ABSTRACT
RESUMO Considerado um poluente prioritário de reconhecida toxicidade e recalcitrância, o 2,4-dinitrofenol (2,4-DNF) presente em águas residuárias dificulta tratamentos convencionais, especialmente os de princípio biológico, como lagoas aeradas e sistema de lodos ativados. Em função de sua potencialidade de transformar a estrutura de poluentes em elementos de capacidade poluidora reduzida, os processos oxidativos avançados (POAs) representam atualmente uma alternativa para o tratamento de efluentes contaminados com compostos dessa natureza. A presente pesquisa teve como objetivo realizar estudos de degradação de 2,4-DNF em solução aquosa por meio de processos de oxidação avançada do tipo Fenton utilizando uma fonte não convencional de ferro na forma de um resíduo siderúrgico (carepa de aço). A condução de um delineamento experimental fundamentado em planejamento fatorial de experimentos revelou que as variáveis quantidade de peróxido de hidrogênio e de carepa influenciaram significativamente a degradação de 2,4-DNF, proporcionando, em condições otimizadas (20 g de carepa, 0,5 mL de H2O2 em pH 3), elevada eficiência na degradação tanto do composto modelo quanto de seus intermediários reacionais, tendo reduzido também a toxicidade aguda medida na forma de inibição de crescimento de E. coli. Ensaios adicionais sugeriram que os mecanismos reacionais pelos quais ocorre a degradação do 2,4-DNF são mediados tanto pela superfície das partículas de carepa quanto pelo ferro lixiviado, caracterizando o processo como uma combinação de oxidação homogênea e heterogênea. Finalmente, ensaios de reusabilidade e operação em reator de fluxo contínuo sugeriram significativa potencialidade do sistema carepa/H2O2.
ABSTRACT Considered a priority pollutant of recognized toxicity and recalcitrance, 2.4-dinitrophenol (2.4-DNP) present in wastewater hinders conventional treatments such as filtration, chemical coagulation, activated sludge system and activated carbon adsorption. Due to the potential of advanced oxidation processes (AOP) to transform the structure of pollutants into elements of reduced pollutant capacity, they presently represent an alternative for the treatment of effluents contaminated with these compounds. The present research aimed to study the degradation of 2.4-DNP in aqueous solution through advanced Fenton-type oxidation processes, using an unconventional source of iron in the form of a steel residue (steel waste). The conduction of an experimental design based on the factorial planning of experiments revealed that the variables hydrogen peroxide quantity and scale significantly influenced 2.4-DNF degradation, providing, under optimized conditions (20 g of steel waste, 0.5 mL of H2O2 at pH 3) high degradation efficiency of both the model compound and its reaction intermediates, as well as reducing acute toxicity, measured as E. coli growth inhibition. Further trials have suggested that the reaction mechanisms by which 2.4-DNF degradation occurs are mediated by both the surface of steel waste particles and the leached iron, characterizing the process as a combination of homogeneous and heterogeneous oxidation. Finally, reusability and continuous flow reactor operation tests suggested the significant potential of the steel waste/ H2O2 system.
ABSTRACT
RESUMO A contaminação do solo tem sido motivo de muita preocupação em diversas regiões do mundo. A geração desenfreada de resíduos sólidos e sua disposição inadequada têm agravado o risco de contaminação dos solos. O presente artigo teve por objetivos o tratamento e a refuncionalização do solo contaminado por lixiviado do aterro sanitário urbano do município de Altinho (PE). A descontaminação foi realizada por meio dos processos Fenton e foto-Fenton com luz negra e luz solar, sendo avaliado o percentual de conversão de carbono orgânico total. Após o tratamento com o foto-Fenton solar, o solo apresentou-se bastante ácido, com pequenas concentrações de íons inorgânicos, elevada saturação por alumínio e baixo grau de saturação por bases, revelando-se um solo infértil. Para a refuncionalização do solo foi adicionado lodo de esgoto nas proporções de 10, 30 e 50% em relação à massa do solo pós-tratado e validado pelo plantio da espécie Coriandrum sativum L. Os melhores resultados para o crescimento da raiz, comprimento total da planta, quantidade de folhas e massa das plantas foram obtidos para o tratamento com inserção de 30% de lodo de esgoto. Esse tratamento apresentou percentual de inibição de raízes de 13,2%, não representando risco de toxicidade para a espécie Lactuca sativa L. Também foi observado o aumento da capacidade de troca de cátions, do índice de saturação por bases e dos níveis de nitrogênio e fósforo, além da redução da saturação por alumínio, revelando melhoria nas condições agronômicas do solo.
