Sistemas Homogêneos de Processos Oxidativos Avançados

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1 Universidade Federal de Juiz de Fora Instituto de Ciências Exatas Departamento de Química Sistemas Homogêneos de Processos Oxidativos Avançados Química Ambiental-2018/1 Prof. Rafael Arromba de Sousa Camille Carvalho de Mendonça Giovana de Almeida Pimentel

2 Introdução Crescimento Urbano Industrialização Falta de Conhecimento e Interesse Poluição ARAÚJO, K. S., et al. Rev. Ambiente & Água vol. 11 n. 2 Taubaté Apr. / Jun TEIXEIRA, C. P. A. B. e JARDIM, W. F. Caderno temático vol. 3 UNICAMP Campinas, Agosto de

3 Introdução Em 2015 a poluição foi responsável por uma a cada seis mortes no mundo. No Brasil: 50 mil mortes por poluição a cada ano. Existem cerca de 100 leis, decretos, portarias e resoluções que normatizam as ações legais perante ao meio ambiente no Brasil. ARAÚJO, K. S., et al. Rev. Ambiente & Água vol. 11 n. 2 Taubaté Apr. / Jun TEIXEIRA, C. P. A. B. e JARDIM, W. F. Caderno temático vol. 3 UNICAMP Campinas, Agosto de WHO-OMS 3

4 Introdução Resíduos Tratamentos tradicionais POA s Figura 1: Número de publicações e citações com o termo POA nos últimos 30 anos. Publicações Citações ARAÚJO, K. S., et al. Rev. Ambiente & Água vol. 11 n. 2 Taubaté Apr. / Jun TEIXEIRA, C. P. A. B. e JARDIM, W. F. Caderno temático vol. 3 UNICAMP Campinas, Agosto de Web of Science, Junho de

5 Introdução POA s Transformação dos contaminantes orgânicos em CO 2 através de reações de degradação envolvendo radicais hidroxilas. Processos de degradação limpos e não-seletivos Contaminantes: fase aquosa, fase gasosa ou adsorvidos em matiz sólida TEIXEIRA, C. P. de A. B.; JARDIM, W. de F. Processos Oxidativos Avançados: conceitos teóricos. Caderno temático, v. 3., UNICAMP, Campinas,

6 Introdução Heterogênea Partículas coloidais de semicondutor, como o TiO 2, absorvem a luz ultravioleta gerando o radical OH na interface partícula/solução. Homogênea Soluções homogêneas contendo H 2 O 2, O 3 ou uma combinação dos dois podendo ser submetidos a uma radiação. Gonçalves, A. C. Tratamento de efluentes contendo cianeto livre através do sistema H 2 O 2 /UV. 2004, Tese(Doutorado em Química), PUC-RIO, Rio de Janeiro,

7 POA s Sistemas homogêneos Com irradiação Sem irradiação H 2 O 2 /UV O 3 /UV O 3 /H 2 O 2 US H 2 O 2 /Fe +2 /UV OH O 3 /OH - H 2 O 2 /US UV/US O 3 /US H 2 O 2 /Fe +2 TEIXEIRA, C. P. de A. B.; JARDIM, W. de F. Processos Oxidativos Avançados: conceitos teóricos. Caderno temático, v. 3., UNICAMP, Campinas,

8 Sistemas Fundamentados em Ozônio O 3 é um ótimo agente oxidante. -Direto -Indireto ARAÚJO, K. S., et al. Rev. Ambiente & Água vol. 11 n. 2 Taubaté Apr. / Jun TEIXEIRA, C. P. A. B. e JARDIM, W. F. Caderno temático vol. 3 UNICAMP Campinas, Agosto de Web of Science 8

9 Sistemas Fundamentados em Ozônio Aplicações Micropoluentes em fontes de água potável; Inativação de bactérias; Degradação de efluentes agrícolas; Degradação de produtos farmacêuticos; ARAÚJO, K. S., et al. Rev. Ambiente & Água vol. 11 n. 2 Taubaté Apr. / Jun TEIXEIRA, C. P. A. B. e JARDIM, W. F. Caderno temático vol. 3 UNICAMP Campinas, Agosto de

