Degradação de compostos orgânicos voláteis gasosos (VOCs) por um novo UV

May 17, 2023

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 11112 (2022) Citar este artigo

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Neste estudo, um processo de ozonização assistida por UV (UV/O3) para a degradação das emissões de VOCs com uma fase final de depuração foi implementado para avaliar a eficiência de remoção de tolueno e evitar a liberação de intermediários poluentes do processo de etapa única. A concentração de tolueno na entrada e a voltagem aplicada variaram para investigar várias condições de operação. Os resultados destacaram que a maior concentração de entrada a redução de tolueno foi menor, enquanto o aumento na concentração de ozônio levou a um aumento das eficiências de degradação. A etapa adicional de lavagem com água aumentou a redução de UV/O3 em até 98,5%, devido à solubilização de ozônio e subprodutos na água de processo e, portanto, à oxidação adicional dos contaminantes nessa fase. Uma Capacidade de Eliminação máxima (ECmax) de 22,6 gm−3 h−1 foi alcançada com o UV/O3 + Scrubbing. O sistema combinado impulsionou maior desempenho e estabilidade em comparação com o processo autônomo (UV/O3), juntamente com uma sustentabilidade mais econômica e ambiental.

As emissões de compostos orgânicos voláteis (VOCs) tornaram-se uma preocupação ambiental importante devido aos efeitos adversos na saúde e no meio ambiente1,2,3,4. A exposição humana prolongada às emissões de VOCs (por exemplo, substâncias aromáticas e aldeídos) pode causar vários problemas de saúde, como distúrbios digestivos, renais, cardíacos e nervosos quando ingeridos, em contato com a pele ou inalados5,6. Os hidrocarbonetos aromáticos voláteis, incluindo benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno (BTEX) são classificados como tóxicos, mutagênicos e carcinogênicos7,8,9. Devido a essas características, os BTEX estão incluídos entre as substâncias de maior ameaça à saúde humana10,11.

Na atmosfera, a radiação solar faz com que os VOCs reajam com os óxidos de nitrogênio, causando poluição e poluição fotoquímica7,12,13. Por sua alta volatilidade, as emissões de VOC de diferentes setores industriais também são responsáveis ​​pelo incômodo do odor entre a população exposta. Desde então, a gestão de odores torna-se uma questão prioritária para o operador industrial com vista ao cumprimento das normas e evitar reclamações da população residente14. A indústria petroquímica, plantas envolvendo tintas, adesivos, produção de solventes, operações de impressão, bem como estações de tratamento de resíduos e efluentes estão entre as principais fontes de emissões antrópicas de BTEX15,16,17,18.

As regulamentações mais rígidas sobre a poluição do ar e a maior expectativa da população sobre a qualidade do ar desencadeiam a necessidade do gerenciamento e tratamento eficazes desses compostos14,19. Nessa visão, a comunidade científica tem voltado a atenção para o desenvolvimento de soluções inovadoras para sua redução20,21.

As técnicas de abatimento atualmente aplicadas para o tratamento de emissões de VOC envolvem adsorção, absorção, biofiltração e combustão térmica ou catalítica de carvão ativado22,23,24. As desvantagens dessas soluções convencionais incluem transferência de contaminantes para outras fases, tratamentos biológicos ineficientes devido a flutuações de carga e presença de metabólitos secundários recalcitrantes e tóxicos25,26,27. Para superar as limitações dos processos convencionais, inúmeras pesquisas estão focadas em Processos Oxidativos Avançados (AOPs) para a redução de VOCs. Esses processos dependem dos efeitos dos radicais hidroxila – oxidantes altamente reativos – capazes de degradar uma ampla gama de compostos orgânicos22,28,29.

A ozonização suportada por irradiação ultravioleta (UV/O3) é um método estabelecido para degradar VOCs recalcitrantes e hidrofóbicos30,31. O ozônio aumentou a capacidade de degradação do processo combinado não apenas devido ao seu alto poder de oxidação, mas também pela formação de oxidantes fortes, como radicais hidroxila e óxido32.