Avanços na pesquisa para controle de poluentes na água

 

Um estudo recente publicado na revista Catalysis Communications apresenta uma estratégia simples, eficaz e sustentável para a degradação e monitoramento quantitativo de uma mistura de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs). Esses poluentes emergentes afetam diversos ecossistemas impactados por derramamentos de combustíveis fósseis e descarte inadequado de resíduos industriais.

Os poluentes emergentes são compostos químicos que podem prejudicar a saúde e o meio ambiente, mas ainda não são monitorados ou removidos pelos tratamentos de água convencionais. Exemplos incluem o bisfenol (encontrado em certos tipos de plástico), alguns pesticidas e substâncias presentes em produtos de beleza e medicamentos.

Pesquisadores das universidades Federal de São Carlos (UFSCar), Estadual Paulista (Unesp) e Federal da Paraíba (UFPB) desenvolveram uma solução para esse problema. Eles prepararam uma mistura com baixas concentrações de naftaleno, antraceno e dibenzotiofeno em águas superficiais que simulavam o ambiente natural. Utilizando espectroscopia de fluorescência de matrizes de excitação e emissão como método de análise e calibração de ordem superior por meio de análises de fatores paralelos para tratamento dos dados, conseguiram separar os componentes espectrais da mistura, identificar e quantificar cada poluente, além de outros possíveis compostos presentes nas águas naturais.

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

A mistura foi então degradada usando um sistema fotoquímico alimentado por radiação de micro-ondas. O sistema conseguiu degradar entre 88% e 100% dos poluentes orgânicos em apenas um minuto. O alto desempenho foi atribuído à fotólise da água, eficaz na geração de radicais hidroxila, que são espécies oxidantes capazes de degradar os poluentes orgânicos rapidamente.

Kelvin Araújo, primeiro autor do artigo e pesquisador do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na UFSCar, destaca que a escolha do método de monitoramento dos HPAs foi um dos destaques do trabalho. Ele ressalta que o uso da cromatografia, técnica convencional para essa análise, é um fator limitante para o avanço desse tipo de pesquisa em muitas regiões, pois os equipamentos são caros e a técnica requer treinamento mais sofisticado.

No estudo, utilizou-se um espectrofluorímetro, equipamento mais acessível a muitos laboratórios. As análises são até cinco vezes mais rápidas do que na cromatografia e nenhum resíduo é gerado após o processo. O pesquisador também enfatiza que a demanda por métodos mais acessíveis foi observada no grupo de pesquisa, que vem trabalhando com processos de tratamento de água e utiliza a cromatografia como técnica analítica.

Outro destaque do trabalho foi o uso do sistema fotoquímico acionado por micro-ondas para a degradação dos HPAs. Ailton Moreira, atualmente pesquisador no Instituto de Química da Unesp em Araraquara e coautor do artigo, comenta que alcançar uma degradação eficiente e rápida de poluentes emergentes sem o uso de catalisadores é um grande desafio.

“Esse desafio aumenta quando trabalhamos com misturas de poluentes em águas naturais, porque a quantidade de potenciais inibidores do processo de degradação é uma realidade. No entanto, o sistema fotoquímico que usamos mostrou um desempenho excepcional”, comenta Moreira. Ele também destaca que esse sistema já se mostrou eficaz em estudos de degradação de resíduos agrícolas e farmacêuticos. A pesquisa também sugere que o sistema fotoquímico deve ser considerado para aplicação em escalas ampliadas, como em estações de tratamento de águas e efluentes.

Os autores confirmam que tanto o método analítico quanto o processo de degradação devem ser objeto de estudos futuros em diferentes projetos liderados pelos membros do grupo. Entre os próximos passos, está a aplicação dessas tecnologias em uma estação de tratamento de esgoto no município de Gavião Peixoto, em São Paulo, para monitoramento e degradação de poluentes emergentes.

O artigo “Fast and efficient processes for oxidation and monitoring of polycyclic aromatic hydrocarbons in environmental matrices” pode ser lido em: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1566736723002364.

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