EQA – Doutorado em Química Tecnológica e Ambiental (Teses)
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Resultados da Pesquisa
- ItemEstudo de adsorção de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em biochar de lodo de estação de tratamento de esgoto(2023) Kleemann, Natiele; Primel, Ednei Gilberto; Barbosa, Sergiane CaldasOs Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs) são compostos de elevada toxicidade, que podem estar presentes na água, no solo e nos alimentos. Com o intuito de remover esses compostos da água e impedir a transferência destes para o solo e plantas, foi avaliado o potencial adsorvente de um biochar produzido a partir do lodo de uma estação de tratamento de esgoto (LETE), produzido de forma experimental pela equipe de pesquisa de novos insumos agrícolas da EMBRAPA Clima Temperado (Pelotas, RS). Este material foi proposto para este estudo com o intuito de possibilitar uma finalidade mais nobre ao lodo, o qual é descartado como um resíduo do tratamento de esgoto. A carbonização do LETE garante a eliminação de vírus e patógenos, reduzindo a possibilidade de contaminação de recursos hídricos e solos, e, através das características físico-químicas e morfológicas, produz um potencial adsorvente para contaminantes orgânicos. O biochar foi caracterizado quanto às propriedades físico-químicas, composição elementar, área superficial específica, tamanho e volume de poros, cristalinidade, grupos funcionais e morfologia superficial. As propriedades específicas do biochar incluem, estrutura mesoporosa, grupos funcionais de superfície enriquecidos e componentes minerais. Foram avaliadas a capacidade de adsorção e a porcentagem de remoção dos 16 HPAs prioritários de acordo com a Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos. Na dosagem adequada de adsorvente, a remoção de todos os HPAs chegou a 99,89%, sendo a maior capacidade de 17 adsorção verificada para fluoranteno, pireno e fenantreno, respectivamente. Um estudo cinético foi realizado e o modelo mais adequado para representar os resultados foi o de Elovich. O equilíbrio de adsorção foi atingido em torno de 20 minutos, com capacidade de adsorção estimada em torno de 1100 μg g-1 e o melhor ajuste dos dados experimentais foi obtido pelo modelo de Langmuir. Com isso, o estudo demonstrou que o biochar de LETE é capaz de remover os HPAs presentes na água e assim impedir a transferência destes para as plantas, quando aplicado em solo agrícola, sendo uma alternativa ambientalmente correta para a destinação do lodo de esgoto.
- ItemObtenção de um adsorvente e de novos coagulantes de fontes renováveis para tratamento de águas superficiais(2020) Frantz, Tuanny Santos; Pinto, Luiz Antonio de Almeida; Junior, Tito Roberto Sant'Anna CadavalO presente trabalho utilizou biomateriais extraídos a partir de cabeças e cascas de camarão no tratamento de águas superficiais. Os biomateriais foram aplicados em dois tipos de águas: água superficial residual de mina e água superficial natural. Foram utilizados sistemas modelos para os dois tipos de águas. O tratamento da água superficial residual de mina foi realizado por adsorção, e como adsorvente foram utilizados filmes de quitosana produzidos pela técnica casting. O modelo de Freundlich apresentou o melhor ajuste para representar as isotermas de adsorção de equilíbrio do sistema modelo (água contendo íons cobre), e a adsorção foi espontânea e exotérmica. O modelo de pseudosegunda ordem ajustou melhor os dados cinéticos da adsorção. O filme de quitosana manteve 80% da capacidade de adsorção no tratamento da água superficial residual de mina contendo íons cobre (II) em relação ao sistema modelo. A água superficial natural e o respectivo sistema modelo (suspensão de caulim) foram tratadas por coagulação com coagulantes comerciais, a fim de se obter as melhores condições de tratamento. Foram desenvolvidos quatro biocoagulantes à base de cabeças e cascas de camarão (CCC: cabeças e cascas de camarão, CCCDM: cabeças e cascas de camarão desmineralizado, CCCDP: cabeças e cascas de camarão desmineralizado/desproteinizado e QT: quitina) os quais foram caracterizados e aplicados no tratamento de águas superficiais naturais a fim de reduzir a turbidez e a matéria orgânica. Os efeitos da dosagem e pH inicial foram avaliados juntamente com medidas de potencial zeta. O biocoagulante CCCDM reduziu em até 95% a turbidez e 80% a matéria orgânica, obtendo resultados comparáveis ao sulfato de alumínio. O elevado desempenho do CCCDM em relação aos demais biocoagulantes desenvolvidos foi atribuído ao maior percentual de proteínas presentes.
