RESUMO
RESUMO Óxidos de ferro recuperados da drenagem ácida de minas representam uma matéria-prima potencial para a produção de baixo custo de nanogoetita ou nanohematita, com grau de pureza adequado para o seu uso como catalisador em processos de tratamento de efluentes líquidos com ozônio. Assim, a toxicidade das nanopartículas de ferro precisa ser determinada para prever seu impacto no meio ambiente, antes e depois de terem sido utilizadas nesses processos. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar a toxicidade de nanogoetita e nanohematita produzidas a partir da drenagem ácida de minas bem como comparar os resultados com hematita sintética de alta pureza. A nanogoetita foi obtida da drenagem ácida de minas e, após seu tratamento térmico a 450°C, produziu nanopartículas de hematita. Os materiais foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de transmissão e determinação da área superficial específica e porosidade com base nas isotermas de adsorção/dessorção de N2. Foram realizados os ensaios de ecotoxicidade usando os protocolos padronizados para bioluminescência com Vibrio fischeri, letalidade da Artemia sp., germinação de sementes de Lactuca sativa L. (alface) e crescimento das raízes de Allium cepa L. (cebola). Os resultados de toxicidade indicaram estabilidade das nanopartículas, que não são alteradas significativamente pela ação do ozônio em meio aquoso. Para todas as amostras, os valores indicaram baixa ou nenhuma toxicidade nas condições dos experimentos, para os bioindicadores utilizados. Esses resultados fornecem indicação de que as nanopartículas de ferro recuperadas da indústria de resíduos podem ser usadas como catalisadores sem efeitos adversos ao meio ambiente.
ABSTRACT Iron oxides recovered from acid mine drainage represent a potential raw material for the low-cost production of nanogoethite or nanohematite, with a degree of purity suitable for its use as a catalyst in processes for treating liquid effluents with ozone. Thus, the toxicity of iron nanoparticles needs to be determined to predict their impact on the environment, before and after they have been used in these processes. In this context, the objective of this study was to evaluate the toxicity of nanogoethite and nanohematite produced from acid mine drainage as well as to compare the results with high-purity synthetic hematite. Nanogoethite was obtained from acid mine drainage and, after its heat treatment at 450°C, produced nanoparticles of hematite. The materials were characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and determination of the specific surface area and porosity based on N2 adsorption/desorption isotherms. Ecotoxicity tests were carried out using standardized protocols for bioluminescence with Vibrio fischeri, lethality of Artemia sp, germination of Lactuca sativa L (lettuce) seeds, and growth of Allium cepa L (onion) roots. The toxicity results indicated stability of the nanoparticles, which are not significantly altered by the action of ozone in aqueous medium. For all samples, the values indicated low or no toxicity under the conditions of the experiments. These results provide an indication that the iron nanoparticles recovered from the waste industry can be used as catalysts without adverse effects on the environment.
RESUMO
Os efluentes têxteis, geralmente, são carregados de corantes não biodegradáveis, o que dificulta o seu tratamento. Dentre as novas alternativas de tratamento estudadas, estão os Processos Oxidativos Avançados (POA). Os mesmos são processos com potencial de produzir radicais hidroxila (OH), espécies altamente oxidantes, capazes de mineralizar a matéria orgânica. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a aplicação dos POA (Fenton, foto-Fenton e UV/H2O2) no tratamento de efluente têxtil sintético contendo o corante Preto Biozol UC. Dentre os processos estudados, o mais eficiente foi o foto-Fenton (H2O2 = 1.500 mg.L-1 e Fe2+ = 75 mg.L-1), em pH = 3, que obteve 95,4 por cento e 73,0 por cento para as remoções de cor e demanda química de oxigênio (DQO), respectivamente.
The textile wastewater is usually loaded with non-biodegradable dyes, which hinder its treatment. Advanced Oxidation Processes (AOP) are among new treatment alternatives. They are processes with potential to produce hydroxyl radicals (OH), highly oxidizing species, capable of mineralizing the organic matter. Thus, the aim of this work was to study the application of the AOP (Fenton, photo-Fenton and UV/H2O2) in the treatment of synthetic textile wastewater containing the Black Biozol UC dye. Among the studied processes, the most efficient was photo-Fenton (H2O2 = 1,500 mg.L-1 and Fe 2+ = 75 mg.L-1), at pH = 3, for color and chemical oxygen demand (COD) removals of 95.4 percent and 73.0 percent, respectively.
RESUMO
O objetivo deste estudo foi comparar os processos de oxidação avançada (H2O2, UV, UV/H2O2, Fe2+/H2O2, UV/Fe2+/H2O2) para descoloração do corante têxtil Reactive Red 195. Também foi investigada a utilização do pó do desempoeiramento da ala de corrida do alto forno como fonte alternativa de ferro na peroxidação catalítica, com e sem radiação UV, para degradação do corante. O efeito das concentrações de H2O2 e corante na cinética de descoloração foram estudados. Os resultados indicaram que a maior eficiência de descoloração foi obtida através do sistema foto-Fenton com o uso do resíduo; entretanto, a utilização do resíduo no sistema Fenton sem irradiação atingiu a mesma eficiência, com tempo de reação aumentado em apenas 15 minutos. A utilização do resíduo siderúrgico aumentou a velocidade de descoloração, mostrando-se bastante promissora como fonte de ferro.
This study aimed at comparing various advanced oxidation processes (H2O2, UV, UV/H2O2, Fe2+/H2O2, UV/Fe2+/H2O2) for textile dye Reactive Red 195 decolorization. The use of blast furnace dust (BFD) was also investigated as an alternative source of iron in catalytic peroxidation with and without UV radiation. The effects of H2O2 and dye concentrations in kinetics of decolorization were studied. Decolorization reactions follow pseudo-first order kinetics. The results indicated greater efficiency of decolorization in the photo-Fenton system with the use of BFD; however, the use of BFD in the Fenton system without irradiation reached the same efficiency with a reaction time only 15 minutes superior. The use of blast furnace dust increased considerably the rates of reactions and is very promising as a source of iron.