REMOÇÃO DE COR EM EFLUENTES INDUSTRIAIS

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1 REMOÇÃO DE COR EM EFLUENTES INDUSTRIAIS Gandhi Giordano Engenheiro Químico pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), Especialização em Engenharia Sanitária e Ambiental pela UERJ, Mestrando em Ciências Ambientais pela UFF, Prof. Auxiliar do Departamento de Engenharia Sanitária e do Meio Ambiente da FEUERJ/UERJ e Diretor Técnico da Tecma-Tecnologia em Meio Ambiente Ltda. Endereço: Rua Euclides da Cunha, bloco C - apto São Cristóvão - Rio de Janeiro - RJ - CEP: Brasil - Tel: (021) tecma01@tecma - RESUMO O lançamento de efluentes industriais com cores pode alterar as características estéticas dos corpos hídricos, bem como pode representar nesses a introdução de compostos tóxicos, orgânicos ou inorgânicos. A alteração da cor dos rios é um indicador de poluição, detectado pelas próprias populações ribeirinhas, sendo muitas vezes o alerta para os órgãos fiscalizadores. Os efluentes de indústrias têxteis, de tintas, de alimentos, gráficas, abatedouros e minerações são os principais responsáveis pelas alterações da qualidade estética dos corpos receptores. A aferição da remoção de cor dos efluentes é fundamental para a fiscalização ambiental, bem como para o próprio desenvolvimento tecnológico dos sistemas de tratamento de efluentes industriais. A legislação referente a Cor foi desenvolvida com o objetivo de controlar a qualidade da água potável, não atendendo a todo o espectro de cores presentes nos efluentes industriais. Para atender o desenvolvimento dos processos de tratamento de efluentes industriais, este trabalho apresenta uma Metodologia que baseia-se na Varredura da Absorvância em todo o Espectro Visível, em intervalos de comprimento de onda de 10 nm. Após determinado o comprimento de onda de maior Absorvância para o efluente, obtem-se a Absorvância neste comprimento de onda após utilizar a água como Branco. As Absorvâncias obtidas para os efluentes foram interpoladas na curva padrão do método de medição da Cor em águas, obtendo-se a intensidade de cor corrigida para o efluente. PALAVRAS-CHAVE: Remoção de Cor; Efluentes Industriais, Cor. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 612

2 INTRODUÇÃO A cor presente nos efluentes industriais pode ser devida a substâncias orgânicas ou inorgânicas, bem como pode ser devida a misturas de compostos incluindo os produtos dos próprios tratamentos. A remoção de diversos poluentes tem sido objeto dos tratamentos de efluentes convencionais, controlados pelos limites estabelecidos para os parâmetros sanitários nas legislações ambientais. A remoção da Cor tem sido medida de forma subjetiva ou relativa, sendo prejudicada a avaliação dos sistemas de tratamento em relação a este parâmetro. As legislações ambientais que procuraram estabelecer um limite para a Cor, erraram ao utilizarem como referência o Método da Platina desenvolvido para águas naturais ou potáveis. A cor desenvolvida pelos padrões de Platina é muito sensível, na faixa inferior de comprimentos de onda do espectro visível, sendo praticamente desprezível a sua Absorvância nos comprimentos de onda superiores a 410 nm. Isto significa que as outras cores do espectro visível não podem ser medidas pelo método desenvolvido para se medir a Cor das águas. A grande dificuldade para medir a Cor dos efluentes é a definição dos padrões necessários para a medição das cores em todo o espectro. Este trabalho baseia-se na determinação do comprimento de onda de maior Absorvância, ou seja, no qual a Cor é mais perceptível, para em seguida utilizando-se a água como Branco obter-se a Absorvância da amostra. A Absorvância lida na amostra refere-se a intensidade de Cor percebida pelo observador, sendo comparada então com a curva de Absorvância x Padrões de Cor do método Platina. Assim foi mantida a curva de calibração do método convencional, sendo entretanto utilizadas as Absorvâncias reais, ou seja, aquelas percebidas pelos observadores. Foram medidas de forma comparativa diversas cores de efluentes, utilizando-se o método aplicado para águas e o método modificado para efluentes, tendo sido demonstradas a necessidade e a importância do mesmo. MATERIAIS E MÉTODOS Foi utilizada a metodologia estabelecida pelo Standards Methods (1) para a medição da Cor em águas, bem como foram utilizados equipamentos pré-calibrados usualmente empregados em laboratórios de controle. O método estabelecido no Standards Methods (2120 B. VISUAL COMPARISON METHOD) utiliza uma curva de calibração com solução padrão de Cloroplatinato de Potássio e cloreto cobaltoso sendo estabelecida uma correlação entre a Absorvância e as unidades de Cor, conforme a figura 1. Devido a indefinição do próprio Standards Methods foi realizada uma varredura para se conhecer o comprimento de onda de maior Absorvância para a solução padrão de Pt, sendo os resultados apresentados na tabela 1 e figuras 1 e 1a. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 613

