Sulfonato de alquilbenzeno linear

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Sulfonato de alquilbenzeno linear
Alerta sobre risco à saúde
Sulfanato de alquilbenceno.jpg
Nome IUPAC Linear alkylbenzene sulphonate
Identificadores
Número CAS 068411-30-3
Propriedades
Fórmula molecular C16H26SO3
Massa molar 320,43 g/mol
Densidade 0,855 - 0,870 g/ml
Pressão de vapor 1,28E-14 mmHg
kH 3,57E-8 Atm m3/mol
Excepto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições PTN

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Alerta sobre risco à saúde.


Sulfonato de alquilbenzeno linear (em inglês: Linear alkylbenzene sulphonate ou LAS) é um tensoativo aniônico constituído de uma mistura de homólogos e isômeros de posição de cadeias alquiladas lineares variando de C10 a C16 com predominância de C10 a C13 11,12. O LAS é usado principalmente em produtos de limpeza pela sua degradabilidade (aeróbica e anaerobicamente) e suas propriedades surfactantes (corresponde a aproximadamente 40% dos surfactantes usados mundialmente).

O LAS, por ser um surfactante, é considerado tóxico, a toxicidade dos surfactantes está relacionada com o tipo de grupamento polar e com o comprimento da cadeia alquila apolar. Cadeias alquílicas maiores podem causar efeitos mais severos provocando destruição da membrana celular e desnaturação de proteínas. No caso específico da molécula de LAS, a localização do anel aromático mais próximo da extremidade da cadeia aquílica potencializa essa toxicidade (DELFORNO, 2011).

Processo de sulfonação[editar | editar código-fonte]

O alquilbenzeno linear (LAB) é obtido pela reação de alquilação de Friedel-Crafts do benzeno com olefinas lineares ou haletos de alquilas, utilizando catalisadores, tais como HF, AlCl3, mistura de zeólitas e óxidos metálicos. A presença de tais isômeros aumenta a solubilidade do tensoativo, melhorando seu poder de detergência.

A matéria prima LAB é transformada no tensoativo LAS pela reação de sulfonação, usando agentes sulfonantes, tais como H2SO4 concentrado, oleum ou SO3 gasoso. O uso dos primeiros dois está diminuindo, uma vez que a sulfonação com SO3, empregando reator em filme descendente é mais eficiente e o produto é de melhor qualidade. Devido à sulfonação incompleta, o LAS contém entre 1 a 3% de LAB, este último podendo entrar no ambiente aquático através da descarga de esgoto doméstico.

Impactos ambientais[editar | editar código-fonte]

Alguns impactos ambientais são a diminuição da concentração de elementos necessários para a vida aquática, por ex., o oxigênio dissolvido, devido à diminuição da tensão superficial água/ar; diminuição da permeabilidade da luz, por manter as partículas presentes em suspensão; aumento da concentração de compostos xenobióticos, como PCBs e PAHs presentes no sedimento, por solubilização micelar inibindo assim sua degradação; formação de espuma e consequente inibição dos processos de autodepuração dos cursos d’água e disseminação de impurezas, danificação das membranas celulares e desnaturação de proteínas. Para organismos aquáticos, a toxicidade aguda de LAS varia entre 1,7mg/L a 270 mg/L, sendo Daphnia magna a mais sensível (VERGE & MORENO, 2000). (PENTEADO et al., 2006).

Uma concentração de 40 a 60mg/L de LAS podem interferir na reprodução e crescimento de invertebrados do solo e apresentar efeitos agudos ao plâncton de água doce, além de bactérias e crustáceos. Segundo esses mesmos autores concentração média de 530mg LAS/Kg de massa seca a 16.000mg LAS/Kg de massa seca em lodo de esgoto, em curto prazo, desencadeou inibição da atividade biológica no solo (Venhuis & Mehrvar, 2004).

Plantas expostas ao LAS apresentaram as membranas das células radiculares destruídas, alterações na permeabilidade e nos processos fisiológicos e fotossintéticos. Concentrações entre 5 a 10 mg LAS/Kg não geraram problemas na germinação e crescimento de plantas hidropônicas ou em outros meios de cultivo. No entanto, para valores mais elevados, entre 10 a 40 mg LAS/Kg, foram observados efeitos tóxicos (MIEURE et al., 1990).

Métodos de Remedição[editar | editar código-fonte]

A remoção de LAS pode ocorrer pela combinação de três processos: precipitação, biodegradação e adsorção.(Human and Environmental Risk Assesment, 2010)

A principal forma de remoção é a degradação microbiana, geralmente em torno de 80% (PAINTER & ZABEL, 1989)

Precipitação e adsorção em sólidos suspensos podem representar de 30 a 70% (BERNA et al., 1989).

