Degradação de brometo de 1-butilpiridínio por UV/H2O2

Abstract

Os Líquidos Iônicos são utilizados como solventes, reagentes, catalizadores surfactantes e lubrificantes em indústrias diversas, como da madeira, farmacêutica, eletroquímica, química e biotecnológica. Suas aplicações são crescentes e numerosas principalmente por apresentarem baixa pressão de vapor, boa estabilidade térmica, alta viscosidade, bem como capacidade de dissolução e miscibilidade em água e em outros solventes orgânicos. Contudo, ensaios toxicológicos e estudos de biodegradabilidade apontam que os efluentes industriais contendo líquidos iônicos são fontes potenciais de poluentes orgânicos persistentes. Dessa forma, a sua disposição final sem um tratamento adequado pode gerar danos ao meio ambiente e efeitos adversos para a saúde. Considerando que esses compostos devem ser removidos ou recuperados completamente dos efluentes antes de serem descartados, os processos oxidativos avançados (POA) são a tecnologia de tratamento mais indicada. Os POAa podem levar a mineralização completa ou à quebra de compostos altamente recalcitrantes em substâncias mais facilmente degradáveis. Neste contexto, o presente projeto tem como objetivo avaliar a remoção do Brometo de 1-butilpiridínio pelo POA UV/H2O2. Para tanto, os experimentos de degradação foram realizados em um reator fotoquímico (0,8 L) contendo uma lâmpada de vapor de mercúrio (125 W/m²). Para determinar as melhores condições experimentais, utilizou-se um planejamento fatorial em três níveis para testar diferentes concentrações de H2O2 e Cloreto. Estes compostos quando não dosados corretamente podem causar a variação do pH inicial da solução e consequentemente reduzir a eficiência do sistema. Os parâmetros de resposta avaliados foram toxicidade aguda em três níveis tróficos, utilizando os organismos teste Daphinia magna, Lactuca sativa e Triticum aestivum L., o decaimento de Carbono Orgânico Dissolvido (COD) e da Demanda Química de Oxigênio (DQO) e a degradação do composto Brometo de 1-butilpiridínio. Obteve-se uma remoção superior a 96% do contaminante em 60 mim de tratamento com a adição de 140 mg/L de H2O2. Também, observou-se uma redução da toxicidade em 80% após o tratamento para os organismos Lactuca sativa e Triticum aestivum L.. Concluiu-se que o sistema oxidativo é eficiente para a degradação do líquido iônico Brometo de i-butilpiridínio.

Abstract: Ionic Liquids are used as solvents, reagents, catalysts, surfactants, and lubricants in several industries, such as pharmaceutical, electrochemical, chemical, and biotechnological. The widespread use of Ionic Liquid is growing due to its low vapor pressure, good thermal stability, high viscosity, ability to dissolve, and miscibility in water or other organic solvents. However, toxicological assays and biodegradability studies indicate that the presence of Ionic Liquid in industrial effluents is a potential source of persistent organic pollutants. Therefore, the final disposal without adequate treatment can cause damage to the environment and adverse health effects. Since these compounds must be removed entirely or recovered from the effluents before being discharged, advanced oxidative processes (AOP) are the most appropriate treatment technology. The AOP can lead to the complete mineralization of highly recalcitrant compounds or break them down into more easily degradable substances. In this context, the present project evaluates the removal of 1-butylpyridinium bromide by AOP UV/H2O2. The degradation experiments were carried out in a photochemical reactor (0.8 L) containing a mercury vapor lamp (125 W/m²). Different concentrations of H2O2 and Chloride were assessed from a three-level factorial design to determine the optimal experimental conditions. When not dosed correctly, these compounds can cause variation in the initial pH of the solution and consequently reduce the system's efficiency. Assays were determined. The response parameters evaluated were acute toxicity at three trophic levels, using the test organisms Daphnia magna, Lactuca sativa, and Triticum aestivum L., the decay of Dissolved Organic Carbon (DOC) and Chemical Oxygen Demand (COD), and the degradation of the compound Bromide of 1-butylpyridinium. The proposed treatment removed > 96% off contaminant during 60 min of treatment with a concentration of 140 mg/L of H2O2. Furthermore, the treatment allows a reduction of 90% in toxicity for Lactuca sativa and Triticum aestivum L. assay. It could be concluded that the oxidative system is efficient for degrading the ionic liquid 1-butylpyridinium bromide.