Estudo da mobilidade de nanopartículas de TiO2 em soluções aquosas percoladas em solos arenosos

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Souza, Maryana Antônia Braga Batalha
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: TiO2 nanoparticulado; Transporte em meio poroso; Transferência de massa; Nanopartícula; Solo arenoso; Dióxido de titânio; Engenharia Metalúrgica; Produção intelectual; Nanoparticulate TiO2; Transport in porous media; Mass transfer
• Link de acesso: http://app.uff.br/riuff/handle/1/27054

O transporte e deposição de nanopartículas de TiO2em meios porosos tem sido sistematicamente investigada devido a sua potencial interação com os seres vivos e ecossistemas. Embora estas nanopartículas já estejam incorporadas em uma vasta gama de produtos, a avaliação de suas consequências e seu comportamento no meio ambiente e na saúde começam a crescer agora. Nesta dissertação, o efeito das propriedades do solo sobre o transporte de nanopartículas de dióxido de titânio (NPTiO2) foi estudada em um conjunto de experimentos que constitui análise da estabilidade das NPTiO2 em soluções, ensaios de laboratório de colunas e modelagem numérica. Foram preparadas diferentes suspensões com o objetivo de avaliar uma vasta gama de possibilidades visando situações reais de introdução das nanopartículas em meio aquoso. Assim estudou­se: pH; diferentes tipos de líquidos; concentração; velocidade de movimento browniano; e tamanho médio das partículas. Ainda sobre as nanopartículas em suspensão, avaliou­se o tempo de sedimentação dessas nanopartículas em suspensão. O efeito do comportamento do solo frente ao transporte de NPTiO2foi estudado em experimentos de colunas de PVC com solo compactado e saturado, com variação de soluções contento nanopartículas de TiO2 e solo arenoso com granulometria específica, onde foram avaliados: concentração de entrada e saída das soluções nas colunas e quantidade de NPTiO2 retida no solo. Em sequência, os resultados experimentais obtidos serviram de dados de validação para um modelo numérico, a fim de obter informações sobre os processos e fenômenos envolvidos na retenção/liberação e sorção/desorção de nanopartículas de dióxido de titânio nos interstícios do solo. É proposto um modelo numérico baseado nos mecanismos de retenção e liberação de partículas nos interstícios das partículas de solo e na de adsorção das mesmas em sítios ativos de adsorção presentes nas partículas do solo a serem preenchidos pelas nanopartículas, quando estas passam por este solo por meio de soluções contaminantes. Com base nos resultados obtidos, pode­se concluir que o solo arenoso possui quantidades significativas destas nanopartículas que são liberadas para a solução nas camadas superiores da coluna, porém são retidas nas camadas inferiores de maior compactação.