Desenvolvimento de membranas poliméricas para sistemas de remediação de íons metálicos pesados em soluções aquosas
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Data de Publicação: | 2019 |
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Texto Completo: | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11836 |
Resumo: | The planet Earth is flooded with about 1.4 billion km3 of water, meaning that almost 71% of its surface is covered by water. However, only about 0.77% of this volume is accessible in the form of fresh water presented in rivers, lakes, groundwater and the atmosphere. Meanwhile of this small amount, about 12.8% have been contaminated or poorly used by man. This contamination is usually caused by percolation, whether of spot or diffuse, such as accidents in reservoir tanks, discharge of sewage sludge, improper use of fertilizers and sanitary waste, as well as accumulation of waste on riverbanks, has been increasing in last years. Contamination of water by heavy metals is perhaps the most worrying of contaminations, since they are highly toxic, cumulative and difficult to mitigate. In this sense, considering the amount of residues generated in the Laboratory of Teaching of Inorganic Chemistry, contaminated with heavy metals of high toxicity, it was thought of a way to reduce the amount of ions of some metals, especially lead (Pb), cádmium (Cd) and Mercury (Hg), employing low cost and easy to obtain polymer membranes to minimize the amount of waste sent to the Department of Waste Management (DeGR) of the Federal University of São Carlos - UFSCar. The aim is to minimize these ions present in the solutions, bringing the possibility of reuse of previously contaminated water or to discard it in the common domestic sewage, depending on the efficiency generated by the adsorption yield of these membranes in removing these inconvenient ions from the aqueous solution of discard. Basically, high density polyethylene (HDPE) membranes were modified with polyethylene with maleic anhydride (PE-g-AM), loaded with sodium aluminate and incorporated with aluminum phosphate (AlPO4). Membranes were synthesized whose proportions of these materials were varied with the purpose of verifying which of them would give the best yield. In this aspect, it was observed that all the membranes and blends synthesized showed heterogeneity in their constitution, resulting in regions with higher and lower yield in the same membrane. However, the blends loaded and incorporated with aluminum phosphates had a slightly higher adsorption efficiency compared to ions dispersed in the solution. |
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This contamination is usually caused by percolation, whether of spot or diffuse, such as accidents in reservoir tanks, discharge of sewage sludge, improper use of fertilizers and sanitary waste, as well as accumulation of waste on riverbanks, has been increasing in last years. Contamination of water by heavy metals is perhaps the most worrying of contaminations, since they are highly toxic, cumulative and difficult to mitigate. In this sense, considering the amount of residues generated in the Laboratory of Teaching of Inorganic Chemistry, contaminated with heavy metals of high toxicity, it was thought of a way to reduce the amount of ions of some metals, especially lead (Pb), cádmium (Cd) and Mercury (Hg), employing low cost and easy to obtain polymer membranes to minimize the amount of waste sent to the Department of Waste Management (DeGR) of the Federal University of São Carlos - UFSCar. The aim is to minimize these ions present in the solutions, bringing the possibility of reuse of previously contaminated water or to discard it in the common domestic sewage, depending on the efficiency generated by the adsorption yield of these membranes in removing these inconvenient ions from the aqueous solution of discard. Basically, high density polyethylene (HDPE) membranes were modified with polyethylene with maleic anhydride (PE-g-AM), loaded with sodium aluminate and incorporated with aluminum phosphate (AlPO4). Membranes were synthesized whose proportions of these materials were varied with the purpose of verifying which of them would give the best yield. In this aspect, it was observed that all the membranes and blends synthesized showed heterogeneity in their constitution, resulting in regions with higher and lower yield in the same membrane. However, the blends loaded and incorporated with aluminum phosphates had a slightly higher adsorption efficiency compared to ions dispersed in the solution.O planeta Terra está inundado por cerca de 1,4 bilhão de km3 de água, ou seja, quase 71% de sua superfície é coberto por água. No entanto somente perto de 0,77% de todo esse volume está acessível em forma de água doce, contido