A presença de resíduos de fármacos em águas superficiais e de abastecimento público tem preocupado a comunidade científica devido principalmente à sua persistência na água e aos efeitos adversos causados à comunidade aquática e aos possíveis riscos à saúde humana. Dentre os fármacos comumente identificados em águas de abastecimento público, encontram-se os anti-inflamatórios, como o diclofenaco (DCF), um dos fármacos mais consumidos no Brasil e no mundo. Nesse contexto, o presente trabalho, teve como objetivo principal estudar a eficiência das etapas de tratamento de água em ciclo completo (coagulação, floculação, sedimentação, filtração em areia e desinfecção com cloro) com e sem pré-oxidação com cloro e com dióxido de cloro e adsorção em carvão ativado granular (CAG) na remoção de DCF. Também foram determinados os trialometanos (THM) e identificados os principais subprodutos do DCF formados na oxidação com cloro e dióxido de cloro. Para a determinação do DCF nas amostras de água antes e após as etapas de tratamento de água foram desenvolvidos e validados métodos analíticos de extração em fase sólida (SPE) e cromatográfico por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) com detecção no ultravioleta (UV). A validação do método foi feita de acordo com a resolução n&ordm; 899 de 2003 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA), considerando os requisitos para métodos bioanalíticos. Os procedimentos analíticos empregados foram efetivos e confiáveis para a identificação e quantificação do DCF nas amostras de água antes e após os processos de tratamento de água. Os ensaios de tratamento de água foram feitos em equipamento de reatores estáticos (jarteste) e filtros de escala laboratorial empregando-se água de poço artesiano não clorada preparada com substâncias húmicas aquáticas (SHA) para conferir cor verdadeira de 20 uH, caulinita para conferir turbidez de 70 uT e fortificada com 1 mg L-1 de DCF. Os resultados indicaram que as etapas de coagulação com sulfato de alumínio, floculação, sedimentação e filtração em areia não removeram o DCF. Nas etapas de préoxidação com cloro e dióxido de cloro e de pós-cloração houve remoção parcial do DCF, porém verificou-se a formação de subprodutos provenientes da oxidação do DCF. Dentre os THM, foi quantificado apenas o clorofórmio na etapa de pré-oxidação com cloro. Em geral, os resultados indicaram que o dióxido de cloro foi mais eficiente na redução do DCF e formou menos subprodutos. Entretanto, o tratamento em ciclo completo seguido da adsorção em CAG foi eficiente na remoção de DCF, com remoção maior que 99,7%. Os subprodutos formados na oxidação com cloro e dióxido identificados por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas em série (LC-MS/MS) consistiram na descaboxilação/hidroxilação e substituição aromática de átomos de hidrogênio por cloro. Os subprodutos identificados na oxidação com cloro apresentaram as seguintes fórmulas moleculares: C14H11</subCl2NO3, C13H10Cl3N e C14H10Cl3NO2. Com o dióxido de cloro foi identificado o subproduto de fórmula molecular igual a C14H11Cl2NO3. / The presence of pharmaceutical residues in surface waters and in drinking water supply has concerned the scientific community, mainly in which regards their persistence in water, adverse effects on the aquatic community and possible risks to human health. Antiinflammatory drugs, as diclofenac (DCF), are among those drugs commonly identified in drinking water supply. In this context, the main objective of this study was to assess the efficiency of the different stages of the conventional drinking water treatment (coagulation, flocculation, sedimentation, sand filtration and chlorine disinfection) with and without preoxidation with chlorine and chlorine dioxide and adsorption on granular activated carbon (GAC) in the removal of DCF. The trihalomethanes (THMs) were also determined and the main by-products of DCF formed by oxidation with chlorine dioxide and chlorine were identified. For the DCF determination in water samples before and after water treatment stages analytical methods of solid phase extraction (SPE) and chromatographic method by high performance liquid chromatography (HPLC) with detection in the ultraviolet (UV) were developed and validated. The method validation was based on Resolution n&ordm; 899 of the 2003 of the Brazilian National Health Surveillance Agency (ANVISA), considering the requirements for bioanalytical methods. The analytical procedures used were effective and reliable for the identification and quantification of DCF in the water samples before and after the water treatment stages. The water treatment tests were carried out in jar test equipment and filters on laboratory scale employing non chlorinated water of artesian well prepared with aquatic humic substances (AHS) to yield 20 uH true color, kaolin turbidity of 70 NTU and DCF concentration of 1 mg L-1. The results indicated that the