- ItemMicotoxinas em Insumo e Produto Cervejeiro: Desenvolvimento de Método Analítico e Aplicação de Adsorventes Alternativos(2019) Arraché, Elisa Rosa Seus; Buffon, Jaqueline GardaAs micotoxinas se destacam por sua alta toxicidade e frequente ocorrência em cereais como a cevada, a qual é a principal matéria-prima empregada na produção de cerveja. A zearalenona (ZEN), a ocratoxina A (OTA)e os tricotecenos toxina T-2, nivalenol (NIV), deoxinivalenol (DON) e seus derivados acetilados, 3-acetil-deoxinivalenol (3-ADON) e 15-acetil-deoxinivalenol (15-ADON),estão sendo apontados como os principais contaminantes desta matriz. Este dado ressalta a importância de estratégias que visem reduzir os níveis de micotoxina sem produtos alimentícios, garantindo o consumo de um alimento seguro como a cerveja, bebida que se destaca pelo alto consumo no país e no mundo.Assim, o objetivo geral foi avaliar o emprego da casca de arroz, um subproduto da indústria arrozeira, como um biossorvente de micotoxinas aplicado na redução dos níveis destes contaminantes da cerveja e, como suporte sólido, na técnica de preparo de amostra MSPD (do inglês, Matrix Solid Phase Dispersion)para a extração de micotoxinas em cevada malteada. Uma triagem de tricotecenos, ZEN e OTA foi realizada em 85 amostras das principais marcas de cerveja tipo lager consumidas no Rio Grande do Sul através de um método QuEChERS adaptado e validado por HPLC-UV/FL. O estudo de ocorrência de micotoxinas apresentou as seguintes porcentagens destes metabólitos: 19% de NIV, 46% de DON, 15% de ADONs, 4,7% de toxina-T2, 16% de ZEN e 13% OTA. A ingestão diária tolerável (IDT) foi estimada para NIV (0,05 μg / kg de peso corporal / dia), DON (0,08μg / kg de peso corporal / dia), ADONs (0,1μg / kg de peso corporal / dia) e ZEN (0,06 μg / kg de peso corporal / dia) e todas elas apresentaram valores inferiores à ID tolerável máxima provisória de 1 μg / kg de peso corporal / dia para DON, indicando que não há exposição a estas micotoxinas quanto ao consumo de cerveja. A redução dos níveis de micotoxinas na cerveja empregando a casca de arroz como adsorvente foi realizada pela adição de 0,5 g de casca de arroz tratada a 10 mL de cerveja mantido a 100 rpm durante 10h,com amostragens para a quantificação da micotoxina residual. Através do estudo da cinética, as quantidades de DON, ZEN e OTA adsorvidas no equilíbrio (qe) pela casca de arroz tratada foram de 0,8800μg g-1, 0,7083 μg g-1e 0,0855 μg g-1, respectivamente, em um tempo de contato de 7 h. O fenômeno de adsorção para todas as micotoxinas foi melhor representado pelo modelo de pseudo-segunda ordem.A técnica de extração MSPD utilizando a casca de arroz como suporte sólido também foi padronizada e validada por HPLC-UV/FL para a determinação dos tricotecenos, ZEN e OTA em dez amostras de cevada malteada e as micotoxinas foram detectadas em sete amostras, variando de 9,4 a 120,6 μg kg-1. A co-ocorrência também foi observada em quatro amostras e três amostras apresentaram-se isentas de contaminação por tricotecenos, ZEN e OTA.Com este estudo ficou demonstrada a promissora capacidade adsortiva e abrasivada casca de arroz, podendo esta ser aplicada em processos industriais e também como suporte sólido em métodos de preparo de amostra, visando a descontaminação e extração das micotoxinas em cerveja e cevada.