Degradação do Para-nitrofenol por eletrocoagulação, determinação e quantificação dos seus subprodutos

Abstract

O p-nitrofenol (PNP) é uma substância química tóxica, mutagênica e carcinogênica do grupo dos nitroaromáticos, frequentemente utilizada como intermediário em diversas aplicações industriais. Para o tratamento de efluentes industriais contendo esse poluente, a técnica de eletrocoagulação tem se destacado como uma opção eficaz, conforme evidenciado por diversos estudos. Neste contexto, foi realizado um estudo para avaliar a remoção de PNP de uma solução aquosa em pH 5 por processo eletroquímico com eletrodos de ferro. Os eletrodos foram conectados em modo monopolar e ligados a uma fonte de alimentação de corrente contínua. Utilizou-se cloreto de sódio como eletrólito em todos os ensaios. A degradação do poluente foi avaliada variando-se a corrente (0,1 e 0,2 A) e a concentração inicial de PNP (5, 10 e 15 mg L-1). Não observou-se efeito importante da corrente no consumo do poluente. No tempo máximo de reação investigado de 10800 s foi observada completa remoção de PNP. Os subprodutos da reação também foram examinados e quantificados por cromatografia líquida e espectrofotometria. Em particular, foi evidenciada a formação de p-aminofenol, p-quinonaimina, hidroquinona e benzoquinona. Em geral, estes subprodutos apresentam menor toxicidade do que o poluente original, o que é um resultado positivo do método de tratamento investigado.

p-nitrophenol (PNP) is a toxic, mutagenic, and carcinogenic chemical compound from the group of nitroaromatics, frequently used as an intermediate in various industrial applications. For the treatment of industrial effluents containing this pollutant, the electrocoagulation technique has emerged as an effective option, as evidenced by various studies. In this context, a study was conducted to assess the use of an electrochemical process with iron electrodes for the removal of PNP from an aqueous solution at pH 5. The electrodes were connected in monopolar mode and linked to a direct current power source. Sodium chloride was used as electrolyte. The degradation of the pollutant was assessed by varying the current (0.1 and 0.2 A) and the initial concentration of PNP (5, 10 and 15 mg L-1). The effect of current on the kinetics of consumption of PNP was negligible. Full removal of PNP was observed at the final reaction time of 10800 s. The formed by-products were also determined and quantified by chromatography and spectrophotometry. In particular, the analyses revealed the formation of p-aminophenol, p-quinoneimine, hydroquinone and benzoquinone. In general, the toxicities of these by-products are lower than that of PNP, which is the most important positive result revealed by applying the wastewater treatment currently examined.