Degradação de cafeína por processos oxidativos avançados

Abstract

A presença de compostos farmacêuticos em cursos d’água pode provocar vários impactos nos recursos hídricos e na saúde humana, mesmo em concentrações de ngL‐1 a μgL‐1. Entre estes compostos, a cafeína é uma das substâncias detectadas em maior concentração em diversas matrizes ambientais. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar e comparar a eficiência de degradação e mineralização da cafeína por Processos Oxidativos Avançados: Fotólise, UV/H2O2 e UV/H2O2/Fe (Foto‐Fenton). Para realização dos experimentos, com tempo de reação de 120 minutos, foi utilizado 2 litros de uma solução aquosa de cafeína com concentração de 20 mgL‐1, num reator cilíndrico de vidro de borossilicato, revestido por uma estrutura de aço inox. Essa estrutura comportou 12 lâmpadas de ultravioleta de 8 W, possibilitando uma variação na intensidade de radiação de 32 a 96 W. No processo de fotólise não observou‐se uma degradação significativa de cafeína em 120 minutos nas 3 condições de pH estabelecidas para maior intensidade de radiação. Já no processo UV/H2O2 investigou‐se a influência do pH da solução, intensidade de radiação aplicada e a concentração de Peróxido de Hidrogênio através de um planejamento de experimentos. O ponto ótimo de operação neste processo apresentou eficiência de degradação de aproximadamente 60%, e de mineralização abaixo de 10%. Com a finalidade de otimizar estas eficiências, analisou‐se a adição de duas concentrações de Ferro (5 mgL‐1 e 10 mgL‐1), caracterizando o processo Foto‐Fenton. Quando submetido à agitação esse processo apresentou 71,77% de degradação, na concentração mais baixa de Ferro (II), e eficiência de mineralização de 58,21%. A partir dos dados obtidos, inferiu‐se que o processo Foto‐Fenton proporciona uma melhor degradação da cafeína nas condições de reação pré‐estabelecidas em escala de bancada e regime de bateladas.