ABSTRACT Soil contamination has been a major concern in many regions of the world. Rampant generation of solid waste and its inadequate disposal has aggravated the risk of soil contamination. The objective of this article was to treat and refunctionalize soil contaminated by leachate from the landfill of Altinho, Pernambuco. Soil decontamination was carried out using the Fenton and photo-Fenton processes with black light and sunlight, evaluating the percentage of total organic carbon conversion. After the treatment with the photo-Fenton solar, the soil was very acidic, with small concentrations of inorganic ions, high saturation by aluminum and low degree of base saturation, revealing an infertile soil. For soil refunctioning, sewage sludge was added in the proportions of 10, 30 and 50% in relation to the post-treated soil mass and validated by planting Coriandrum Sativum L., obtaining better results for root growth, total length of plant, amount of leaves and mass of plants for the treatment with 30% sewage sludge insertion. This treatment had a percentage of root inhibition of 13.2% and did not present a risk of toxicity to the Lactuca Sativa L. species. It was also possible to observe an increase in the cation exchange capacity, base saturation index, nitrogen and phosphorus levels, in addition to the reduction in aluminum saturation, showing an improvement in the agronomic conditions of the soil.
ABSTRACT
RESUMO A desinfecção adequada de águas cinzas é necessária para garantir a segurança de sua reutilização, principalmente em aplicações com potencial de exposição humana. Diversos processos oxidativos avançados têm sido empregados nos últimos anos para a degradação de contaminantes orgânicos, bem como para desinfecção de águas e efluentes. O objetivo deste trabalho foi testar TiO2 suportado em microtubos para desinfetar águas cinzas por meio da fotocatálise heterogênea, visando ao reúso hídrico em bacia sanitária. A água cinza utilizada nos experimentos foi coletada após passar por um sistema de tratamento composto de um tanque de evapotranspiração seguido de banhado construído de fluxo horizontal. Foram realizados testes em batelada utilizando-se um reator fotoquímico cilíndrico de 1,0 L (volume total do reator), preenchido com pequenos cilindros de vidro do tipo Pyrex com TiO2 suportado. Para os testes de desinfecção, foram utilizados os processos UV, H2O2, UV/TiO2, UV/H2O2 e UV/TiO2/H2O2. Foi possível obter uma camada homogênea de TiO2 depositada nos pequenos tubos de vidro Pyrex, com espessura média de 35,3 µm, capaz de promover um incremento na desinfecção de águas cinzas. Porém, mesmo com um maior poder de desinfecção do TiO2 - se comparado com a fotólise (UV) -, os processos em que se empregou o peróxido de hidrogênio foram bem mais eficientes, tanto na desinfecção (inativação total de coliformes totais, enterococos e Pseudomonas aeruginosa) quanto na remoção de matéria orgânica em termos de demanda química de oxigênio (em torno de 60%). As amostras mantidas em temperatura ambiente e envolvidas por plástico escuro não apresentaram recrescimento bacteriano com 24h de armazenamento após os experimentos, mostrando assim a viabilidade da água cinza tratada em reúso doméstico.