10 Sistemas Fundamentados em Peróxido H 2 O 2 Alto poder oxidante E = 1,8V Remoção de odor Controles de corrosão Oxidação de metais H 2 O 2 /UV H 2 O 2 /Fe +2 H 2 O 2 /Fe +2 /UV TEIXEIRA, C. P. de A. B.; JARDIM, W. de F. Processos Oxidativos Avançados: conceitos teóricos. Caderno temático, v. 3., UNICAMP, Campinas,

11 Sistema H 2 O 2 /UV H 2 O 2 hν 2 OH Pré-tratamento na biodegradabilidade de surfactantes Degradação de compostos: éter metil terc-butil Degradação de corantes TEIXEIRA, C. P. de A. B.; JARDIM, W. de F. Processos Oxidativos Avançados: conceitos teóricos. Caderno temático, v. 3., UNICAMP, Campinas, ; REGET - V. 18 n. 1 Abr. 2014, p

12 Sistema H 2 O 2 /UV H 2 O 2 hν 2 OH Vantagens Solubilidade em água Desvantagens Limitação da taxa de oxidação Estabilidade térmica Custo do processo TEIXEIRA, C. P. de A. B.; JARDIM, W. de F. Processos Oxidativos Avançados: conceitos teóricos. Caderno temático, v. 3., UNICAMP, Campinas, ; REGET - V. 18 n. 1 Abr. 2014, p

13 Sistema H 2 O 2 /Fe +2 H 2 O 2 + Fe +2 Fe +3 + OH + OH Fe +2 + OH Fe +3 + OH 2 Fe +2 + H 2 O H + Fe +3 + H 2 O Degradação de clorofenóis e surfactantes Oxidação de resíduo de lixiviação de aterro Aumento da biodegrabilidade do contaminante TEIXEIRA, C. P. de A. B. Processos Oxidativos Avançados: conceitos teóricos. Caderno temático, v. 3., UNICAMP, Campinas, ; Rev. Ambient. Água v.11 n.2, Apr./Jun

14 Sistema H 2 O 2 /Fe +2 H 2 O 2 + Fe +2 Fe +3 + OH + OH Fe +2 + OH Fe +3 + OH 2 Fe +2 + H 2 O H + Fe +3 + H 2 O Desvantagens Manter o ph ácido Neutralização das soluções tratadas TEIXEIRA, C. P. de A. B. Processos Oxidativos Avançados: conceitos teóricos. Caderno temático, v. 3., UNICAMP, Campinas, ; Rev. Ambient. Água v.11 n.2, Apr./Jun

15 Sistema H 2 O 2 /Fe +2 /UV H 2 O 2 + Fe +2 hν Fe +3 + OH + OH H 2 O 2 hν 2 OH TEIXEIRA, C. P. de A. B. Processos Oxidativos Avançados: conceitos teóricos. Caderno temático, v. 3., UNICAMP, Campinas, ; Rev. Ambient. Água v.11 n.2, Apr./Jun

16 Sistema H 2 O 2 /Fe +2 e H 2 O 2 /Fe +2 /UV Emprego de complexos orgânicos de ferro para aumento da faixa de ph Ressalta-se que é importante a retirada dos sais de ferro formados no processo. Conama 357: Fe 15 mg L -1 TEIXEIRA, C. P. de A. B. Processos Oxidativos Avançados: conceitos teóricos. Caderno temático, v. 3., UNICAMP, Campinas, ; Rev. Ambient. Água v.11 n.2, Apr./Jun

17 Sonoquímicos Crescimento 5000 K 500 atm 2000 K Formação Tamanho instável Colapso H 2 O US OH + H Rev. Ambient. Água v.11 n.2, Apr./Jun

18 Conclusões Alta capacidade na oxidação de uma grande variedade de poluentes orgânicos e em baixas concentrações (μgl -1 ); Escala piloto vs. Aplicação industrial; Alto custo das fontes de energia ARAÚJO, K. S., et al. Rev. Ambiente & Água vol. 11 n. 2 Taubaté Apr. / Jun TEIXEIRA, C. P. A. B. e JARDIM, W. F. Caderno temático vol. 3 UNICAMP Campinas, Agosto de

19 Obrigada! 19