stages of coagulation with aluminum sulphate, flocculation, sedimentation and filtration sand did not remove DCF. In the stages of pre-oxidation with chlorine and chlorine dioxide and chlorine disinfection the DCF was partially removed, however by-products were formed from the DCF oxidation. Among the THMs, only chloroform was quantified in the pre-oxidation with chlorine. In general, the results showed that chlorine dioxide was more effective to reduce the DCF and fewer by-products were formed. Nevertheless, the complete cycle treatment followed by GAC adsorption was effective to remove DCF (&gt; 99.7%. removal). The by-products of the oxidation of DCF with chlorine and chlorine dioxide identified by liquid chromatography coupled tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) consisted in the descaboxylation/hydroxylation and aromatic substitution of hydrogen atoms by chlorine. The compounds identified in the oxidation with chlorine showed the following molecular formulas: C14H11</subCl2NO3, C13H10Cl3N e C14H10Cl3NO2. The by-product identified using chlorine dioxide was C14H11Cl2NO3.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:20:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silvania Nobrega Oliveira.pdf: 1403956 bytes, checksum: 0d02f35ffd2b6d222f655968bfdafe6e (MD5) Previous issue date: 2012-10-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The luxuriant proliferation of cyanobacteria in the water used as sources of drinking water is increasing around the world.The presence of these microorganisms in raw water can difficult the water treatment and make it more expensive. The main importance of health cyanobacterial bloom is the possible release of cyanotoxins in the water, which can cause serious risks to human health and unknown changes in aquatic biota. In the present study tests were carried out in a bench scale to evaluate the efficiency of removal of whole cells of Microcystis aeruginosa and the cyanotoxin microcystin-LR extracellular using coagulation, flocculation, sedimentation and filtration followed by a column of activated granular carbon produced in the northeast of Brazil. The water used was raw water from an eutrophic reservoir with addition of M. aeruginosa cells from a fresh culture maintained in laboratory conditions in order to obtain an initial concentration approximately with 105 cells.mL-1. The efficiency observed was up to 90% of cells removal using aluminum sulfate at the concentration of 45 mg.L-1 and a coagulation pH equal at 5.5 in the water decanted (with dosages of 40 and 60 mg.L-1 of the coagulant and pH equal at 7.5 the percentage of cells removal was 35%). The water effluent from the sand filter and the water effluent from the column of granular activated carbon had averages of M. aeruginosa cells equals to 3,8 and 3,6 log cel.mL-1 respectively. The average concentration of microcystin-LR in the water effluent from the GACC was 0,15 &#956;g.L-1. Its value is below the limit of detection of the method (0,16 &#956;g.L-1) and after 60 hours ranged from 0,18 to 0,28 &#956;g.L-1. Both values were below the maximum allowed by ordinance 2914/11 Ministry of Health of 1 &#956;g.L-1 microcystins in drinking water. / A proliferação luxuriante de cianobactérias na água dos mananciais usados como fontes de água potável é cada vez mais frequente. A presença desses microrganismos na água bruta pode dificultar e encarecer o tratamento, mas a principal importância sanitária do florescimento de cianobactérias é a possível liberação de cianotoxinas na água, que podem causar sérios agravos à saúde humana e alterações na biota aquática em geral. No presente trabalho foram realizados ensaios, em escala de bancada, de avaliação da eficiência de remoção de células inteiras de Microcystis aeruginosa e de uma de suas toxinas, microcistinaLR extracelular, por coagulação, floculação, sedimentação e filtração seguida de coluna de carvão ativado granular produzido na região nordeste utilizando-se água bruta de um manancial eutrofizado adicionada de células de M. aeruginosa cultivadas em laboratório para obter concentração inicial de aproximadamente 105 cel.mL-1. Observou-se eficiência de até 90% de remoção de células para dosagem superior a 45 mg.L-1 de sulfato de alumínio e pH de coagulação de 5,5 na água decantada (para dosagens de 40 e 60 mg.L-1 do coagulante e pH de 7,5 o percentual de remoção de células foi de 35%). Na água filtrada e na água efluente a coluna de carvão ativado granular, a concentração média de células de M. aeruginosa foi de 3,8 e 3,6 log cel.mL-1 respectivamente. A concentração media de MC-LR extracelular na água efluente da Coluna de Carvão Ativado Granular (CCAG) foi de 0,15 µg.L-1 abaixo do limite de detecção do método (0,16 µg.L-1) e após 60 horas variou de 0,18 a 0,28 µg.L-1 valores abaixo do valor máximo permitido pela portaria 2914/11 do Ministério da Saúde de 1 µg.L-1 de microcistinas na água de beber.

