Efeito da irradiação solar na oxidação do etanol em água de chuva

Abstract

Devido ao uso de etanol como combustível no Brasil e suas perspectivas de aumento de consumo como biocombustível mundialmente, as emissões desse composto devem aumentar, sendo importante o estudo dos impactos causados na atmosfera e na saúde publica. Os álcoois na atmosfera são considerados poluentes primários e sua oxidação fotoquímica tem como produto diversas espécies, dentre elas o acetaldeído, composto de alta toxicidade. A chuva é um processo eficiente de remoção de substâncias da atmosfera e sua composição fornece informações sobre reações que ocorrem na atmosfera. Considerando a escassez de informações sobre as reações fotoquímicas que envolvem etanol na atmosfera e em águas, este trabalho teve como objetivo investigar a ação da radiação solar na oxidação do etanol. As amostras de água de chuva foram coletadas em Araraquara no período de agosto de 2016 a março de 2018 e foram determinadas as concentrações de peróxido de hidrogênio, etanol, acetaldeído, formaldeído e metanol. A concentração média de H2O2 foi 17,4 ± 2,9 μmol L-1 (n=41) com concentração mais elevada nos meses de verão e primavera. A exposição das amostras de água de chuva à irradiação solar mostrou que houve perda de etanol e formação de acetaldeído, porém não há proporção estequiométrica entre as espécies. Foi observada correlação negativa significativa entre a taxa de consumo de etanol e a concentração inicial de H2O2 e entre a concentração de carbono orgânico dissolvido (COD) da água de chuva e taxa de consumo de H2O2, sugerindo que quanto maior a concentração de peróxido de hidrogênio no meio, maior a oxidação de etanol, mas que o H2O2 também oxida outras espécies orgânicas presentes nas amostras de água de chuva.

Due to the use of ethanol as fuel in Brazil and its prospects of increasing consumption as a biofuel worldwide, the emissions of this compound should increase, being important the study of the impacts caused in the atmosphere and public health. The alcohols in the atmosphere are considered primary pollutants and their photochemical oxidation has as product several species, among them acetaldehyde, compound of high toxicity. Rain is an efficient process of removing substances from the atmosphere and its composition provides information on reactions occurring in the atmosphere. Considering the scarcity of information about the photochemical reactions involving ethanol in the atmosphere and in waters, this work aimed to investigate the action of solar radiation on the oxidation of ethanol. Rainwater samples were collected in Araraquara from August 2016 to March 2018 and the concentrations of hydrogen peroxide, ethanol, acetaldehyde, formaldehyde and methanol were determined. The mean H2O2 concentration was 17.4 ± 2.9 μmol L-1 (n = 41) with highest concentration in the summer and spring months. Exposure of rainwater samples to solar irradiation showed that there was loss of ethanol and formation of acetaldehyde, but there is no stoichiometric proportion among the species. A significant negative correlation was observed between the rate of ethanol consumption and the initial H2O2 concentration and between the dissolved organic carbon (COD) concentration of rainwater and the rate of H2O2 consumption, suggesting that the higher the concentration of hydrogen peroxide, higher the oxidation of ethanol, but H2O2 also oxidizes other organic species present in rainwater samples.