Testes de ecotoxicidade usando microalgas como complemento da avaliação da eficiência do tratamento de águas residuais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Alves, Ana Rita de Barros Calheiros
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.22/23694
Resumo: A qualidade da água é principalmente influenciada pela presença de poluentes. A seleção dos tratamentos a usar deve ser baseada na otimização da sua eficiência e sustentabilidade. O presente trabalho teve como objetivo a avaliação da ecotoxicidade utilizando a microalga Raphidocelis subcapitata, antes e após diversos tratamentos terciários de águas residuais, de forma a complementar a avaliação da eficiência dos tratamentos. Os ensaios realizados foram baseados no teste de inibição para algas descrito no Regulamento (EU) 2016/266 da Comissão de 7 de dezembro de 2015, que, por sua vez, se baseia no documento “Guidelines for the Testing of Chemicals: Freshwater Alga and Cyanobacteria Growth Inhibition Test”, OCDE 2011. A resposta do sistema foi obtida através da comparação do crescimento da cultura exposta a uma determinada concentração com o crescimento das culturas de controlo. Realizaram-se ensaios com águas provenientes de uma estação de tratamento de águas residuais urbanas: após tratamento secundário e terciário (ultrafiltração, ultravioleta e plasma não térmico). Observou-se que, no caso do tratamento secundário existe inibição de crescimento, obtendo-se uma concentração efetiva que causa 50% de inibição na população (CE50) igual a 49,7%. Para o caso do tratamento UV observou-se uma inibição pouco significativa (CE10= 69,6%). Nos restantes tratamentos terciários avançados, observou-se que todos os tratamentos potenciaram o crescimento da microalga. Realizaram-se, também, ensaios com águas provenientes de um tratamento eletroquímico avançado (processo eletroquímico 3D) de forma a avaliar os efeitos do tratamento ao nível da ecotoxicidade e capacidade de remoção de fármacos. Inicialmente, testou-se água ultrapura com uma concentração conhecida de NaCl, usado como eletrólito, antes e após o tratamento e verificou-se que o tratamento aumentava a toxicidade (CE50=2,57%), devido à presença de espécies reativas de cloro. De seguida, aplicou-se o mesmo tratamento a água ultrapura, na presença de sulfametoxazol e trimetoprim (e do eletrólito), e observou-se que quanto maior for a densidade de corrente aplicada, maior a taxa de remoção dos fármacos. Por fim, aplicou-se o tratamento eletroquímico 3D a uma água residual na presença e ausência de NaCl, e verificou-se que o tratamento mais eficiente foi na presença do eletrólito, onde se observou uma maior taxa de remoção dos fármacos, no entanto, obteve-se um valor de CE50 igual a 2,9% devido às espécies reativas de cloro geradas no tratamento.
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Os ensaios realizados foram baseados no teste de inibição para algas descrito no Regulamento (EU) 2016/266 da Comissão de 7 de dezembro de 2015, que, por sua vez, se baseia no documento “Guidelines for the Testing of Chemicals: Freshwater Alga and Cyanobacteria Growth Inhibition Test”, OCDE 2011. A resposta do sistema foi obtida através da comparação do crescimento da cultura exposta a uma determinada concentração com o crescimento das culturas de controlo. Realizaram-se ensaios com águas provenientes de uma estação de tratamento de águas residuais urbanas: após tratamento secundário e terciário (ultrafiltração, ultravioleta e plasma não térmico). Observou-se que, no caso do tratamento secundário existe inibição de crescimento, obtendo-se uma concentração efetiva que causa 50% de inibição na população (CE50) igual a 49,7%. Para o caso do tratamento UV observou-se uma inibição pouco significativa (CE10= 69,6%). Nos restantes tratamentos terciários avançados, observou-se que todos os tratamentos potenciaram o crescimento da microalga. Realizaram-se, também, ensaios com águas provenientes de um tratamento eletroquímico avançado (processo eletroquímico 3D) de forma a avaliar os efeitos do tratamento ao nível da ecotoxicidade e capacidade de remoção de fármacos. Inicialmente, testou-se água ultrapura com uma concentração conhecida de NaCl, usado como eletrólito, antes e após o tratamento e verificou-se que o tratamento aumentava a toxicidade (CE50=2,57%), devido à presença de espécies reativas de cloro. De seguida, aplicou-se o mesmo tratamento a água ultrapura, na presença de sulfametoxazol e trimetoprim (e do eletrólito), e observou-se que quanto maior for a densidade de corrente aplicada, maior a taxa de remoção dos fármacos. Por fim, aplicou-se o tratamento eletroquímico 3D a uma água residual na presença e ausência de NaCl, e verificou-se que o tratamento mais eficiente foi na presença do eletrólito, onde se observou uma maior taxa de remoção dos fármacos, no entanto, obteve-se um valor de CE50 igual a 2,9% devido às espécies reativas de cloro geradas no tratamento.Water quality is mainly influenced by the presence of pollutants. The selection of treatments to be used should be based on optimizing their efficiency and sustainability. This work aimed to evaluate the ecotoxicity, using the microalgae Raphidocelis subcapitata, before and after various tertiary treatments of wastewater, to complement the evaluation of the efficiency of the treatments. The tests carried out were based on the inhibition test for algae described in Regulation (EU) 2016/266 of the 7th of December 2015, which was based on the document “Guidelines for the Testing of Chemicals: Freshwater Alga and Cyanobacteria Growth Inhibition Test”, OECD 2011. The system response was obtained by comparing the growth of the culture exposed to a certain concentration with the growth of control cultures. Tests with a wastewater from an urban wastewater treatment plant were performed after conventional secondary and tertiary treatments: ultraviolet (UV), ultrafiltration and nonthermal plasma (PTN). In case of secondary treatment there is growth inhibition, obtaining an effective concentration that causes 50% of inhibition in the population (EC50) equal to 49,7%. For the case of UV treatment, it was observed a little significant inhibition (EC10 =69,9%). Regarding the other advanced tertiary treatments, all treatments enhanced the microalgae growth. Tests with water submitted to advanced electrochemical treatments (3D electrochemical process) were carried out to evaluate the effects on ecotoxicity and pharmaceutical removal capacity of this treatment. Firstly, ultrapure water with a known concentration of NaCl, the used electrolyte, was tested before and after treatment and it was found that the treatment increased the ecotoxicity (EC50 = 2,57%) due to the presence of reactive chlorine species. The same treatment was applied to ultrapure water containing sulfamethoxazole and trimethoprim (and the electrolyte). It was observed that the increase of the current density applied, caused an increase in the drug removal rate. Finally, the 3D electrochemical treatment was applied to wastewater in the presence and absence of NaCl and it was verified that the most efficient treatment was in the presence of the electrolyte, corresponding to a higher rate of drug removal, however it was obtained an EC50 value of 2,9% due to reactive chlorine species produced during the treatment.Figueiredo, Sónia Adriana Ribeiro da CunhaRepositório Científico do Instituto Politécnico do PortoAlves, Ana Rita de Barros Calheiros20232026-07-20T00:00:00Z2023-01-01T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.22/23694TID:203367456porinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-10-25T01:46:34Zoai:recipp.ipp.pt:10400.22/23694Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:35:53.007601Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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