ABSTRACT Proper disinfection of greywater is needed to ensure the safety of its reuse, especially in applications with potential for human exposure. Various advanced oxidation processes have been used in recent years for the degradation of organic contaminants, as well as for disinfection of water and wastewater. The purpose of this study was to test TiO2 supported in microtubes to disinfect greywater by photocatalysis in order to reuse it in sanitary bowl. The greywater used in the experiments was collected after passing through a treatment system consisting of an evapotranspiration tank followed by constructed wetland with horizontal flow. Batch tests were conducted using a cylindrical photochemical reactor of 1.0 L (total volume of the reactor), filled with small glass Pyrex cylinders with supported TiO2. For disinfection tests, the processes UV, H2O2, UV/TiO2, UV/H2O2 and UV/TiO2/H2O2 were used. It was possible to obtain a homogeneous layer of TiO2 deposited in small Pyrex glass tubes with an average thickness of 35.3 µm; this layer was able to promote an increase in the greywater disinfection. However, even with a greater disinfection power of TiO2 compared with photolysis (UV), the processes with hydrogen peroxide was much more efficient in disinfection (total inactivation of total coliforms, enterococci and Pseudomonas aeruginosa) and in the removal of organic matter in terms of chemical oxygen demand (around 60%). Samples stored at a room temperature and wrapped in plastic dark showed no bacterial regrowth after 24 hours of storage after the experiments, thus showing the viability of treated greywater for domestic reuse.
ABSTRACT
The increasing disposal of medicines into the environment has increased concern about the possible environmental impact of such actions, in both the medium and long term. Estrogens have been found in soil, surface water and groundwater. The aim of this study was to assess the ecotoxicity of chemical residues originating from in situ oxidation of 17β estradiol with hydrogen peroxide, a process of chemical remediation which is used to remove these hormones in acetone solution, at various pHs. Analyses were carried out by high resolution gas chromatography and a bioassay in which the single-cell species Euglena gracilis was the test organism. The results were obtained by comparing analyses done before and after the AOP (advanced oxidation process). It was observed that at pH 5.0, with a treatment time of 20 minutes, there was a good yield, but with some change in the behavior of the test organism. With a pH of 7.0, with 20 minutes time, the yield was low but there was no demonstration of ecotoxicological activity...
Com o crescente descarte de medicamentos no meio ambiente, observa-se o aumento da preocupação com o impacto ambiental que tal ação pode acarretar, tanto a médio como em longo prazo. Os estrogênios vêm sendo encontrados no solo, em águas superficiais e subterrâneas. O objetivo deste estudo foi avaliar a ecotoxicidade dos resíduos químicos originados a partir da oxidação do 17? estradiol, via peróxido de hidrogênio, em um processo destinado à remoção química destes hormônios em solução de acetona, e em diferentes pHs. As análises foram feitas utilizando cromatografia gasosa de alta resolução e bioteste com algas do gênero Euglenas gracillis. Os resultados foram baseados nas comparações de análises pré-processo oxidativo avançado (POA) e pós POA. Observou-se que os resultados obtidos na condição de pH 5,0, com tempo de 20 minutos, apresentou um bom rendimento, porém com mudança de comportamento dos bioindicadores. Em pH 7,0, com tempo de 20 minutos, o rendimento foi menor, porém não houve demonstração de atividade ecotoxicológica...
Subject(s)
Humans , Estradiol/toxicity , Hydrogen Peroxide/analysis , Chromatography, Gas , Environmental PollutionABSTRACT
A cavitação hidrodinâmica se apresenta como um processo oxidativo avançado (POA), permitindo integrar-se aos processos de tratamento de água para consumo humano. Esta pesquisa teve como objetivo investigar os efeitos de diferentes reatores de cavitação hidrodinâmica para tratar água contaminada com esgoto doméstico, avaliando a contaminação microbiológica e os parâmetros físico-químicos. Foram construídos três modelos de reatores com diferentes rotores (R1, R2 e R3). Os resultados obtidos nos reatores R1, R2 e R3 mostraram redução nas concentrações dos parâmetros químicos em todas as amostras, particularmente nitritos, nitratos, bicarbonatos e dureza total, ao passo que a contaminação microbiológica teve inativação completa dos microrganismos estudados (coliformes totais e Escherichia coli).
The hydrodynamic cavitation is presented as an advanced oxidation process (AOP), allowing to integrate the processes of water treatment for human consumption. This research aimed to investigate the effects of different hydrodynamic cavitation reactors for treating water contaminated with sewage, evaluating the microbiological contamination and physicochemical parameters. Three models were constructed with different rotors reactors (R1, R2 and R3). The results obtained in the reactors R1, R2 and R3 have shown a reduction in the concentrations of chemical parameters in all samples, particularly nitrites, nitrates, bicarbonates, and total hardness, while the microbiological contamination was completely inactivation (total coliforms and Escherichia coli).
