Sobre projetos que foram apresentados e não foram aprovados para execução

Título do Projeto:

Degradação de bifenilas policloradas presentes em óleo mineral isolante de amostras de solo pelo processo oxidativo avançado de Fenton e foto-Fenton, como possível método para remediação de áreas contaminadas.

Área de Conhecimento

Grande Área: Ciências Exatas e da Terra

Área de conhecimento: Química Orgânica

Justificativa

Até o início da década de 80 o líquido isolante elétrico usado na rede de transmissão de energia elétrica eram misturas de compostos organoclorados conhecidos por bifenilas policloradas (PCB), nome genérico atribuído à classe de compostos organoclorados resultante da reação do grupo bifenila com cloro anidro na presença de catalisador, sendo possível formar 709 congêneres. Devido à alta toxicidade, a produção e comercialização dos PCB estão proibidas no mundo todo. (EPA, 2011; ESTOCOLMO, 2001). A mistura constituída de 75% de PCB e 25% triclorobenzeno, com nome comercial Ascarel foi a formulação mais importada e utilizada nacionalmente. (COLLINS, 2011, POLICARPO, 2008). O Brasil, como signatário da Convenção de Estocolmo (2001), compromete-se com a eliminação progressiva e com a destruição de PCB até 2025.

Atualmente na rede de transmissão de energia elétrica são usados os óleos isolantes minerais, hidrocarbonetos obtidos do petróleo, com cadeias com 19 a 23 átomos de carbono (hidrocarbonetos parafínicos, naftênicos, aromáticos e poliaromáticos) com ponto de ebulição entre 300 a 400 oC, apresentam baixa solubilidade em água e não são facilmente biodegradáveis. (FISPQ, 2012).

Todo o PCB consumido no Brasil foi importado e as restrições para seu uso foram implementadas através da Portaria Interministerial 19, de 2 de janeiro de 1981. Essa portaria estabelece a proibição de fabricação, comercialização e uso de PCB em todo território nacional. Entretanto, permite que os equipamentos instalados continuem em funcionamento até sua substituição integral ou a troca do fluído dielétrico por produto isento de PCB. Porém, durante a manutenção dos transformadores ou substituição do líquido isolante, forma-se uma mistura com diferentes concentrações de PCB em óleo mineral, visto que os PCB são compostos lipofílicos. Para o setor de transmissão de energia elétrica, são considerados equipamentos elétricos isentos de PCB aqueles cujo óleo mineral isolante contenha teores inferiores a 3,0 μg mL-1, não contaminados com valores inferiores a 50 μg mL-1 e contaminados entre 50 – 500 μg mL-1. (ABNT, 1994).

A Agência de Proteção Ambiental dos E.U.A. (USEPA) apresenta uma lista com mais de 120 poluentes prioritários (EPA, 2011; HUTZINGER, 2006) e a Comissão Europeia sobre Meio Ambiente designa 132 compostos perigosos ao meio ambiente (HUTZINGER, 2006; OFFICIAL JOURNAL OF THE EUROPEAN COMMUNITIES,1976), sendo 12 deles classificados como as mais tóxicas substâncias conhecidas, os denominados poluentes orgânicos persistentes. Os PCB estão presentes entre os 12 poluentes orgânicos persistentes, sendo um tópico de destaque dentro da ciência e tecnologia ambiental, e foram determinados desde os anos 60 em nas matrizes ambientais. (PENTEADO; VAZ, 2001; ARING, 1999; BILSSON, 1998; MESSERI, 1997; ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY, 1983).

Em 1968 no Japão mais de 1600 pessoas ingeriram óleo de arroz contamina por derivados de PCB, em 1969 a contaminação do rio Hudson (EUA) levou a detecção de PCD no sedimento e em peixes. Em 1996 na cidade de Irajá no Estado do Rio de Janeiro, uma subestação do metrô foi invadida e depredada, o que ocasionou o vazamento de 400 litros de Ascarel provenientes de dois transformadores. A imprensa, jornal O Estado de São Paulo, relata o vazamento em 1987 de 10 mil litros de Ascarel, na subestação de Furnas Centrais Elétricas S.A que atingiu o solo e contaminou funcionários. (PENTEADO; VAZ, 2001). Recentemente, no Município de Florianópolis/SC (Jornal Diário Catarinense, 2012) ocorreu o vazamento de 12 mil litros de óleo de uma subestação de energia elétrica desativada. O vazamento, além de contaminar o solo, fez também suspender a produção de moluscos durante dois meses. Tal vandalismo trouxe prejuízos a todos envolvidos na cadeia produtiva de moluscos da região e danos profundos ao meio ambiente.

