Uso de esqueleto de coral sol na remediação ambiental: remoção de contaminantes aniônicos, fármacos e aditivos plásticos em efluentes líquidos

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Vianna, Marco Tadeu Gomes
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
• Palavras-chave em Português: Environmental engineering; Water - Purification - Biological treatment; Adsorption; Water - Pollution; Engenharia ambiental; Água - Purificação - Tratamento biológico; Adsorção; Água - Poluição; ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO AMBIENTAL::CONTROLE DA POLUICAO
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17374

O despejo de contaminantes aniônicos tais como fosfatos, nitratos, fluoretos e sulfatos por meio do lançamento de esgotos urbanos e efluentes industriais não tratados ou tratados de forma insuficiente, está associado, entre outros impactos, à eutrofização dos corpos hídricos. Além desses contaminantes inorgânicos, fármacos, aditivos plásticos, bloqueador solar e hormônios reconhecidos como micropoluentes emergentes também têm sido detectados com frequência em matrizes aquosas como esgotos, corpos hídricos e água de abastecimento, sendo seus impactos apenas parcialmente conhecidos. As estações de tratamento de esgotos convencionais apresentam baixa eficiência na remoção desses contaminantes, o que justifica a busca por estratégias de tratamento ou polimento sustentáveis. No Brasil, duas espécies exóticas conhecidas como Coral Sol (Tubastraea coccinea e Tubastraea tagusensis) já infestam mais de 3000 km de litoral da costa brasileira. Essas espécies modificam habitats, e uma vez estabelecidas, podem alterar todo o ecossistema local, pois promovem danos à biodiversidade marinha. Tais espécies possuem esqueletos constituídos por carbonato de cálcio potencialmente útil no tratamento de água. O presente estudo teve como objetivo investigar a capacidade de remoção dos contaminantes aniônicos Fosfato, Nitrato, Sulfato e Fluoreto, além de 17 Contaminantes Emergentes (Benzofenona, Dietilftalato, Sulfametoxazol, Diazepam, Trimetoprim, Levonorgestrel, Bromazepam, Clonazepam, Ibuprofeno, Bisfenol A, 17- Etinil Estradiol, Carbamazepina, Bisfenol S, Bisfenol F, Bisfenol AF, 17- Estradiol e Estrona) de efluentes sintéticos e reais utilizando-se para tanto, pó de esqueleto de Coral Sol como adsorvente nas formas (i) bruta e (ii) modificada quimicamente. Para estudar as eficiências de remoção de contaminantes aniônicos, o desenho experimental fatorial com delineamento composto central rotacional (DCCR) foi aplicado. Com vistas à otimização dessas remoções, foi investigada a influência das variáveis independentes: razão adsorvato/adsorvente, pH; temperatura, associada a estudos de cinética e equilíbrio nas melhores configurações obtida pelo DCCR para cada material. Os materiais foram caracterizados antes e após os experimentos de remoção pelas técnicas de DRX e MEV-EDX. As remoções máximas obtidas pelos materiais de Coral Sol foram: 9.597 mg P Kg−1, 2.110 mg N-NO3- Kg-1, 125.015 mgSO42- Kg-1 (precipitação), 46.950 mg F- Kg-1. A análise DRX confirmou a mudança cristalográfica da fase Portlandita para Gipsita quando em contato com íons sulfato. Nas demais análises as fases cristalográficas Aragonita (CST) e Portlandita (CSQ) foram mantidas. Em todos os ensaios de adsorção, os processos seguiram o modelo proposto por Langmuir e cinética de pseudo-segunda ordem. Adicionalmente, para os contaminantes emergentes (fármacos, hormônios e aditivos plásticos) foi desenvolvido e otimizado um método de microextração líquido-líquido dispersiva (MELLD) visando a extração desses compostos em efluentes reais. Os analitos foram identificados e quantificados por cromatografia em fase líquida de ultra eficiência (UPLC-MS/MS Waters). Destacam-se as remoções de Dietilftalato (653,41 g g-1 – 99,99%), Sulfametoxazol (627,43 g g-1 – 99,99%), Clonazepam (362,52 g g-1 – 99,99%) e Bisfenol S (236,73 g g-1 – 96,44%), em efluentes reais. Com base nestes resultados, o pó de esqueleto de Coral Sol mostrou ser uma alternativa potencialmente sustentável como material adsorvente e precipitante podendo ser útil em diversas aplicações, tais como o tratamento de águas residuais urbanas e industriais e no controle da população de Coral Sol, a partir de sua possível exploração comercial.