ABSTRACT
The frequent occurrence of pharmaceuticals in the aquatic environment requires an assessment of their environmental impact and their negative effects in humans. Among the drugs with high harmful potential to the environment are the antibiotics that reach the environment not only, as may be expected, through the effluents from chemical and pharmaceutical industries, but mainly through the sewage and livestock; because around 25 to 75% of the ingested drugs are excreted in unchanged form after the passage through the Gastro-Intestinal Tract. Tetracycline has high world consumption, representing a human consumption of about 23 kg/day in Brazil in 2007. At the moment, researches are being made to develop new tetracycline that incorporate heavy metals (Hg, Cd, Re, Pt, Pd) to their structures in order to increase their bactericidal effect. The conventional wastewater treatment plants are not able to degrade complex organic molecules to reduce their toxicity and improve their biodegradability. For this reason new technologies, i.e., the advanced oxidation processes, are being developed to handle this demand. The objectives of this study are to review the literature on the processes of obtaining tetracycline, presenting its waste treatment methods and evaluation of their environmental impact.
A ocorrência frequente de fármacos no meio aquático exige a avaliação do seu impacto ambiental e seus efeitos negativos em seres humanos. Dentre os fármacos com maior potencial de impacto ambiental estão os antibióticos, que chegam ao meio ambiente através dos efluentes de indústrias químico-farmacêuticas e, principalmente, através de esgotos domésticos e criação de animais, visto que 25% a 75% dos fármacos são excretados em forma inalterada após passagem pelo Trato Gastrointestinal. Parcela significativa do consumo mundial dos antibióticos corresponde à classe das tetraciclinas, representando consumo humano de 23 kg/dia no Brasil, em 2007. Atualmente, há pesquisas de novas tetraciclinas que incorporam metais pesados (Hg, Cd, Re, Pt, Pd) às suas estruturas com o intuito de aumentar suas atividades bactericidas. As estações de tratamento de águas residuais convencionais não são capazes de degradar moléculas orgânicas complexas, diminuir a sua toxicidade e melhorar a sua biodegradabilidade. Por esta razão, as novas tecnologias, como, por exemplo, os processos oxidativos avançados, estão sendo desenvolvidos para lidar com esta demanda. Os objetivos deste trabalho são fazer uma revisão da literatura sobre os processos de obtenção de tetraciclinas, apresentar métodos de tratamento de seus resíduos e avaliar o seu impacto ambiental.
Subject(s)
Humans , Tetracyclines/analysis , /analysis , /analysis , Industrial Effluents/prevention & control , Environmental Pollution/adverse effectsABSTRACT
Over the past few decades, a high number of pharmaceuticals have been detected in surface, ground and drinking waters. This contamination comes from domestic sewage, livestock, hospitals and chemical-pharmaceutical industries. Typical examples of these pollutants are the fluoroquinolones - powerful antibiotics used in human and veterinary medicine. The presence of fluoroquinolones in the environment can pose a serious threat to the ecosystem and to human health due to their high consumption globally: in 1998, around 120 tons were produced. Even at low environmental concentrations, antibiotics stimulate bacterial resistance. The consequences of the presence of fluoroquinolones in the environment are not fully understood, but are known to be toxic to plants and aquatic organisms. Approximately 85% of the fluoroquinolones present in influents can be removed by conventional wastewater treatment plants, but the removed fraction is frequently accumulated in the sludge, which is sometimes used as fertilizer, representing an additional input route into the environment. The removal of fluoroquinolones by biological treatment is ineffective, and it is believed that only advanced oxidation technologies are able to destroy these emerging pollutants.
