Estudo das interações de suspensões de nanopartículas de TiO₂ com SiO₂, CuO e ZnO percolantes em colunas de solos de aterros sanitários
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense (RIUFF) |
Texto Completo: | http://app.uff.br/riuff/handle/1/27101 |
Resumo: | Nesta pesquisa foram estudadas as nanopartículas de TiO₂ presentes em solos de aterros controlados, a escolha do dióxido de titânio se deve ao fato, de que é um dos nanomateriais mais produzidos e utilizados na sociedade moderna. Dando sequência, foi analisado as interações do TiO2₂ com outros nanomateriais nocivos à saúde humana, que segundo a literatura são largamente emitidos pelas indústrias, tais como o dióxido de silício e óxido de zinco. Por sua vez, também foi estudado a interação do cobre com tais nanopartículas, visto que é um oxido onipresente no solo. O que torna singular a necessidade do estudo de seu transporte através do meio ambiente, especialmente em solos e águas. A observação dos fenômenos físicos e químicos envolvidos nos processos de interação de nanopartículas com o ambiente são importantes para entender o seu comportamento através dos compartimentos, ar, água, solo e sedimento e assim relacioná-los com os possíveis efeitos aos organismos aquáticos e à saúde humana. Desse modo, torna-se de extrema importância compreender o destino e o transporte dos materiais nanoparticulados no ambiente para assim poder identificar as possíveis rotas de exposição aos seres humanos e ao ecossistema, assim como os processos e fenômenos que ocorrem durante a contaminação de solos. Com este propósito foram realizados ensaios experimentais de coluna e de equilíbrio em lote utilizando os solos do aterro controlado de Volta Redonda-RJ, a fim de determinar os parâmetros de interação do solo com as nanopartículas de TiO₂, SiO₂, Cu e ZnO presentes no lixiviado. A influência do pH, capacidade de troca catiônica e potencial zeta através de ensaios de estabilidade também foram avaliados em função de sua dimensão e concentração. Um modelo numérico foi implementado visando determinar parâmetros de interação de nanopartículas utilizando teorias de soluções multicomponentes e fenômenos de transporte. O Modelo de Interação de Wagner foi utilizado obtendo-se parâmetros de interação para as nanopartículas TiO₂, SiO₂, Cu e ZnO em solução. Foi observado que as nanopartículas de SiO₂ apresentam forte influência na dinâmica de TiO₂ enquanto nanopartículas de CuO no sentido de mantê-las em suspensão enquanto as nanopartículas de ZnO apresentou forte influência no sentido de aumentar a capacidade do solo em reter as nanopartículas de TiO₂ |
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Estudo das interações de suspensões de nanopartículas de TiO₂ com SiO₂, CuO e ZnO percolantes em colunas de solos de aterros sanitáriosNanopartículas TiO₂-SiO₂-CuO-ZnOInterações multicomponentesTransporteRetençãoModelo numéricoNanoparticulaDióxido de TitânioAterro sanitárioModelo numéricoEngenharia MetalúrgicaProdução intelectualNanoparticles TiO₂-SiO₂-CuO-ZnOMulticomponent interactionsTransportRetentionNumerical modelNesta pesquisa foram estudadas as nanopartículas de TiO₂ presentes em solos de aterros controlados, a escolha do dióxido de titânio se deve ao fato, de que é um dos nanomateriais mais produzidos e utilizados na sociedade moderna. Dando sequência, foi analisado as interações do TiO2₂ com outros nanomateriais nocivos à saúde humana, que segundo a literatura são largamente emitidos pelas indústrias, tais como o dióxido de silício e óxido de zinco. Por sua vez, também foi estudado a interação do cobre com tais nanopartículas, visto que é um oxido onipresente no solo. O que torna singular a necessidade do estudo de seu transporte através do meio ambiente, especialmente em solos e águas. A observação dos fenômenos físicos e químicos envolvidos nos processos de interação de nanopartículas com o ambiente são importantes para entender o seu comportamento através dos compartimentos, ar, água, solo e sedimento e assim relacioná-los com os possíveis efeitos aos organismos aquáticos e à saúde humana. Desse modo, torna-se de extrema importância compreender o destino e o transporte dos materiais nanoparticulados no ambiente para assim poder identificar as possíveis rotas de exposição aos seres humanos e ao ecossistema, assim como os processos e fenômenos que ocorrem durante a contaminação de solos. Com este propósito foram realizados ensaios experimentais de coluna e de equilíbrio em lote utilizando os solos do aterro controlado de Volta Redonda-RJ, a fim de determinar os parâmetros de interação do solo com as nanopartículas de TiO₂, SiO₂, Cu e ZnO presentes no lixiviado. A influência do pH, capacidade de troca catiônica e potencial zeta através de ensaios de estabilidade também foram avaliados em função de sua dimensão e concentração. Um modelo numérico foi implementado visando determinar parâmetros de interação de nanopartículas utilizando teorias de soluções multicomponentes e fenômenos de transporte. O Modelo de Interação de Wagner foi utilizado obtendo-se parâmetros de interação para as nanopartículas TiO₂, SiO₂, Cu e ZnO em solução. Foi observado que as nanopartículas de SiO₂ apresentam forte influência na dinâmica de TiO₂ enquanto nanopartículas de CuO no sentido de mantê-las em suspensão enquanto as nanopartículas de ZnO apresentou forte influência no sentido de aumentar a capacidade do solo em reter as nanopartículas de TiO₂In this research the TiO₂ nanoparticles present in controlled landfill soil were studied, the choice of titanium dioxide is because that is one of the nanomaterials produced and