Pesquisa obtém resultados promissores para o controle de poluentes na água
Agência FAPESP* – Artigo publicado no periódico Catalysis Communications descreve 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 e descarte incorreto de resíduos industriais.
São considerados poluentes emergentes aqueles compostos químicos que, embora possam causar danos à saúde e ao meio ambiente, ainda não são monitorados nem removidos pelos tratamentos de água convencionais. É o caso, por exemplo, do bisfenol (presente em certos tipos de plástico), de alguns pesticidas e de substâncias encontradas em produtos de beleza e medicamentos.
Em busca de soluções para esse problema, pesquisadores das universidades Federal de São Carlos (UFSCar), Estadual Paulista (Unesp) e Federal da Paraíba (UFPB) 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 como método de análise e calibração de ordem superior por meio de análises de fatores paralelos para tratamento dos dados, foi possível separar os componentes espectrais da mistura, identificar e quantificar cada poluente, além de outros potenciais compostos presentes nas águas naturais.
Essa metodologia permitiu que cada análise fosse feita 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 de micro-ondas. 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 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, um dos destaques do trabalho foi a escolha do método de monitoramento dos HPAs. Ele destaca 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.
Na abordagem do 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.
Sistema fotoquímico
Outro destaque do trabalho foi o uso do sistema fotoquímico acionado por micro-ondas para degradação dos HPAs. Segundo Ailton Moreira, atualmente pesquisador no Instituto de Química da Unesp em Araraquara e coautor 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, porque a quantidade de potenciais inibidores do processo de degradação é uma realidade. Contudo, o sistema fotoquímico que usamos mostrou uma performance excepcional”, comenta Moreira. Ele também destaca que esse sistema já se mostrou efetivo em estudos de degradação de resíduos agrícolas e farmacêuticos. A pesquisa também 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 integrantes 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.
* Com informações do CDMF.
