Estudo de poluentes orgânicos por GCXGC/TOFMS em lodo gerado em ETA por coagulação convencional e a utilização de um biopolímero à base de tanino
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Data de Publicação: | 2023 |
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Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ |
Texto Completo: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/20027 |
Resumo: | The demand for drinking water has increased dramatically with the population growth of the last century. In summary, watercourse pollution has also increased, requiring improvements in the water purification process. On a large scale, water treatment plants (WTTPs) are processing larger volumes of water with lower quality and increasing the volume of sludge generation in the process. The organic contaminants contained in this type of waste are of great importance and of great concern because their exact composition is not known. In the present study, the efficiency of aluminum sulfate coagulants and a biodegradable tannin-derived biopolymer in the coagulation stage of conventional water treatment were evaluated, where the parameters of pH, color, turbidity, electrical conductivity and temperature of the raw and treated water. The biopolymer used proved to be more effective in removing color and turbidity compared to the chemical coagulant, in addition it generates a biodegradable residue without added aluminum. Additionally, a rapid analytical method was used to identify organic pollutants through a non-target analysis of sludge from an ETA located in the Médio Paraíba do Sul Hydrographic Basin. For this purpose, sludge extracts were obtained via QuEChERS and subsequent analysis was performed by comprehensive two-dimensional gas chromatography, using a cryogenic free thermal modulator coupled to a time-of-flight mass spectrometer (GC×GC/TOFMS). Through this method, it was possible to perform the separation of 831 compounds in approximately 19 minutes of analysis. Among the number of compounds tentatively identified in the samples, several contaminants considered emerging were found, such as pharmaceuticals, petroleum derivatives and toxic industrial residues. |
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In summary, watercourse pollution has also increased, requiring improvements in the water purification process. On a large scale, water treatment plants (WTTPs) are processing larger volumes of water with lower quality and increasing the volume of sludge generation in the process. The organic contaminants contained in this type of waste are of great importance and of great concern because their exact composition is not known. In the present study, the efficiency of aluminum sulfate coagulants and a biodegradable tannin-derived biopolymer in the coagulation stage of conventional water treatment were evaluated, where the parameters of pH, color, turbidity, electrical conductivity and temperature of the raw and treated water. The biopolymer used proved to be more effective in removing color and turbidity compared to the chemical coagulant, in addition it generates a biodegradable residue without added aluminum. Additionally, a rapid analytical method was used to identify organic pollutants through a non-target analysis of sludge from an ETA located in the Médio Paraíba do Sul Hydrographic Basin. For this purpose, sludge extracts were obtained via QuEChERS and subsequent analysis was performed by comprehensive two-dimensional gas chromatography, using a cryogenic free thermal modulator coupled to a time-of-flight mass spectrometer (GC×GC/TOFMS). Through this method, it was possible to perform the separation of 831 compounds in approximately 19 minutes of analysis. Among the number of compounds tentatively identified in the samples, several contaminants considered emerging were found, such as pharmaceuticals, petroleum derivatives and toxic industrial residues.A demanda por água potável aumentou drasticamente com o crescimento da população do século passado. A poluição do curso de água também aumentou, exigindo melhorias no processo de purificação. Em larga escala, as Estações de Tratamento de Água (ETAs) estão processando maiores volumes de água com menor qualidade e aumentando o volume de geração de lodo no processo. Os contaminantes orgânicos contidos neste tipo de resíduo são de grande importância e de grande preocupação por não se conhecer exatamente sua composição. No presente estudo foram avaliados a eficiência dos coagulantes sulfato de alumínio e de um biopolímero biodegradável derivado de tanino na etapa de coagulação no tratamento convencional da água, onde foram analisados os parâmetros de pH, cor, turbidez, condutividade elétrica e temperatura da água bruta e tratada. O biopolímero utilizado mostrou ter mais eficácia na remoção de cor e turbidez frente ao coagulante químico, além de gerar um resíduo biodegradável sem alumínio adicionado. Também empregou-se um método analítico rápido para identificar os poluentes orgânicos por meio de uma análise non-target em lodo de uma ETA localizada na Bacia Hidrográfica do Médio Paraíba do Sul. Para tanto, os extratos dos lodos foram obtidos via QuEChERS e a posterior análise foi realizada por cromatografia gasosa bidimensional abrangente, utilizando um modulador térmico isento de líquido criogênico e acoplada ao espectrômetro de massa de tempo de voo (GC×GC/TOFMS). Por esse método, foi possível realizar a separação de 831 compostos em aproximadamente 19 minutos de análise. Em meio ao número de compostos tentativamente identificados nas amostras estudadas foram encontrados diversos contaminantes considerados emergentes, tais como fármacos, derivados de petróleo e resíduos industriais tóxicos.Submitted by Julia CTC/B (julia.vieira@uerj.br) on 2023-07-19T13:10:29Z No. of bitstreams: 1 Tese - Luciana Nascimento Rocha Mangelli - 2023 - Completo.pdf: 5733530 bytes, checksum: 339f5b937c379fcd3fdd3584626d4e36 (MD5)Made available in DSpace on 2023-07-19T13:10:29Z (GMT). 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