Degradação de espécies nitroaromáticas e remediação de efluentes da indústria de explosivos, utilizando-se processos redutivos-oxidativos fundamentados no uso de ferro metálico

Abstract

. In this work the potentiality of reductive-oxidative processes based on zero-valent iron was studied aiming the degradation of nitroaromatic compounds and the remediation of residues from the explosive industry. The reductive process was applied as a continuous treatment system, using steel-wool as zero-valent iron source. The process permitted an almost total degradation of nitrobenzene, nitrophenol, nitrotoluene, dinitrotoluene and trinitrotoluene, probably with generation of the respective amine-derivative. The yellow-water residue, containing soluble trinitrotoluene, was notably modified by the reductive process, a fact that permitted a substantial enhancement of its biodegradability. Furthermore, the subsequent photo-Fenton process allowed TOC removal of about 80%.Keywords: zero-valent iron; photo-Fenton; nitroaromatics. INTRODUÇÃOEm função da sua versatilidade, 1 compostos nitroaromáticos são maciçamente utilizados em diversos segmentos industriais, incluindo a produção de tintas, plásticos, produtos farmacêuticos e de uso veterinário, alimentos e explosivos.2,3 Dentro desta última categoria destacam-se os compostos aromáticos polinitrados, 4-7 largamente utilizados na produção de munição e outros equipamentos militares. 8Com uma produção mundial estimada em 108 toneladas/ano, compostos nitroaromáticos aparecem como importantes agentes de contaminação ambiental, destacando-se pela sua elevada resistência à degradação microbiana e pelos efeitos deletérios provocados nos sistemas ecológicos contaminados.9-13 Em geral, admite-se que espécies nitroaromáticas sejam responsáveis por efeitos crônicos de relevância, como carcinogênese e mutagenicidade.De maneira geral, a toxicidade e persistência destas espécies aumenta com o aumento do número de substituintes nitro.14 Desta forma, espécies polinitradas caracterizam-se por elevada toxicidade e extrema resistência frente aos processos convencionais de degradação. 15No Brasil, a produção de explosivos nitroaromáticos concentra-se nos estados de São Paulo, Paraná e Minas Gerais.8 O 2,4,6-trinitrotolueno (TNT) é produzido por nitração sequencial do tolueno, reação realizada em três estágios e na presença de ácido nítrico e sulfúrico. A formação do composto trinitrado ocorre somente no terceiro estágio, juntamente com diversas impurezas, as quais são retiradas do produto por sucessivas lavagens com água. Na primeira lavagem obtém-se um resíduo denominado água amarela (AA), constituído de diversos produtos de oxidação (ex., nitrofenóis, ácido trinitrobenzóico e tetranitrometano) e TNT simétrico dissolvido. Na segunda lavagem, realizada com sulfito de sódio, origina-se a água vermelha (AV), contendo diversas formas assimétricas do TNT. 15O tratamento de resíduos contendo espécies químicas desta natureza é bastante dificultado pelo seu marcado caráter tóxico. 16,17 Adicionalmente, o caráter elétron-deficiente destas espécies dificulta a degradação oxidativa, 18 fato que, em princípio, torna a via redutiva mais interessante. Em geral, admite-se que processos redutivos me...

Degradation of food dyes by zero-valent metals exposed to ultrasonic irradiation in water medium: optimization and electrospray ionization mass spectrometry monitoring

“…These processes can be used to initiate remediation of complex anthropogenic chemicals, such as nitro and chlorinated aromatic compounds. [7][8][9][10][11] Dyes are another category of complex chemicals that are labile to reduction, as already shown for several dyes. [12][13][14][15][16][17][18] Several metals (such as Zn, Sn, Pt) can be used as reduction agents, but iron has received the foremost emphasis due to its high efficiency in addition to its low cost and toxicity.…”

Standard molar enthalpies of formation of 3′- and 4′-nitroacetophenones

“…Nitro-aromatics are degraded by various pathways using different biochemical mechanisms but some nitro-aromatics often either persist or become aromatic amine end-products in the environment [13,14].…”

Degradação de fármacos em água pelo acoplamento dos processos ferro zero e Fenton

“…O processo de oxidação via radicais hidroxila pode ocorrer por três mecanismos, basicamente: abstração de hidrogênio (ocorre geralmente com hidrocarbonetos alifáticos), adição eletrofílica (compostos orgânicos que possuem ligações π, geralmente hidrocarbonetos insaturados e aromáticos) e transferência eletrônica (ocorre quando as outras duas opções são desfavoráveis, como em hidrocarbonetos clorados). Também podem ocorrer reações paralelas, como a geração de H 2 O 2 , diminuindo a velocidade da degradação do composto em questão (CAVALOTTI et al, 2009;NOGUEIRA et al, 2007).…”