Degradação de cilindrospermopsina por processo Fenton : cinética, efeito do pH, da concentração de cilindrospermopsina e das doses de H2O2 E Fe(II)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Matheus Almeida
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/45754
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2022.
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spelling Degradação de cilindrospermopsina por processo Fenton : cinética, efeito do pH, da concentração de cilindrospermopsina e das doses de H2O2 E Fe(II)Processos oxidativos avançadosProcesso FentonCianotoxinasCilindrospermopsinaDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2022.A cianotoxina cilindrospermopsina (CYN) se tornou uma significante preocupação ambiental e de saúde humana, uma vez que apresenta alto potencial toxicológico e cianobactérias produtoras de CYN são encontradas em corpos hídricos ao longo de todo o Planeta, incluindo o Brasil. Altas concentrações de cianotoxinas podem ser produzidas durante florações de cianobactérias e atenção especial é necessária quando as florações ocorrem em reservatórios de água destinados ao consumo humano, já que as cianotoxinas extracelulares não são efetivamente removidas por tratamentos convencionais. Dessa forma, tratamentos avançados, como o processo oxidativo Fenton, se fazem necessários para produzir água segura. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar, em escala de bancada, a aplicação do processo Fenton para a degradação de CYN em matrizes água ultrapura (UP), água ultrapura contendo metanol (UPM) e água do Lago Paranoá contendo metanol (LPM). Para as três matrizes avaliadas, a relação molar H2O2/Fe(II) ótima para degradação de 0,05 µM de CYN foi de 0,4, com eficiência de degradação máxima cerca de 100% em matriz UP (25 µM de H2O2 e 62,5 µM de Fe(II)), 91% em matriz UPM (50 µM de H2O2, 125 µM de Fe(II) e 513,3 µM de metanol) e de 98% em matriz LPM (100 µM de H2O2, 250 µM de Fe(II) e 513,3 µM de metanol). Quando a concentração inicial de CYN aumentou de 0,05 para 0,2 µM, a eficiência de degradação de CYN diminuiu de 99% para 86% em matriz UPM com doses de 25 µM de H2O2 e 62,5 µM de Fe(II) e de 94% para 85% em matriz LPM com doses de 75 µM de H2O2 e 187,5 µM de Fe(II). A degradação de CYN pelo processo Fenton, utilizando-se a relação molar H2O2/Fe(II) ótima de 0,4, mostrou-se pouco dependente da presença de outros compostos orgânicos existentes na matriz, uma vez que a adição de 5 mg/L de ácidos húmicos, 125 µM C de matéria orgânica algogênica e 513,3 µM de metanol resultaram em redução máxima de eficiência de 16 pontos percentuais. Independentemente da matriz analisada, valores de degradação de CYN superiores a 93% foram obtidos para faixa de pH inicial entre 3 e 5. Sob as condições estudadas, a degradação de CYN pelo processo Fenton seguiu o modelo cinético de pseudo-primeira-ordem (0,910 × 10-3 s -1 ) para matriz UPM e não apresentou ordem definida para matriz LPM, oscilando entre pseudo-segunda-ordem (1,314 × 105 M-1 s -1 ) e pseudo-terceira-ordem (1,878 × 1013 M-2 s -1 ).The cyanotoxin cylindrospermopsin (CYN) has become a significant environmental and human health concern due to its high toxicological potential and because CYN-producing species are found in water bodies all over the Planet, including Brazil. During cyanobacterial blooms, high concentrations of cyanotoxins may be produced, and special attention is needed when these blooms occur in sources of water intended for human consumption, as extracellular cyanotoxins are not effectively removed by conventional drinking water treatments. Thus, advanced treatment technologies, such as Fenton’s oxidation process, are necessary to produce safe water. In this context, the present study aimed to evaluate, on a bench scale, the application of the Fenton process for CYN degradation in three different water matrices: ultrapure water (UW), ultrapure water with the presence of methanol (UWM) and Paranoá Lake water with the presence of methanol (PLWM). For all three matrices, the optimal H2O2/Fe(II) molar ratio for the degradation of 0.05 µM of CYN was 0.4, with maximum degradation efficiency of about 100% for UP (25 µM H2O2 and 62.5 µM Fe(II)), 91% for UWM (50 µM H2O2, 125 µM Fe(II) and 513.3 µM methanol) and 98% for PLWM (100 µM H2O2, 250 µM Fe(II) and 513.3 µM methanol). When the initial CYN concentration increased from 0.05 to 0.2 µM, the degradation efficiency decreased from 99% to 86% in UWM with 25 µM H2O2 and 62.5 µM Fe(II), and from 94% to 85% in PLWM with 75 µM H2O2 and 187.5 µM Fe(II). Furthermore, at the optimal H2O2/Fe(II) molar ratio of 0.4, CYN degradation by Fenton process was shown to be poorly dependent on the presence of other organic compounds in the matrix, since the addition of 5 mg/L of humic acids, 125 µM C of algogenic organic matter and 513.3 µM of methanol resulted in a maximum efficiency loss of 16 percentage points. Regardless of the matrix analyzed, degradation of CYN higher than 93% was obtained for pH values between 3 and 5. Under the conditions herein studied, CYN degradation by Fenton process followed the pseudofirst-order (0.910 × 10-3 s -1 ) kinetic model for UWM, while for PLWM the order was not clearly defined, oscillating between pseudo-second-order (1.314 × 105 M-2 s -1 ) and pseudothird-order (1.878 × 1013 M-2 s -1 ).Brandão, Cristina Célia Silveiraferreira.m.a@outlook.comFerreira, Matheus Almeida2023-04-03T18:37:41Z2023-04-03T18:37:41Z2023-04-032022-10-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFERREIRA, Matheus Almeida. Degradação de cilindrospermopsina por processo Fenton: cinética, efeito do pH, da concentração de cilindrospermopsina e das doses de H2O2 E Fe(II). 2022. xviii, 119 f., il. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos) — Universidade de Brasília, Brasília, 2022.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/45754A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2023-07-13T19:32:52Zoai:repositorio.unb.br:10482/45754Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-07-13T19:32:52Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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