Degradação do adoçante artificial acessulfame-k por processos Fenton e foto-Fenton

Abstract

Os Processos Oxidativos Avançados (POA) possuem um alto potencial para aplicação ao tratamento de efluentes de estações de tratamento de esgotos (ETE), uma vez que são capazes de degradar moléculas orgânicas complexas que não são removidas no tratamento convencional e vão para corpos de águas receptoras, contaminando assim o ambiente aquático. Nesse contexto, destacam-se os processos Fenton e foto-Fenton. O adoçante artificial acessulfame-K (ACS-K) é classificado como um contaminante emergente, sendo uma substância recalcitrante que persiste aos tratamentos biológicos convencionais aplicados nas estações de tratamento de esgoto (ETE). Dessa forma, esse composto ôrganico é despejado em águas superficiais levando à contaminação de ambientes aquáticos; estudos revelam efeitos subletais e bioquímicos relevantes em peixes como Danio rerio e Cyprinus carpio, expondo potenciais alterações no metabolismo energético e respostas neurotóxicas sob exposição prolongada a adoçantes artificiais. Esse trabalho mostrou que o processo Fenton é uma possibilidade para o tratamento de efluentes que contenham o ACS-K. Parâmetros analíticos importantes para o processo Fenton, como pH e a concentração de peróxido de hidrogênio foram avaliados a fim de se consumir menos reagentes e utlizar um pH no qual não fosse necessário ajuste para um desempenho eficiente do processo. Em pH 3,5, Fe(III) 0,1 mmol L-1 e H2O2 1 mmol L-1, total degradação de ACS-K foi atingida em até 15 min sob irradiação.

Advanced Oxidation Processes (AOPs) have high potential for application in the treatment of wastewater treatment plants (WWTPs), as they are capable of degrading complex organic molecules that are not removed by conventional treatment and end up in receiving water bodies, thus contaminating the aquatic environment. In this context, the Fenton and photo-Fenton processes stand out. The artificial sweetener acesulfame-K (ACS-K) is classified as an emerging contaminant, being a recalcitrant substance that persists despite conventional biological treatments applied in wastewater treatment plants (WWTPs). Therefore, this organic compound is discharged into surface waters, leading to the contamination of aquatic environments; studies reveal sublethal and relevant biochemical effects in fish such as Danio rerio and Cyprinus carpio, exposing potential alterations in energy metabolism and neurotoxic responses under prolonged exposure to artificial sweeteners. In this study, the Fenton process is shown as a possibility for the treatment of effluents containing ACS-K. Important analytical parameters for the Fenton process, such as pH and hydrogen peroxide concentration, were evaluated aiming to consume less reagents and use a pH at which no adjustment was necessary for efficient process performance. At pH 3,5, Fe(III) 0,1 mmol/L and hydrogen peroxide 1 mmol/L, total degradation of ACS-K was achieved until 15 min reaction under UV irradiation.