3 Esta curva de calibração foi utilizada como padrão em relação aos equipamentos précalibrados. Para a obtenção desta curva foi utilizado o espectrofotômetro de Absorção Molecular Metrolab e Cubetas de quartzo da Hellman, com caminho óptico de 10 nm. Como equipamentos pré-calibrados foram utilizados o Aqua-Nessler da Polilab que opera por comparação visual com discos e o DR 2000 da Hach que possui curva interna de calibração. Foram utilizados também amostras de Chorume, efluentes têxteis e amostras sintéticas de corantes. Foram realizadas varreduras no espectro visível para todas as amostras e para a solução padrão, conforme a tabela 2. Os espectros obtidos encontram-se na figura 2. MÉTODO PADRONIZADO PARA A MEDIÇÃO DE COR EM ÁGUAS A Cor da água pode ser medida basicamente por 03 métodos e baseados na Comparação Visual: Colorímetros com calibração interna; Leitura da Absorvância em Espectro fotômetro de Absorção Molecular, utilizando a curva de calibração com padrões de Pt;; Leitura direta por comparação de padrões de lentes coloridas. A unidade da Cor é espessura mg Pt/L MÉTODO DE MEDIÇÃO RELATIVA DE COR PARA EFLUENTES INDUSTRIAIS Após a varredura do espectro visível, obtêm-se o comprimento de onda de maior Absorvância para o efluente analisado, sendo as medições realizadas a cada 10 nm, com água como Branco e ajuste do Zero de Absorvância. No comprimento de onda determinado, utiliza-se a amostra bruta como padrão, obtendo-se através de diluições uma curva de Absorvância x Diluições. Realizando-se a leitura de Absorvância da amostra tratada do efluente, tem-se a diluição correspondente, conforme tabela 3 e gráfico 3. MÉTODO DE MEDIÇÃO ABSOLUTA DE COR PARA EFLUENTES INDUSTRIAIS Utiliza-se água como Branco para calibrar o espectrofotômetro de Absorção Molecular em Zero de Absorvância. Realiza-se uma varredura do espectro visível, obtendo-se as Absorvâncias a cada 10 nm, calibrando-se o Zero de Absorvância sempre com água. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 614

4 Após definido o comprimento de onda no qual ocorre a maior Absorvância, calibra-se novamente com água como Branco, obtendo-se a Absorvância neste comprimento de onda. A Absorvância obtida é interpolada na curva de calibração do método convencional para águas, conforme a tabela 1 e o gráfico 1, obtendo-se a Cor. Esta Cor deve ser referida como Cor em mg Pt/L, corrigida para o comprimento de onda de maior Absorvância. O comprimento de onda deve ser citado. EXEMPLOS DE APLICAÇÕES DO MÉTODO Na tabela 1 e nos gráficos 1 e 1a, pode-se verificar que o melhor coeficiente de correlação entre as Absorvâncias e as Cores, conforme o padrão de Platina, encontra-se no comprimento de onda de 330 nm. Na tabela 2 e no gráfico 2 podemos verificar a baixa Absorvância apresentada pelos padrões de Platina nos comprimentos de onda maiores que 410 nm, bem como o fato de algumas soluções coloridas apresentarem mais que um pico de Absorvância significativo, indicando a mistura de corantes diferentes para a formação da cor desejada. Estes picos de Absorvância podem ocorrer em alguns casos em estreita faixa de comprimentos de onda. Na tabela 3, podemos observar os resultados da comparação do método proposto e dos normalmente utilizados para a medição de cor das águas. Tabela 1: Dados da Curva de Calibração do Método de Cor em Águas. Cor (mg Pt/L) 330 (nm) 360 (nm) 445 (nm) ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 615

5 Figura 1: Curva de Calibração do Método de Cor em Água. SOLUÇÃO PADRÃO DE Pt Absorvância 0,400 0,380 0,360 0,340 0,320 0,300 0,280 0,260 0,240 0,220 0,200 0,180 0,160 0,140 0,120 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 0, (nm) 360 (nm) 445 (nm) Unidade de Cor ( mg Pt/ L) Figura 1a: Curva Padrão: Método de Comparação Visual Padrões de Platina. Curva Padrão 0,400 0,350 0,300 Absorvância 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 Linear (Pontos Experimentais) 0, Cor (mg Pt/L) Equação da Reta: Y = - 0, ,00385 X Coeficiente de Correlação = 0, ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 616

