleo e outros combustíveis fósseis e ao descarte inadequado de resíduos industriais.

Os poluentes emergentes são compostos químicos que foram recentemente identificados como prejudiciais à saúde humana e ao ambiente, mas não são monitorizados regularmente e não podem ser removidos por métodos convencionais de tratamento de águas residuais. Os exemplos incluem o bisfenol (usado em certos tipos de plástico), alguns pesticidas e substâncias encontradas em produtos de higiene pessoal e medicamentos.

Em busca de soluções para esse problema, pesquisadores no Brasil vinculados à Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), à Universidade Estadual Paulista (UNESP) e à Universidade Federal da Paraíba (UFPB) prepararam uma mistura contendo baixos teores de naftaleno, antraceno e dibenzotiofeno em águas superficiais, simulando o ambiente natural.

Eles usaram espectroscopia de fluorescência de matriz de emissão de excitação (EEM) como um método de análise e calibração de ordem superior, juntamente com análise de fator paralelo para processamento de dados, por meio da qual separaram os componentes espectrais da mistura para identificar e quantificar cada poluente, também como outros compostos potenciais presentes na água natural.

Essa metodologia permitiu que cada análise fosse concluída em menos de dois minutos, sem produção de qualquer resíduo ou necessidade de técnicas mais caras e sofisticadas, como a cromatografia.

A mistura foi então degradada utilizando um sistema fotoquímico no qual uma lâmpada foi ativada por radiação de micro-ondas. O sistema degradou entre 88% e 100% dos poluentes orgânicos em apenas um minuto. Esse alto desempenho foi associado à fotólise da água que gerou efetivamente radicais hidroxila (espécies oxidantes capazes de degradar poluentes orgânicos em alta velocidade).

Segundo Kelvin C. Araújo, primeiro autor do artigo e pesquisador do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepid) da UFSCar, um dos destaques do estudo foi a escolha do método de monitoramento de HAP. A cromatografia, método usual, limita o progresso desse tipo de pesquisa em muitas partes do mundo porque o equipamento é caro e a técnica exige um treinamento mais sofisticado, explicou.

Neste estudo, os pesquisadores utilizaram um espectrofluorômetro, mais acessível para muitos laboratórios. A análise é até cinco vezes mais rápida que na cromatografia e nenhum resíduo é produzido após o processo. Além disso, observou Araújo, a demanda por métodos mais acessíveis foi detectada pelo grupo, que há muito estuda o tratamento de água utilizando a cromatografia como principal técnica analítica.

Sistema fotoquímico

Outro aspecto significativo do estudo foi o uso de um sistema fotoquímico ativado por micro-ondas para degradar os PAHs. Segundo Ailton Moreira, atualmente pesquisador do Instituto de Química da UNESP de Araraquara e coautor do artigo, degradar de forma eficiente e rápida os poluentes emergentes sem o uso de catalisadores é um grande desafio.

“O desafio é ainda mais assustador quando se trabalha com misturas de poluentes em água natural por causa dos muitos potenciais inibidores do processo de degradação, mas o sistema fotoquímico teve um desempenho excelente”, disse Moreira, acrescentando que o mesmo sistema já se mostrou eficaz em estudos envolvendo degradação de resíduos agrícolas e farmacêuticos. Com base nas descobertas descritas no artigo, o sistema fotoquímico poderia ser usado em uma escala muito maior – em estações de tratamento de águas residuais, por exemplo.

Os autores confirmam que tanto o método analítico quanto o processo de degradação serão foco de estudos futuros em diferentes projetos liderados por membros do grupo. Os próximos passos incluirão a aplicação dessas tecnologias em uma estação de tratamento de águas residuais em Gavião Peixoto, cidade do estado de São Paulo, para monitorar e degradar poluentes emergentes.

Mais informações: Kelvin C. Araújo et al, Processos rápidos e eficientes para oxidação e monitoramento de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos em matrizes ambientais, Catalysis Communications (2023). DOI:10.1016/j.catcom.2023.106834
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