Publicado em 13 de abril de 2023 por Mecânica de Comunicação

Agente quelante pode ser aplicado em processo oxidativo com persulfato para tratar solos contaminados com creosoto

A contaminação de solos e águas subterrâneas está relacionada à presença de quaisquer substâncias ou resíduos nocivos ao meio ambiente e à saúde humana que tenham sido depositados, acumulados, armazenados, enterrados ou infiltrados de forma planejada, acidental ou até mesmo natural em uma determinada área.

Uma porção significativa de solos contaminados contém poluentes líquidos orgânicos conhecidos como NAPLs (do inglês, Non-Aqueous Phase Liquids), que podem ser classificados em DNAPLs (do inglês, Dense Non-Aqueous Phase Liquids) e LNAPLs (do inglês, Light Non-Aqueous Phase Liquids). Dentre os DNAPLs, destaca-se o creosoto, que é um óleo derivado da destilação do alcatrão de hulha amplamente utilizado como preservante de madeira. Ele pertence ao grupo químico de mistura complexa, contendo principalmente hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), além de compostos heterocíclicos e fenóis.

Segundo a Agência Internacional de Pesquisa em Câncer (IARC), esses contaminantes são, em sua maioria, considerados carcinogênico-mutagênicos e, apesar de serem compostos que possuem baixa solubilidade em água, podem estar presentes em concentrações aquosas muito além dos padrões de água potável ressaltando-se, portanto, a necessidade de se projetar esquemas de remediação efetivos para o tratamento dessas áreas contaminadas.

Dentre as diversas técnicas utilizadas, a oxidação química in situ (ISCO, do inglês In Situ Chemical Oxidation) revela-se como uma tecnologia potencialmente viável para a remediação de áreas contaminadas com creosoto. A ISCO envolve a injeção de agentes oxidantes na zona saturada ou não saturada dos solos visando mineralizar ou converter em compostos químicos menos nocivos, os poluentes orgânicos presentes na área. Estudos de tratabilidade em escala de laboratório são utilizados para prever a eficácia dessa técnica de remediação. Os principais oxidantes utilizados são o peróxido de hidrogênio, permanganatos, persulfatos e ozônio.

A oxidação química com o persulfato (S₂O₈⁻²) tem sido amplamente utilizada em processos para a degradação de contaminantes orgânicos, tais como HPAs. Ele apresenta maior persistência em subsuperfície, quando comparado ao ozônio e ao peróxido de hidrogênio, podendo ser transportado por maiores distâncias e permanecer mais tempo no meio reacional. Além disso, apresenta menor afinidade aos compostos orgânicos naturais do solo em relação ao permanganato, característica importante visto que a oxidação é não específica, ou seja, o oxidante é consumido não apenas pelos poluentes-alvo, mas também pela matéria orgânica.

Contudo, essa metodologia pode ser afetada pela disponibilidade de ferro durante a reação. Acontece que, à medida que a ativação do oxidante prossegue, Fe (II) é oxidado para Fe (III) e precipita tendo sua atividade em relação aos oxidantes reduzida ou mesmo eliminada. Uma solução para manter o ferro em solução seria acidificar o meio (preferencialmente, em pH igual a 3), porém o custo de ajustar o pH e impacto potencial na geoquímica do aquífero desfavorecem esta opção.

Diante disso, propõe-se a utilização de um agente quelante para oferecer uma liberação contínua de Fe²⁺ em solução como alternativa à acidificação do meio. Ele propicia a formação de quelatos, ou seja, a formação de complexos hidrossolúveis, onde íon metálico (no caso, o Fe²⁺) será envolvido por ligações covalentes do agente quelante. A quelação é uma metodologia comumente usada para ativação de persulfato in situ.

As informações acima foram extraídas da dissertação de mestrado Tratabilidade de solos contaminados com creosoto e fenantreno através de processo oxidativo avançado com persulfato ativado por quelato de ferro, defendida por Rayanne Macêdo Aranha, no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, sob orientação do professor Osvaldo Chiavone Filho e coorientação da doutora Marilda Mendonça Guazzelli Ramos Vianna.