No presente trabalho foi investigada a remoção de substâncias húmicas na Filtração em Mútiplas Etapas - FiME, com aplicação de ozônio antecedendo o processo de filtração lenta. A instalação piloto era constituída de um pré-filtro dinâmico operado com taxa de 18 m/dia, um pré-filtro de escoamento vertical ascendente operado com taxa de 12 m/dia e dois filtros lentos trabalhando com taxas de filtração iguais a 4 m/dia, com diferentes composições dos leitos filtrantes, sendo um somente de areia e o outro de areia e carvão ativado granular disposto como camada \"sanduíche\" entre duas camadas de areia, e sistema de ozonização. Foi injetada solução de substância húmica na água efluente do pré-filtro vertical ascendente, preparada a partir da turfa retirada de uma área localizada no município de Luís Antônio, para proporcionar aumento de cor verdadeira na água. A eficiência das unidades filtrantes, na remoção de matéria orgânica foi avaliada pela determinação de cor verdadeira, carbono orgânico dissolvido, absorvância a 254 nm e oxigênio consumido. O resultados obtidos mostraram que o filtro lento 1, com carvão ativado, foi superior na remoção de matéria orgânica nas duas carreiras desenvolvidas e que não houve diferença entre os filtros lentos quanto a remoção de Escherichia coli, bactérias heterotróficas, sólidos suspensos totais e ferro total. Fortes correlações entre cor verdadeira e absorvância foram identificadas na carreiras de filtração. O mesmo ocorreu só na carreira 3 entre carbono orgânico dissolvido e absorvância e entre COD e oxigênio consumido. / The current research was carried out investigate the removal of humic substances in the multistage filtration system - MSF, with ozone application upstream slow sand filters. The pilot plant was compose by one dynamic roughing filter operated at a filtration rate of 18 m/day, one upflow roughing filter with filtration rate of 12 m/day and two slow sand filters, both operated with filtration rate of 4 m/day, with different \"filtering beds\"; one with sand only and another with sand and granular activated carbon, disposed as a \"sandwich\" layer between two sand layers, and the ozonation system. Solution of humic substance was injected in the effluent water from the upflow roughing filter, which was prepared using turf extracted from Luís Antônio County, to provide a raise in the real color of the water. The efficiency of the filtering units in the remotion of organic matter was evaluated by using the following parameters: true color, dissolved organic carbon, Uv - absorbance at 254 nm and the consumed oxygen. The results show that the slow sand filter 1, with activated carbon, was better for the removal of organic matter in the two runs carried out and that there were no differences between the slow sand filters in the removal of Escheyichia Coli, heteroph bacteria, total suspended solids. Strong correlation between true color and UV - absorbance was identified in run 1. The same occurred in run 3, relating the dissolved organic carbon and UV - absorbance and between DOC and consumed oxygen.