Biodegradabilidade[editar | editar código-fonte]

O LAS é um tensoativo considerado biodegradável por apresentar níveis de remoção na ordem de 98 a 99%. Níveis altos de biodegradação (97 a 99%) têm sido encontrados em sistemas de tratamento de efluentes usando processos aeróbicos. A biodegradação do LAS ocorre devido à atividade metabólica de certos micro-organismos. Vários fatores interferem na biodegradação do LAS, tais como concentração de oxigênio dissolvido, complexação com tensoativos catiônicos provenientes, por ex., de amaciantes de roupa, formação de sais insolúveis de cálcio e magnésio, presença de outros nutrientes orgânicos e variação do pH durante a degradação aeróbica. A biodegradação pode ser dividida em duas etapas.

Na primeira, ocorre a quebra da cadeia hidrofóbica do tensoativo, provocando um aumento na concentração micelar crítica. Essa modificação estrutural do tensoativo altera suas propriedades, diminuindo alguns de seus efeitos indesejáveis no meio ambiente, tais como a formação de espumas.

Na segunda etapa, os produtos resultantes da degradação são transformados em CO2, água e sais minerais. O principal mecanismo de biodegradação aeróbico do LAS envolve a degradação da cadeia alquílica, seguida do grupo sulfonato e, finalmente, do anel aromático. A quebra da cadeia alquílica é iniciada com a oxidação do grupo metila terminal transformando-se através da oxidação enzimática (oxidação ω) em álcool, aldeído e, posteriormente, em ácido carboxílico (Figura 3). Por sua vez, o ácido carboxílico é submetido à oxidação β que é catalisada por enzimas alcano mono-oxigenase e deidrogenases (PENTEADO et al., 2006).

Legislação[editar | editar código-fonte]

De acordo com a resolução CONAMA nº 357/2005

- Corpos d'água Classe 1/ Classe 3 - Águas Doces
  Substâncias Tensoativas que reagem com azul de metileno : 0,5 mg/L LAS
- Corpos d'água Classe 1/ Classe 2 - Águas Salinas
  Substâncias Tensoativas que reagem com azul de metileno : 0,2 mg/L LAS

Referências[editar | editar código-fonte]

  • ARAÚJO, S. M. ; Introdução às ciências do ambiente para engenharia, UFPB, 1997.
  • BERNA, J. L.; FERRER, J.; MORENO, A.; PRATS, D.; BEVIA, F. R. The fate of las in the environment. Tenside Surfactants Detergents, v. 26, p. 101-107, 1989.
  • CASTRO, S. P.; BRITO, D. F.; ROSA, L. G.; LOPES, W. S. Estudo sobre o tratamento biológico do logo ativado em efluentes com alto teor de Surfactante, 2010.
  • CHERNICHARO, C. A. L. et al. Reatores anaeróbios de manta de lodo. En: CAMPOS, J. R. (ed) Tratamento de esgotos sanitários por processo anaeróbio e disposição controlada no sol. ABES, Rio de Janeiro: 155-198, 1999.
  • DELFORNO, T. P. Caracterização microbiana e remoção do alquilbenzeno linear sulfonado em reator EGSB, 2011.
  • HERA. Human and environmental risk assesment on ingredients of european household cleaning products-linear alkylbenzene sulphonate, las - linear alkylbenzene sulphonate. Http://www.Heraproject.Com, acesso em 01 jan. 2011.
  • OKADA, D. Y. et al. Degradação de alquilbenzeno linear sulfonado em reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente, 2009.
  • PENTEADO, J. C. P.; EL SEOUD, O. A.; e Lilian R. F. CARVALHO, L. R. F. Alquibenzeno sulfonato linear: uma abordagem ambiental e analítica, 2006.
  • SANZ, J.L. et al. Anaerobic biodegradation of linear alkylbenzene sulfonate (LAS) in upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactors. Biodegradation, 14 (1): 57-64, 2003.
  • VENHUIS, S. H.; MEHRVAR, M. Health effects, environmental impacts, and photochemical degradation of selected surfactants in water. International Journal of Photoenergy, v. 6, n. 3, p. 115-125, 2004.
  • VERGE, C.; MORENO, A.; BRAVO, J.; BERNA, J. L. Influence of water hardness on the bioavailability and toxicity of linear alkylbenzene sulphonate (las). Chemosphere, v. 44, n. 8, p. 1749-1757, 2001.