Nas últimas décadas, um grande número de fármacos tem sido identificado em águas superficiais, subterrâneas e potáveis. Tal contaminação advém do esgoto doméstico, hospitais, criação de animais e das indústrias químico-farmacêuticas. Exemplos típicos desses poluentes são as fluoroquinolonas – potentes antibióticos empregados na medicina humana e veterinária. A presença de fluoroquinolonas no meio ambiente pode representar uma séria ameaça para o ecossistema e para a saúde humana devido ao alto consumo mundial: em 1998 foram produzidas, aproximadamente, 120 toneladas. Mesmo em baixas concentrações, antibióticos podem estimular a resistência bacteriana. As consequências da presença de fluoroquinolonas no ambiente não são completamente compreendidas, mas sabe-se que são tóxicas para plantas e organismos aquáticos. Aproximadamente 85% das fluoroquinolonas presentes em efluentes podem ser removidos em estações de tratamento de efluentes convencionais, porém a fração removida é frequentemente acumulada no lodo, muitas vezes usado como fertilizante, o que representa uma rota adicional de entrada desses compostos no ambiente. A remoção de fluoroquinolonas por meio de tratamento biológico não é eficiente, e acredita-se que somente as tecnologias de oxidação avançada sejam capazes de degradar esses poluentes emergentes.
Subject(s)
/analysis , Fluoroquinolones/toxicity , Water Pollutants/toxicity , Environmental Pollution/analysisABSTRACT
A contaminação de águas por misturas diesel/biodiesel pode causar grandes impactos ambientais, relacionados à presença de compostos orgânicos recalcitrantes e tóxicos, inviabilizando o uso de processos biológicos de tratamento. A avaliação da biodegradabilidade, nas proporções B0, B25, B50, B75 e B100 (os números especificam o percentual em massa de biodiesel na mistura), indicou que a adição de biodiesel em teores acima de 50% aumenta a biodegradabilidade, alcançando 60 e 80% para B50 e B75, respectivamente. Na aplicação do processo Fenton, a remoção da matéria orgânica foi superior a 80% em todas as misturas, exceto para B0, que apresentou remoção máxima de 50%. A oxidação por Fenton se ajustou a um modelo cinético de pseudo-segunda ordem em relação à concentração de matéria orgânica, e resultou em aumento da biodegradabilidade de até 150%.
Waters contaminated with diesel/biodiesel and their blends can cause major environmental impacts, due to the presence of toxic and recalcitrant organic compounds, which invalidate the use of biological treatment processes. Evaluation of biodegradability of the blends B0, B25, B50, B75 and B100 (the numbers specify the mass percentage of biodiesel in the blend) indicated that the addition of biodiesel at concentrations above 50% increased biodegradation, reaching 60 and 80% for B50 and B75, respectively. When the Fenton process was used, removal of organic matter was greater than 80 % in all blends, except for B0, which showed maximum removal of 60%. Oxidation by Fenton was fitted with a pseudo-second order kinetic model in relation to the concentration of organic matter and resulted in increased biodegradation of up to 150%.
ABSTRACT
Os efluentes têxteis, geralmente, são carregados de corantes não biodegradáveis, o que dificulta o seu tratamento. Dentre as novas alternativas de tratamento estudadas, estão os Processos Oxidativos Avançados (POA). Os mesmos são processos com potencial de produzir radicais hidroxila (OH), espécies altamente oxidantes, capazes de mineralizar a matéria orgânica. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a aplicação dos POA (Fenton, foto-Fenton e UV/H2O2) no tratamento de efluente têxtil sintético contendo o corante Preto Biozol UC. Dentre os processos estudados, o mais eficiente foi o foto-Fenton (H2O2 = 1.500 mg.L-1 e Fe2+ = 75 mg.L-1), em pH = 3, que obteve 95,4 por cento e 73,0 por cento para as remoções de cor e demanda química de oxigênio (DQO), respectivamente.
The textile wastewater is usually loaded with non-biodegradable dyes, which hinder its treatment. Advanced Oxidation Processes (AOP) are among new treatment alternatives. They are processes with potential to produce hydroxyl radicals (OH), highly oxidizing species, capable of mineralizing the organic matter. Thus, the aim of this work was to study the application of the AOP (Fenton, photo-Fenton and UV/H2O2) in the treatment of synthetic textile wastewater containing the Black Biozol UC dye. Among the studied processes, the most efficient was photo-Fenton (H2O2 = 1,500 mg.L-1 and Fe 2+ = 75 mg.L-1), at pH = 3, for color and chemical oxygen demand (COD) removals of 95.4 percent and 73.0 percent, respectively.
