Pesquisadores CDMF — em parceria com pesquisadores da Universidade Estadual de São Paulo (Unesp) e da Universidade Federal da Paraíba (UFPB) — descreveram no periódico Catalysis Communications uma abordagem simples, eficiente e sustentável para degradar e monitorar quantitativamente uma mistura de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), poluentes emergentes que atingem vários ecossistemas impactados por derrame de combustíveis fósseis. Poluentes emergentes são compostos químicos que, por serem estudados apenas mais recentemente, não costumam ser monitorados nem removidos nos tratamentos de água convencionais, mas podem causar danos à saúde e ao meio ambiente.
No artigo, intitulado “Fast and efficient processes for oxidation and monitoring of polycyclic aromatic hydrocarbons in environmental matrices”, os pesquisadores prepararam uma mistura contendo 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 (EEM) como método de análise e calibração de ordem superiorutilizando Análises de Fatores Paralelos (PARAFAC) para tratamento dos dados, foi possível separar os componentes espectrais da mistura e identificar e quantificar cada poluente, assim como outros potenciais compostos presentes nas águas naturais. Essa metodologia permitiu que cada análise fosse realizada em menos de dois minutos, sem a produção de qualquer resíduo nem a necessidade de técnicas mais caras e sofisticadas como a cromatografia.
A mistura foi então degradada utilizando-se um sistema fotoquímico em que a luz é alimentada por radiação microondas. O sistema conseguiu degradar entre 88% e 100% dos poluentes orgânicos em apenas um minuto. A alta performance foi associada à fotólise da água, efetiva na geração de radicais hidroxila, que são espécies oxidantes capazes de degradar os poluentes orgânicos com alta velocidade.
Segundo Kelvin C. Araújo, pesquisador do CDMF e autor principal do artigo, um dos destaques do trabalho foi a escolha do método de monitoramento dos HPAs. Araújo destaca que o uso da cromatografia, técnica convencional para esta análise, é um fator limitante para o avanço desse tipo de pesquisa em muitas regiões, uma vez que os equipamentos são caros e a técnica requer treinamento mais sofisticado. Na abordagem desse trabalho, usou-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 salienta ainda que a demanda por métodos mais acessíveis foi observada no grupo de pesquisa, que vem trabalhando com processos de tratamento de água e faz uso da cromatografia como técnica analítica.
Outro destaque deste trabalho foi o uso do sistema fotoquímico acionado por microondas para degradação dos HPAs. Segundo Ailton Moreira, atualmente pesquisador no Instituto de Química da Unesp em Araraquara e autor correspondente do artigo, 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, pois a quantidade de potenciais inibidores do processo de degradação é uma realidade. Contudo, o sistema fotoquímico que usamos mostrou uma performance excepcional”. Moreira destaca que esse sistema já se mostrou efetivo em estudos de degradação de resíduos agrícolas e farmacêuticos, e esse novo estudo permite concluir que o sistema fotoquímico deve ser pensado 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 pesquisadores 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.
Além de Araújo, participaram do estudo Ernesto C. Pereira (supervisor) e a doutoranda Eryka T.D. Nobrega, pesquisadores do CDMF. O trabalho contou ainda com a colaboração de Sherlan G. Lemos e Wallace D. Fragoso, ambos da UFPB, além de Ailton Moreira.
O artigo “Fast and efficient processes for oxidation and monitoring of polycyclic aromatic hydrocarbons in environmental matrices” pode ser lido em: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1566736723002364.
CDMF
Com sede na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) e dirigido pelo Prof. Dr. Elson Longo, o CDMF é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) apoiados pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e recebe também investimento do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), a partir do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia dos Materiais em Nanotecnologia (INCTMN).
