Ativação de persulfato por formas minerais de ferro e avaliação preliminar da remediação de solos por oxidação química in-situ

Abstract

Resumo: A remediação química de solos contaminados representa um desafio de grandes proporções, principalmente em razão das limitações impostas pela sua habitual heterogeneidade e complexidade. Neste trabalho, avalia-se a potencialidade do persulfato na oxidação química in-situ de um poluente modelo (atrazina), enfatizando a sua ativação por formas minerais de ferro que são características de solos brasileiros. Na primeira etapa foram sintetizados óxidos de ferro característicos de Argissolos e Latossolos brasileiros (ferrihidrita, goethita e hematita), sendo avaliada a sua atividade em relação à decomposição de persulfato e à degradação de atrazina. Neste estudo, todos os óxidos permitiram eficiente decomposição de persulfato, o que levou à formação de radical hidroxila e, consequentemente, à degradação de atrazina. A maior atividade catalítica foi apresentada pela ferrihidrita, óxido amorfo de maior área superficial que promove catálise heterogênea e homogênea, esta última viabilizada pela solubilização de Fe (II). Na segunda etapa foram aplicados métodos químicos que permitiram fracionar as diferentes formas de ferro presentes no solo (ferro associado à matéria orgânica, óxidos amorfos e óxidos cristalinos), a partir de Argissolo vermelho amarelo eutrófico (Karst) e Latossolo vermelho distroférrico (Serra Geral). Nos estudos envolvendo a decomposição de persulfato e a degradação de atrazina, as frações mostraram menor atividade do que os óxidos sintéticos isolados, o que evidenciou as complexidades associadas à remediação de solos, incluindo o relevante efeito negativo da matéria orgânica. Dentre deste contexto se destaca o consumo improdutivo de persulfato, o sequestro de radicais e a interferência na disponibilidade do poluente. Em geral, os resultados sugerem uma boa potencialidade da técnica como alternativa para remediação de solos contaminados. Entretanto, a eficiência de degradação depende de muitos fatores, os quais devem ser considerados na avaliação da relação custo/benefício. Palavras-chave: Ativação de Persulfato, óxidos de ferro, remediação de solos, Atrazina. '

Abstract: The chemical remediation of contaminated soils represents a major challenge, mainly due to the limitations imposed by its heterogeneity and complexity. In this work, the potential of persulfate in the in-situ chemical oxidation of a model pollutant (atrazine) is evaluated, emphasizing it is activation by mineral iron forms that are characteristic of Brazilian soils. In the first stage, iron oxides characteristic of Brazilian Argisol and Oxisol (ferrihydrite, goethite and hematite) were synthesized, and their activity in relation to persulfate decomposition and atrazine degradation was evaluated. In this study, all oxides allowed efficient persulfate decomposition, which led to the formation of hydroxyl radical and, consequently, to the degradation of atrazine. The greatest catalytic activity was shown by ferrihydrite, an amorphous oxide with a larger surface area that promotes heterogeneous and homogeneous catalysis, the last one made possible by the solubilization of Fe (II). In the second stage, chemical methods were applied that allowed the fractionation of the different forms of iron present in the soil (iron associated with organic matter, amorphous oxides and crystalline oxides), from eutrophic red-yellow Argisol (Karst) and dystrophic red Latosol (Serra Geral). In studies involving persulfate decomposition and atrazine degradation, the fractions showed less activity than isolated synthetic oxides, which evidenced the complexities associated with soil remediation, including the relevant negative effect of organic matter. Among this context, the unproductive consumption of persulfate, the sequestration of radicals and the interference in the availability of the pollutant stand out. In general, the results suggest a good potential of the technique as an alternative for remediation of contaminated soils. However, the efficiency of degradation depends on many factors, which must be considered when assessing the cost / benefit ratio. Keywords: Persulfate activation. Soil remediation. Atrazine.