Há milhões de anos, a água, assim como outras substancias e outros compostos, possui um ciclo biogeoquímico, o que permite a sua recirculação na Terra e o seu armazenamento em seus depósitos naturais. No entanto, este ciclo tem sido alterado devido, principalmente, ao crescimento populacional e ao modelo econômico atual, que trouxeram consigo grandes avanços tecnológicos que acabaram gerando transformações no meio ambiente.
Diante disso, a poluição ambiental tem sido um assunto de extremo interesse em todas as partes do mundo, tanto em países desenvolvidos quanto em desenvolvimento.
Nesse sentido, diversas pesquisas desde final do século XX vêm sendo desenvolvidas para aplicação de seus resultados no tratamento de água e efluentes industriais. Vários tratamentos utilizando processos bioquímicos e físicos, como lagos de estabilização e outros já foram testados e sãos aplicados até hoje. Entretanto, esses métodos convencionais de purificação de água frequentemente não são efetivos no tratamento e degradação de poluentes que apresentam uma elevada estabilidade química. Diante dessa ineficiência, os Processos Oxidativos Avançados (POAs) surgiram como alternativa interessante para suprir essa necessidade.
Esses processos, como os POAs, são baseados na geração do radical hidroxila (.OH) que tem um alto poder oxidante (E°=2,8V) comparado ao Cl2 (E°=1,36) que é utilizado como agente oxidante nos processos convencionais. Esse radical é produzido in situ e permite à completa mineralização de inúmeras espécies químicas de relevância ambiental, isto é, convertê-los inteiramente em CO2, H2O e ácidos minerais em tempos relativamente curtos.
Figura 1: Mineralização da Molécula do corante recative red 243.
Os radicais hidroxila podem ser gerados através de reações envolvendo oxidantes fortes, como ozônio (O3) e peróxido de hidrogênio (H2O2), semicondutores, como dióxido de titânio (TiO2) e óxido de zinco (ZnO), e irradiação ultravioleta (UV) (Mansilla et al, 1197). Os processos que contam com a presença de catalisadores sólidos são chamados de heterogêneo, enquanto os demais são chamados homogêneos.
| SISTEMAS HOMOGÊNEOS | SISTEMAS HETEROGÊNEOS | ||
| C/ Irradiação | S/ Irradiação | C/ Irradiação | S/ Irradiação |
| O3/UV | O3/H2O2 | TiO2/UV | Eletro-Fenton |
| H2O2/UV | O3/OH– | TiO2/H2O2/UV | |
| H2O2/Fe2+(Foton-Fenton) | H2O2/Fe2+ (Fenton) | ||
Tabela 1: Tipos de processos oxidativos avançados.
A oxidação de um composto pelo radical hidroxila pode ocorrer via um dos três mecanismos gerais:
- HO. + RH à H2O + R (Remoção de Hidrogênio);
- HO. + RX à HO– + RX+ (Transferência de Elétrons);
- HO. + X2C=CX2 à X2C(OH)-CX2 (Adição a uma ligação insaturada);
Os processos oxidativos avançados possuem diversas vantagens no tratamento e purificação da água, entre elas:
- Não trocam somente de fase o contaminante, e sim o transforma quimicamente;
- Serve para tratar contaminantes em concentrações muito baixas (pro exemplo, ppb);
- Eliminam os efeitos sobre a saúde humana provocada por desinfetantes e oxidantes como o cloro;
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Bibliografia
KARLA SANTOS DE ARÁUJO. Processos oxidativos avançados: uma revisão de fundamentos e aplicações no tratamento de águas residuais urbanas e efluentes industriais. Disponivel em <http://www.scielo.br/pdf/ambiagua/v11n2/1980-993X-ambiagua-11-02-00387.pdf> Acesso em: 10 de maio de 2017.
UNICAMP. Processos Oxidativos Avançados: Conceitos teóricos. Disponível em <http://lqa.iqm.unicamp.br/cadernos/caderno3.pdf> Acesso em: 10 de maio de 2017.