used in modern society. Continuing, the TiO₂ was analyzed interactions with other harmful nanomaterials to human health, which according to the literature are largely issued by industries such as silicon dioxide and zinc oxide. In turn, it has also been studied to copper interaction with such nanoparticles, since it is a ubiquitous oxide in the soil. What makes unique the need to study its transport through the environment, especially in soil and water. The observation of physical and chemical phenomena involved in nanoparticle interaction processes with the environment are important to understand their behavior through magazines, air, water, soil and sediment and so relate them to the possible effects to aquatic organisms and health human. Thus, it is of utmost importance to understand the fate and transport of nanoparticles materials into the environment so as to identify the possible routes of exposure to humans and the ecosystem, as well as the processes and phenomena that occur during the contamination of soils. For this purpose were conducted experimental trials column and batch balance using the soil from the landfill controlled Volta Redonda - RJ in order to determine the soil interaction parameters with the TiO₂ nanoparticles, SiO₂, Cu and ZnO present in the leachate. The influence of pH, cation exchange capacity and zeta potential through stability tests were also evaluated in terms of its size and concentration. A numerical model has been implemented in order to determine nanoparticle interaction parameters using theories of multicomponent solutions and transport phenomena. The model was used Wagner interaction yielding interaction parameters for nanoparticles TiO₂, SiO₂, ZnO and Cu in solution. It was observed that SiO2 nanoparticles have strong influence on the dynamics of TiO₂ as CuO nanoparticles in order to keep them in suspension while the ZnO nanoparticles showed strong influence to increase the ability of soil to retain the TiO₂ nanoparticles.173 p.Castro, José Adilson dehttp://lattes.cnpq.br/4613010410524009Francisco, Alexandre Santoshttp://lattes.cnpq.br/3399621063210711Ferreira, Ivaldo Leãohttp://lattes.cnpq.br/4486030422416831Campos, David Vilas Boas dehttp://lattes.cnpq.br/4727714816313596Nascentes, Alexandre Lioihttp://lattes.cnpq.br/1808261154114079http://lattes.cnpq.br/0475734806028592Oliveira, Elizabeth Mendes de2022-11-29T14:42:52Z2022-11-29T14:42:52Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfOLIVEIRA, Elizabeth Mendes de. Estudo das interações de suspensões de nanopartículas de TiO₂ com SiO₂, CuO e ZnO percolantes em colunas de solos de aterros sanitários. 2016. 173 f. 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Estudo das interações de suspensões de nanopartículas de TiO₂ com SiO₂, CuO e ZnO percolantes em colunas de solos de aterros sanitários Oliveira, Elizabeth Mendes de Nanopartículas TiO₂-SiO₂-CuO-ZnO Interações multicomponentes Transporte Retenção Modelo numérico Nanoparticula Dióxido de Titânio Aterro sanitário Modelo numérico Engenharia Metalúrgica Produção intelectual Nanoparticles TiO₂-SiO₂-CuO-ZnO Multicomponent interactions Transport Retention Numerical model |
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Nesta pesquisa foram estudadas as nanopartículas de TiO₂ presentes em solos de aterros controlados, a escolha do dióxido de titânio se deve ao fato, de que é um dos nanomateriais mais produzidos e utilizados na sociedade moderna. Dando sequência, foi analisado as interações do TiO2₂ com outros nanomateriais nocivos à saúde humana, que segundo a literatura são largamente emitidos pelas indústrias, tais como o dióxido de silício e óxido de zinco. Por sua vez, também foi estudado a interação do cobre com tais nanopartículas, visto que é um oxido onipresente no solo. O que torna singular a necessidade do estudo de seu transporte através do meio ambiente, especialmente em solos e águas. A observação dos fenômenos físicos e químicos envolvidos nos processos de interação de nanopartículas com o ambiente são importantes para entender o seu comportamento através dos compartimentos, ar, água, solo e sedimento e assim relacioná-los com os possíveis efeitos aos organismos aquáticos e à saúde humana. Desse modo, torna-se de extrema importância compreender o destino e o transporte dos materiais nanoparticulados no ambiente para assim poder identificar as possíveis rotas de exposição aos seres humanos e ao ecossistema, assim como os processos e fenômenos que ocorrem durante a contaminação de solos. Com este propósito foram realizados ensaios experimentais de coluna e de equilíbrio em lote utilizando os solos do aterro controlado de Volta Redonda-RJ, a fim de determinar os parâmetros de interação do solo com as nanopartículas de TiO₂, SiO₂, Cu e ZnO presentes no lixiviado. A influência do pH, capacidade de troca catiônica e potencial zeta através de ensaios de estabilidade também foram avaliados em função de sua dimensão e concentração. Um modelo numérico foi implementado visando determinar parâmetros de interação de nanopartículas utilizando teorias de soluções multicomponentes e fenômenos de transporte. O Modelo de Interação de Wagner foi utilizado obtendo-se parâmetros de interação para as nanopartículas TiO₂, SiO₂, Cu e ZnO em solução. Foi observado que as nanopartículas de SiO₂ apresentam forte influência na dinâmica de TiO₂ enquanto nanopartículas de CuO no sentido de mantê-las em suspensão enquanto as nanopartículas de ZnO apresentou forte influência no sentido de aumentar a capacidade do solo em reter as nanopartículas de TiO₂ |
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