Degradação de fenóis presentes em efluentes de refinaria por fotocatálise heterogênea utilizando areia como catalisador alternativo

Abstract

A presença de fenóis em matrizes ambientais tem despertado interesse na comunidade científica nas últimas décadas, uma vez que estes compostos vêm sendo classificados como contaminantes prioritários devido a sua toxicidade ao homem e meio ambiente. Estes compostos são oriundos das várias atividades antrópicas como a partir de descartes de efluentes contaminados de plantas industriais, os quais causam prejuízos a biota. Devido a necessidade de desenvolver métodos de detecção destes compostos, bem como sua degradação a fim de reduzir seus níveis no ambiente, este trabalho tem por objetivos: separação cromatográfica de 16 fenóis por Cromatografia Líquida Acoplada a Detector de Arranjo de Diodos (HPLC-DAD); aplicar um método analítico verde para determinação de 16 fenóis provenientes de efluente de refinaria de petróleo, empregando a microextração líquido-líquido dispersiva (DLLME) e determinação HPLC-DAD; e degradar os fenóis oriundos de efluente de refinaria de petróleo por fotocatálise heterogênea utilizando material natural como catalisador. Nas condições selecionadas para a DLLME (10 mL de amostra pH 2,0; 250 μL de 1-octanol, 1000 μL de acetona) os valores de recuperação ficaram entre 69 e 128%, com RSD <18%. Os limites de quantificação (LOQ) do método variaram entre 0,75 a 3,33 μg L-1. Para aplicabilidade do método, dos 16 compostos determinados, fenol, p+m-cresol, o-cresol e 2,4-dimetilfenol foram detectados em concentrações entre 0,015 – 0,078 mg L-1 na amostra de efluente tratado, e fenol, p+m-cresol, o-cresol e 2,4-dimetilfenol foram detectados em concentrações entre 0,6 e 2,2 mg L-1 na amostra de efluente bruto. As condições otimizadas para as degradações dos fenóis em efluente de refinaria de petróleo por fotocatálise heterogênea foram: reator sem recirculação, 1 g de catalisador (areia do Bojuru), pH 7 e lâmpada UV 95 W. Nestas condições foram alcançadas 65% de degradação e mineralização do efluente de 41%. Os métodos propostos apresentaram as vantagens de serem rápidos, de baixo custo e ambientalmente corretos, além do caráter inovador, como por exemplo, a utilização de areia como catalisador.

The presence of phenols in environmental matrices has aroused interest in the scientific community in recent decades, since these compounds have been classified as priority contaminants due to their toxicity to human and the environment. These compounds can be originate from the anthropic activity from discards of contaminated wastewater from industrial plants, which cause biota damages. Due to the need to develop methods to detect these compounds, as well as methods to reduce their levels in the environment, this work has as objectives: to apply a green analytical method for the determination of 16 phenols from petroleum refinery wastewater, using the Dispersive Liquid-Liquid Microextraction (DLLME) and determination by Liquid Chromatography with Diodes Array Detector (HPLC-DAD); to degrade phenols from petroleum refinery wastewater by heterogeneous photo catalysis using natural material as a catalyst. Under the optimized conditions for the DLLME (10 mL of sample at pH 2.0, 250 μL of 1-octanol, 1000 μL of acetone) recovery values were between 689e 128%, com RSD <18,7%. The limits of quantification (LOQ) for the method ranged from 0.75 to 3.33 μg L-1. For the applicability, among the 16 compounds evaluated it was detected in treated wastewater sample: phenol, p+m-cresol, o-cresol e 2,4-dimethylphenol, at concentrations ranging between 0.015 – 0.078 mg L-1; in crude wastewater sample were detected phenol, p+m-cresol, o-cresol e 2,4-dimethylphenol at concentrations ranging between 0.6 – 2.2 mg L-1. The optimized conditions for degradation of phenols in oil refinery effluent by heterogeneous photocatalysis were reactor without recycle, 1 g of Bojuru sand, pH 7 and UV lamp 95 W. At this conditions it was reached 65% of degradation and 41% of wastewater mineralization. The proposed methods presented the advantages of being fast, low cost and environmentally correct, as well as being innovative, for example, the use of Bojuru sand as catalyst.