Os PCB por serem lipossolúveis na membrana celular e prontamente absorvidos no organismo dos humanos via inalação, exposição oral e dérmica, com posterior acúmulo no tecido adiposo. O metabolismo dos PCB pode gerar dioximas e furanos com propriedades carcinogênicas e mutagênicas superiores ao próprio PCB, tendo sido relatados inúmeros casos de câncer no pulmão, intestino, fígado, pâncreas e na pele, devido à presença desses compostos. (CALDAS; JARDIM, 2009).

Devido ao passivo ambiental no setor de transmissão de energia elétrica e historicamente casos de descartes, vazamentos, acidentes e/ou vandalismo que levaram a consequência para a saúde da população e para o meio ambiente, é necessário atenção permanente e avanço científico e tecnológico para a remediação de áreas contaminadas.

Dentre as alternativas tecnológicas existentes para o tratamento de solos contaminados com compostos lipofílicos persistentes, destaca-se o processo oxidativo avançado de Fenton e foto-Fenton, como possível método para remediação de solo in loco. (PERALTA-ZAMORA, 2012).

O reagente de Fenton é uma mistura de peróxido de hidrogênio e sais de ferro. A função do peróxido de hidrogênio é a geração do radical livre hidroxila, que no processo de Fenton ocorre através da reação do peróxido de hidrogênio e íons ferrosos. A etapa lenta do processo de oxidação é a regeneração dos íons férricos com peróxido de hidrogênio. (NOGUEIRA, 2007; MARCÌ, 2003). Dentre as principais vantagens do processo Fenton é possível destacar a simplicidade operacional que resulta do seu caráter homogêneo, assim como a sua elevada eficiência de degradação, a qual pode ser ainda melhorada pela incorporação de radiação (ultravioleta ou visível), o que caracteriza os processos foto-Fenton. Nos processos do tipo foto-Fenton, há um aumento da taxa de regeneração dos íons férricos em decorrência da interação da radiação. (PERALTA-ZAMORA, 2012).

Deseja-se realizar a decomposição de PCB em diferentes concentrações em óleo mineral através do método de Fenton e foto-Fenton, como tecnologia de remedição de solos contaminados.

Objetivo Geral 

Avaliar a degradação de bifenilas policloradas (PCB) presentes em óleo mineral isolante de amostras de solo pela aplicação de processo oxidativo avançado de Fenton e foto-Fenton.

Objetivos específicos

• Realizar a caracterização físico-química das amostras de solos provenientes de regiões distintas do estado de Santa Catarina;
• Contaminar cada solo com óleo mineral e PCB em três diferentes concentrações, que serão 3 μg; 50 μg e 500 μg, conforme estabelecido pela NBR 8371/1994;
• Submeter as amostras de solo com óleo mineral e PCB previamente preparadas ao tratamento oxidativo avançado de Fenton e foto-Fenton;
• Realizar extração de contaminante do solo pelo método de soxhlet;
• Realizar as análises de cromatografia gasosa com detector de captura de elétrons (ECD) segundo o método de ensaio descrito na norma NBR 13882/2008;
• Classificar as amostras como não PCB, contaminada por PCB ou PCB, conforme NBR 8371/1994;
• Avaliar a eficiência de degradação de PCB em amostras de solo contaminadas com diferentes concentrações, pelo método de oxidação avançada Fenton e foto-Fenton em laboratório.

Metodologia

O projeto envolve diferentes etapas as quais foram divididas em amostragem, caracterização físico-química do solo, processos Fenton e foto-Fenton em escala laboratorial, método de extração e identificação de substâncias orgânicas pelo método de cromatografia.