Avaliação da retenção de microcistinas em solução aquosa através da aplicação de membranas de ultrafiltração

• Autor(a) principal: Schmoeller, Mariana Perazzoli
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4163
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ANALISE DE TRACOS E QUIMICA AMBIENTAL; Cianotoxinas; Ultrafiltração; Filtração por membranas; Água - Tratamento; Membranas (Tecnologia) - Tratamento térmico; Política ambiental; Cyanobacterial toxins; Ultrafiltration; Membrane separation; Water - Treatment; Membranes (Technology) - Heat treatment; Environmental policy; Ciências Ambientais

A remoção de microcistinas dissolvidas em água é um desafio devido a sua elevada estabilidade, resistência ao calor, hidrólise e oxidação. O uso de tecnologias avançadas de tratamento, como a ultrafiltração, constitui-se como uma alternativa para a retenção dessas substâncias. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar a retenção de microcistinas dissolvidas em água através da aplicação de membranas de ultrafiltração sintetizadas em laboratório e comerciais. Ensaios preliminares foram realizados visando a retenção do corante preto reativo 5 (20 mg L-1, 120 min, 0,2 MPa) com membranas poliméricas produzidas em laboratório através da técnica de inversão de fases, sendo estas compostas por diferentes proporções de polietersulfona (PES), cloreto de lítio (LiCl) e N,N-dimetilformamida (DMF), denominadas M1, M2, M3 e M4.. Concluiu-se que a membrana M3 (20% PES / 0% LiCl / 80% DMF) seria a mais apropriada para reter microcistina-LR, uma vez que foram alcançados fluxo permeado de 115 ± 5 L m-2 h-1 e retenção de 89 ± 4% nos experimentos com o corante preto reativo 5. A partir desses resultados, avaliou-se fluxos permeados e retenções de microcistina-LR pela membrana M3 nas pressões 0,2, 0,4 e 0,6 MPa. Todos os testes de retenção de microcistina-LR dissolvidas foram realizados na concentração inicial de 50 µg L-1 durante 150 minutos de ultrafiltração. As retenções de microcistina-LR, diferentemente do esperado para a membrana M3, foram inferiores às do corante preto reativo 5, tendo-se obtido as melhores remoções próximas a 40% apenas para as pressões 0,2 e 0,4 MPa. Objetivando a melhoria da retenção da membrana M3, a mesma foi submetida a tratamentos térmicos nas temperaturas de 60, 120 e 180 °C por 15 min. Na pressão 0,2 MPa, em que foram obtidos os melhores resultados, nas membranas tratadas a 60 °C, o fluxo obtido foi igual a 51 L m-2 h-1 e retenção de 80,1%, enquanto que nas membranas tratadas a 180 °C, esses valores corresponderam a 74 L m-2 h-1 e 70,3%. Foram observadas alterações morfológicas nos materiais filtrantes, ocasionadas pelo tratamento térmico, que levaram às diferenças de fluxo e retenção em relação às membranas não-tratadas. A partir dos melhores resultados obtidos de retenção de microcistina-LR, comparou-se o seu desempenho ao de duas membranas comerciais de ultrafiltração, compostas por poliamida e polietersulfona, modelos GH e GK. Com a membrana GH, foram obtidos fluxo permeado de 98 ± 5 L m-2 h-1 e retenção de 87,2%, ao passo que com a membrana GK foram obtidos fluxo de 210 ± 8 L m-2 h-1 e retenção de 48,2%, ambas na pressão 0,9 MPa. Além disso, notou-se que, mesmo com a utilização de uma pressão elevada com a membrana GK, os fluxos e as retenções de microcistinas dissolvidas foram próximos aos das membranas M3 na pressão 0,4 MPa. Isso se constitui como uma vantagem em processos de separação por membranas, que promove a redução do consumo energético. Dessa forma, conclui-se que as membranas sintetizadas em laboratório apresentam potencial uso para o tratamento de águas contendo microcistinas dissolvidas.