em rios, lagos, águas subterrâneas e na atmosfera. Entretanto desse pequeno montante, cerca de 12,8% vêm sendo contaminadas ou mal utilizadas pelo homem. Essa contaminação geralmente ocasionada por percolação, seja de carga pontual ou difusa, como acidentes em tanques de reservas, descarga de fossas negras, uso indevido de fertilizantes e resíduos sanitários, bem como acúmulo de resíduos nas margens de rios, tem crescido cada vez mais nos últimos anos. A contaminação da água por metais pesados, talvez seja a mais preocupante das contaminações, uma vez, estes são altamente tóxicos, acumulativos e de difícil tratamento. Neste sentido, considerando a quantidade de resíduos gerados no Laboratório de Ensino de Química Inorgânica, contaminados com metais pesados de alta toxicidade, foi pensado em uma maneira de reduzir a quantidade de íons de alguns metais, em especial do chumbo (Pb), cádmio (Cd) e mercúrio (Hg), empregando membranas poliméricas de baixo custo e de fácil obtenção para minimizar a quantidade de resíduos encaminhados ao Departamento de Gestão de Resíduos (DeGR) da Universidade Federal de São Carlos – UFSCar. O intuito é reduzir ao máximo estes íons presentes nas soluções, trazendo a possibilidade e reutilizar a água anteriormente contaminada ou poder descartá-la no esgoto doméstico comum, dependendo da eficácia gerada pelo rendimento de adsorção destas membranas em retirar estes íons inconvenientes da solução aquosa de descarte. Basicamente, essas membranas são baseadas em polietileno de alta densidade (PEAD) modificadas com polietileno graftizado com anidrido maleico (PE-g-AM), carregadas com aluminato de sódio e incorporada com fosfato de alumínio (AlPO4). Foram sintetizadas membranas cujas proporções destes materiais foram variadas com o objetivo de verificar qual delas dariam o melhor rendimento. Neste aspecto, foi observado que todas as membranas e blendas sintetizadas apresentaram heterogeneidade em sua constituição, resultando assim em regiões com maior e menor rendimento na mesma membrana. No entanto, as blendas carregadas e incorporadas com aluminofosfatos tiveram ligeiramente uma maior eficiência na adsorção frente aos íons dispersos na solução.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação de Mestrado Profissional em Química - PPGQUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessMembranas de Polietileno de Alta Densidade (PEAD) e de Polietileno graftizado com Anidrido Maleico (PE-g-AM)CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICADesenvolvimento de membranas poliméricas para sistemas de remediação de íons metálicos pesados em soluções aquosasDevelopment of polymeric membranes for heavy metal ion remediation systems in aqueous solutionsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis600600fb24ed5d-5e5b-4093-9c43-560b96a95a4creponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertação Mestrado Profissional.pdfDissertação Mestrado Profissional.pdfDissertação de Mestradoapplication/pdf4115634https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11836/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Mestrado%20Profissional.pdf076697003d7b73c6b3d00f78f4ee03faMD51Carta Comprovante.pdfCarta Comprovante.pdfCarta Comprovanteapplication/pdf170161https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11836/2/Carta%20Comprovante.pdfa7f5a0e658a400b5b1dd2c9e62322ff1MD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11836/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53TEXTDissertação Mestrado Profissional.pdf.txtDissertação Mestrado Profissional.pdf.txtExtracted texttext/plain170610https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11836/4/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Mestrado%20Profissional.pdf.txta984da11e88c80136fa80714084252ebMD54Carta Comprovante.pdf.txtCarta Comprovante.pdf.txtExtracted texttext/plain1401https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11836/6/Carta%20Comprovante.pdf.txtf29522bfe9703f92e830b8fa439873a2MD56THUMBNAILDissertação Mestrado Profissional.pdf.jpgDissertação Mestrado Profissional.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10429https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11836/5/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Mestrado%20Profissional.pdf.jpg895518ad2e701d412a3111670e17dc13MD55Carta Comprovante.pdf.jpgCarta Comprovante.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg12124https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/11836/7/Carta%20Comprovante.pdf.jpg138c64971f874893e74c698fc1018b91MD57ufscar/118362023-09-18 18:31:44.562oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/11836Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:31:44Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false |
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