6 Tabela 2: Absorvância de Cores no Espectro Visível de Efluentes Industriais e da Solução Padrão de Pt. l Amarelo Rosa Azul Laranja Verde Lilás Padrão , ,024 0, , ,032 0, , ,0825 0, , ,120 0, , ,209 0, , ,260 0, , ,350 0, ,538 0,006 0,356 0, ,530 0,008 0,365 0, ,500 0,010 0,320 0, ,459 0,013 0,315 0, ,409 0,015 0,280 0, ,365 0,017 0,253 0, ,325 0,018 0,243 0, ,302 0,019 0,214 0, ,279 0,023 0,198 0, ,258 0,023 0,198 0, ,008 0,258 0,038 0,184 0, ,031 0,216 0,040 0,150 0, ,08 0,18 0,053 0,110 0, ,191 0,18 0,070 0,075 0, ,383 0,019 0,091 0,055 0, ,627 0,07 0,105 0,037 0, ,695 0,058 0,126 0,032 0, ,575 0,039 0,176 0,029 0, ,441 0,039 0,193 0,220 0, ,344 0,028 0,208 0,200 0, ,265 0,025 0,316 0,190 0, ,024 0,196 0,022 0,437 0,180 0, ,03 0,14 0,19 0,812 0,015 0, ,078 0,103 0,016 0,956 0,020 0, ,168 0,074 0,015 1,150 0,029 0, ,336 0,051 0,012 1,325 0,042 0, ,800 0,036 0,009 1,574 0,059 0,138 0, ,93 0,024 0,007 1,666 0,065 0,130 0, ,016 0,005 1,702 0,069 0,125 0, ,012 0,004 1,707 0,074 0,120 0, ,016 0,002 1,672 0, , , ,568 0,880 0,111 0, , ,411 0,092 0,111 0, , ,952 0,095 0,111 0, , ,788 0,091 0,111 0, , ,678 0,088 0,111 0, , , ,111 0,280 ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 617

7 Figura 2: Varredura no Espetro Visível para Determinação das Absorvâncias de Efluentes Industriais e da Solução Padrão Pt. ABSORVÂNCIA DE CORES NO VISÍVEL 2 amarela nm 1,75 rosa nm azul nm 1,5 laranja nm verde nm ABSORVÂNCIA 1,25 1 lilás - padrão nm 350 nm 0,75 0,5 0, COMPRIMENTO DE ONDA (nm) Tabela 3: Remoção de Cor do Chorume bruto por Ozonização. Tempo Absorvância Remoção de Cor (min.) 0 0,920 0% 5 0,603 33% 10 0,326 60% 16 0,183 76% 20 0,150 82% 25 0,129 85% 30 0,106 87% 40 0,087 89% 50 0,078 90% 60 0,050 96% Comprimento de Onda l = 550 nm ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 618

8 Gráfico 3: Remoção de Cor do Chorume Bruto por Ozonização. 1,000 0,900 0,800 0,700 0,600 Absorvância 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0, Tempo (minutos) Tabela 4: Resultados Comparados. Amostras Rosa Azul Laranja Amarela Verde Espectrofotômetro MÉTODO PROPOSTO DR/2000 l=455 nm Abs. Máxima Cor (mg Pt/L) Cor (l ) l=330 nm (mg PtCo/l) 0, (550 nm) 0, (665 nm) 0, (430 nm) 0,188 (416 nm) ,108 (400 nm) Colorímetro Aqua Nessler Cor (mg PtCo/l) 1000 Difícil Visualização Difícil Visualização Obs.: Foi necessário diluir as amostras 200 vezes para a leitura das respectivas Cores. Os resultados apresentam os valores corrigidos, considerando-se as diluições. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 619

9 CONCLUSÕES O método padronizado de comparação visual conforme apresentado no Standards Methods só deve ser aplicado a águas potáveis ou naturais. Os métodos relativos de medição de Cor não permitem avaliar a cor das substâncias formadas ao longo do próprio tratamento, apresentando na maior parte dos casos erros negativos. Para se medir de forma absoluta a Cor em efluentes industriais é necessário o conhecimento prévio do comprimento de onda na qual ocorre a maior Absorvância, sendo após realizada a comparação com uma curva de calibração. A curva de calibração já padronizada pelo Standards Methods pode e deve ser utilizada, devido a impossibilidade de serem desenvolvidas curvas de calibração para os diversos comprimentos de onda do espectro visível. É fundamental o estabelecimento de um método de medição de Cor para efluentes industriais, possibilitando a elaboração de uma legislação ambiental coerente com a percepção visual do observador, permitindo a ação da fiscalização e o desenvolvimento de tecnologias de tratamento de nível terciário para a remoção de cor em efluentes industriais. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION. 2. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, 19 th Edition 1995, Washington, D.C.,1995, 2701p. il. 3. FUNDAÇÃO ESTADUAL DE ENGENHARIA DO MEIO AMBIENTE. (Rio de Janeiro, RJ) - Coletânea de legislação federal e estadual de Meio Ambiente. Rio de Janeiro, 1982, 383p. il. ABES - Associação Brasileira de Engenharia Sanitária e Ambiental 620