CINÉTICA DE OZONIZAÇÃO CATALÍTICA DA ATRAZINA NA PRESENÇA DE CARVÃO ATIVADO
Autor: Flavia Pedroso Machado | Publicado: 2011-07-17T09:11:00-07:00

Atualmente estudos catalíticos estão sendo focado por pesquisadores a fim de facilitar as reações químicas. O catalisador tem sua função básica de diminuir a velocidade das reações sem alterar o seu equilíbrio, ou seja, não reagindo com os produtos da reação. &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; A presença de micropoluentes, especialmente os pesticidas, nas águas de superfície é uma das preocupações dos dias de hoje, pois se trata de um impacto ambiental podendo trazer efeitos irreversíveis ao meio ambiente e a saúde dos seres humanos, pois a água e um bem essencial para a vida no planeta Terra.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Um dos pesticidas frequentimente encontrado é o herbicida Atrazina (ATZ), ele é utilizado em plantações de milho e cana de açúcar para o combate de ervas daninha este contaminante tem sido associado a problemas fisiológicos da fauna aquática e má formação de recém nascidos. Os meios de remoção desse contaminante por métodos de tratamento convencional da água não são suficiente para a total remoção do mesmo.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; A reação com ozônio é um método que vem sendo estudado que apresenta uma eficaz na remoção desses micropoluentes, em águas puras e residuais, mas a Atrazina tem baixa taxa de reação com o ozônio, para a melhoria desse processo o estudo de uma aplicação de catalisadores heterogêneos vem sendo estudada. Um dos catalisadores estudados é o carvão ativado (AC), pois ele é um excelente adsorvente de propriedades, e vem apresentando bons resultados quando aplicado a reações de ozonização.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Os catalisadores heterogêneos são bastante utilizados em remoção de micropoluentes, pois facilitam a transformação do ozônio em outras espécies reativas ou através da adsorção e reação dos micropoluentes na superfície do catalisador, mas para isto ocorrer em perfeitas condições é necessário avaliar várias condições de funcionamento.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; O carvão ativado utilizado no processo de ozonização acelera a decomposição do ozônio, sendo dissolvido em radicais livres OH (hidroxila), que são fortes espécies oxidantes capazes de reagir com a maioria dos poluentes presentes na água, mas esta transformação do ozônio por essa atividade catalítica pode ser afetada por diversas variáveis tais como: dose do catalisador, presença de um limpador radical e pH da solução.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Para estudar a influência das variáveis ​​que afetam&nbsp;a atividade catalítica de carvão ativado na remoção de&nbsp;a atrazina na água, por adsorção e ozonização&nbsp; foram&nbsp; realizados experimentos utilizando várias doses de carvão ativado em três diferentes&nbsp;níveis de pH,&nbsp; foram utilizados &nbsp;carvão ativado Norit ROW (Norit) e carvão&nbsp;Filtrasorb 400 (F-400), as soluções preparadas usando água ultra pura de alta resistividade. A ozonização foi realizada em 800mL (escala laboratorial) utilizando um reator slurry, operado em&nbsp;temperatura ambiente e velocidade de 275rpm, a&nbsp; figura 1 mostra o esquema do experimento. &nbsp;Para evitar qualquer vazamento de ozônio para o&nbsp;ambiente, uma&nbsp;unidade de destruição de ozônio foi instalada após o reator.&nbsp;Ozônio foi produzido a partir de oxigênio puro. Na ozonização catalítica&nbsp; uma determinada quantidade de catalisador foi introduzida&nbsp;no reator imediatamente após a adição da solução de atrazina já preparada.&nbsp;As amostras foram coletadas em diferentes intervalos de tempos&nbsp; e filtrada&nbsp;através de uma membrana de nitrato de celulose, os experimentos de adsorção sem ozônio foram&nbsp;realizadas com a mesma configuração experimental.&nbsp;Com base nos resultados obtidos pode notar que quando há carvão ativado a taxa de remoção de atrazina por ozonização aumenta, tendo maior conversão de atrazina em OH do que em ausência de ozônio. &nbsp;Assim, enquanto a adsorção sozinha na&nbsp;presença de catalisador leva a remoção de atrazina em 20%&nbsp;após 30 min, o uso combinado de ozônio e o&nbsp;catalisador levam à remoção de 80%.&nbsp;&nbsp;Uma vez que estes&nbsp;resultados&nbsp;foram obtidos em um nível de pH baixo, onde&nbsp; a auto decomposição do ozônio é muito lenta, a elevada taxa de conversão de atrazina&nbsp;na presença de carvão ativado pode ser atribuído à&nbsp;um aumento na concentração de OH, o que indica que o carvão ativado possui características semelhantes,&nbsp;área de superfície e pontos de carga zero pode ter&nbsp;atividade catalítica comparável, independentemente da sua&nbsp;
fonte.&nbsp;Um exame atento no&nbsp;perfil de concentração do ozônio do processo catalítico mostra que a&nbsp;remoção de atrazina por ozonização catalítica e de adsorção&nbsp;ocorrem de forma independente.&nbsp;A fig.&nbsp;4&nbsp;mostra que depois de&nbsp;cerca de 30 min o ozônio está quase esgotado, isto é uma amostra de que na&nbsp;presença de&nbsp;carvão ativado pode levar à oxidação de atrazina por uma&nbsp;reação dos poluentes, quer através de reação direta&nbsp;com ozônio molecular ou reação que gera OH.O caráter altamente&nbsp; básico do carvão ativado Norit atribui uma importância no aumento da geração de OH e também na melhoria&nbsp;molecular do ozônio da adsorção na superfície do catalisador em&nbsp;níveis baixos de pH.&nbsp;Na faixa de doses catalisador e em&nbsp;todos os níveis de pH estudados, a taxa de decomposição de ozônio mantém se &nbsp;constante, a relação entre o radical hidroxila&nbsp;e concentrações de ozônio mostra uma relação linear comparada com &nbsp;a quantidade de catalisador utilizada.O&nbsp;efeito positivo do carvão ativado na decomposição do ozônio em solução de&nbsp;hidroxila na remoção significativamente de radicais em altas&nbsp;taxas de atrazina, depende&nbsp;principalmente na dose carvão ativado e pH.&nbsp;Em certos&nbsp;níveis de pH o carbono ativado&nbsp;em soluções &nbsp;ácidas e neutras de atinge seu ótimo desempenho.&nbsp;Através deste artigo pode-se concluir que a utilizando o carvão ativado como catalisador em reações de ozonização na água, apresenta bons resultados, pois sua superfície catalítica facilita a adsorção e reação dos micropoluentes, assim sintetizando os em outros compostos, como o caso da atrazina que é um herbicida bastante perigoso a saúde ambiental e humana, quando dissolvido na água, assim utilizando esse catalisador mais o ozonio, há um aumento de conversão da atrazina em OH, que é um forte oxidante de micropoluentes encontrados na água.