Degradação de atrazina, rifampicina e 17α-etinilestradiol em água residuária sintética por tratamento anaeróbio em reator tipo UASB combinado com processos avançados de oxidação

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Silva, Fernando Rodrigues da
• Orientador(a): Liz, Marcus Vinicius de
• Banca de defesa: Amaral, Camila Costa de Amorim , Passig, Karina Querne de Carvalho , Liz, Marcus Vinicius de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Águas residuais - Purificação - Oxidação; Toxicologia ambiental; Poluentes; Testes de toxicidade; Fotoquímica; Sewage - Purification - Oxidation; Environmental toxicology; Pollutants; Photochemistry
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ANALISE DE TRACOS E QUIMICA AMBIENTAL
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/28958

Este trabalho teve como objetivo avaliar a degradação de Atrazina (ATZ), Rifampicina (RIF) e 17α-etinilestradiol (EE2) em água residuária sintética por Fotólise UVC e processos avançados de oxidação (AOPs) UVC/H2O2, Fenton e foto-Fenton de modo isolado e, pela primeira vez na literatura, como pós-tratamento de reator tipo UASB com monitoramento ecotoxicológico. Para isso, um reator tipo UASB foi montado em vidro, volume útil de 14L, operado com carga orgânica volumétrica média 2,09 kg DQO m-3d-1 e fortificação média de 390,8 µg L-1 de ATZ, 220,8 µg L-1 de RIF e 120,3 µg L-1 de EE2. Monitorou-se o reator biológico a partir de variáveis físico-químicas e capacidade de remoção dos micropoluentes. O método analítico para determinação desses analitos foi desenvolvido em cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC-DAD-FLD) aliada à pré-concentração de 1.000 vezes por extração em fase sólida (SPE). Os ensaios de degradações por Fotólise UVC e AOPs foram realizados em reator fotoquímico convencional (1.000 mL) em bateladas nos tempos de 30, 60 e 90 min. A fonte de radiação à Fotólise UVC, UVC/H2O2 e foto-Fenton foi realizada através de lâmpada de alta pressão de vapor de mercúrio 125 W imersa nas matrizes. O processo UVC/H2O2 foi conduzido com radiação UVC (bulbo de quartzo) e restabelecimento de H2O2 em 100 mg L-1 a cada 15 minutos, enquanto a radiação para reações foto-Fenton foi UVA-Vis (bulbo de vidro). As degradações Fenton e foto-Fenton foram conduzidas em pH 2,8, 5 mg L-1 de FeSO4•7H2O e 50 mg L-1 de H2O2. A toxicidade aguda foi analisada com Daphnia magna e sementes de Lactuca sativa. O método analítico para determinação dos micropoluentes apresentou linearidade adequada (r² > 0,99) e os níveis de recuperação dos analitos em SPE ficaram entre 70 e 120%. Os limites de detecção dos micropoluentes (HPLC-SPE) foram de 2,8 ng L-1 para ATZ, 3,4 ng L-1 para RIF e 3,1 ng L-1 para EE2. O reator tipo UASB apresentou estabilidade da digestão anaeróbia com remoções médias de 90% de DQOtotal e 80% de DQOsolúvel e, embora não tenha função de tratar micropoluentes, foram verificadas remoções médias de 16,5% de ATZ, 45,9% de RIF e 15,7% de EE2. Os tratamentos isolados por Fotólise UVC e UVC/H2O2 em 90 min e nos pós-tratamentos do efluente do tratamento biológico por UVC/H2O2 e fotoFenton em todos os tempos estudados (30, 60 e 90 min) demonstraram remoções globais dos micropoluentes em níveis superiores ao limite de detecção do método analítico (HPLC-SPE). Embora as matrizes do substrato antes e após reator biológico fossem diferentes (carbonatos, bicarbonatos e matéria orgânica), só foi verificada diferença significativa (α = 0,05) de remoção geral dos analitos no processo Fenton (isolado e combinado). Os tratamentos isolados demonstraram maiores remoções de nitrogênio amoniacal. As maiores remoções de fósforo total foram observadas no pós-tratamento foto-Fenton em 90 minutos e apenas esse tratamento não apresentou efeito tóxico agudo para Daphnia magna e sem efeito ecotoxicológico para sementes de Lactuca sativa. De modo geral, os tratamentos mais indicados para polimento do efluente do reator tipo UASB foram: UASB-foto-Fenton-90min > UASB-UVC/H2O2-60min > UASB-UVC/H2O2-90min.