Access to abstract restricted until December 2014. / Review of relevant literature -- Efficiency of constructed wetlands to remove an antimicrobial agent triclosan from wastewater -- The removal of triclosan from laboratory scale constructed wetlands with four species of wetland plants -- Additional research : determination of the hydraulic retention time in an operational subsurface constructed wetland -- Additional research methods : the evaluation of the subsurface constructed wetland for the treatment of iron, phosphorus, ammonia, nitrite, nitrate, dissolved oxygen, pH and E. coli. / Access to thesis restricted until December 2014 / Department of Natural Resources and Environmental Management

O presente trabalho estuda a remoção dos fármacos amoxicilina (AMX), diclofenaco sódico (DCF) e paracetamol (PAR) em solução aquosa pelos processos de adsorção em batelada e coluna de leito fixo utilizando o carvão ativado granulado (CAG) como adsorvente. Os experimentos foram realizados para cada fármaco de forma independente. Na adsorção em batelada foram avaliadas as influências do pH (2 – 10), concentração de adsorvente (5 – 20 g L-1) e tempo de contato (5 – 350 min). Foi realizada a investigação da cinética de adsorção e também do equilíbrio de adsorção através de isotermas nas temperaturas de 25, 35 e 45 ºC. A adsorção em leito fixo foi estudada através de planejamentos experimentais, onde foram avaliados os efeitos da concentração inicial do poluente (C0: 20 – 100 mg L-1), massa do leito (W: 0,5 – 1,5 g) e vazão (Q: 3 – 5 mL min-1) sobre o tempo de saturação (tsat) e a quantidade adsorvida (qsat). Os modelos de Thomas, Bohart-Adams e Yan, além de um modelo desenvolvido no software EMSO foram utilizados para análise das curvas de ruptura. O CAG utilizado apresentou área BET de 463 m² g-1 e maior volume de microporos, de 0,20 cm³ g-1. Os experimentos em batelada mostraram que o pH não teve influência significativa sobre a remoção dos três fármacos. O equilíbrio de adsorção da AMX e do DCF foi atingido após 150 min e do PAR após 180 min. O modelo de PSO foi o que melhor representou a cinética de adsorção dos três fármacos. A isoterma de Langmuir descreveu o equilíbrio da AMX a 25 e 35 ºC, e o modelo de Sips a 45 ºC. Já a adsorção do DCF foi representada pela isoterma de Freundlich e o PAR pela de Redlich-Peterson. O estudo termodinâmico indicou que a adsorção dos três fármacos foi espontânea e favorável, além de aumentar com o aumento da temperatura. Na adsorção em leito fixo, foi observado menores valores de tsat com o aumento de C0 e de Q e diminuição de W. Foi verificado que qsat aumentou com o aumento de C0 e diminuição da Q para o planejamento do PAR, onde essa variável foi significativa. Já o aumento de W aumentou qsat no planejamento do PAR e diminuiu nos casos da AMX e DCF. A AMX foi o poluente que apresentou os menores tempos de saturação, seguido do DCF e do PAR, na adsorção em leito fixo. Foi constatado que o modelo de Yan foi o que melhor reproduziu o comportamento das curvas de ruptura para os três fármacos, na comparação com os outros modelos analíticos e com o modelo numérico proposto no software EMSO. De forma geral, foi verificado que os processos de adsorção tanto em batelada quanto em leito fixo apresentam potencial de aplicação como alternativa de tratamento avançado de água e efluentes que contenham fármacos. / The present work studies the removal of amoxicillin (AMX), sodium diclofenac (DCF), and paracetamol (PAR) from water by adsorption onto granular activated carbon in batch process and fixed bed column. Batch adsorption experiments were performed to evaluate the influence of pH (2 – 10), adsorbent concentration (5 – 20 g L-1) and contact time (5 – 350 min). Pseudo-first order, pseudo-second order and intraparticle diffusion models were evaluated in the kinetics investigation. Equilibrium adsorption was investigated using Langmuir, Freundlich, Sips and Redlich-Peterson equations. Fixed bed adsorption was studied through experimental design to evaluate initial contaminant concentration (C0, 20 – 100 mg L-1), amount of adsorbent (W, 0.5 – 1.5 g) and feed flow rate (Q, 3 – 5 mL min-1) effects. The analytical models of Thomas, Bohart-Adams and Yan were selected to investigate the breakthrough curves behavior. In addition, a numerical model was developed and solved using EMSO software. The granular activated carbon (GAC) used had BET surface area of 463 m² g-1 and volume of 0.20 cm³ g-1 of micropores. The pH had no significant effect on the adsorption removal of the three drugs. Adsorption equilibrium of AMX and DCF was reached after 150 min and 180 min for PAR. Pseudo second order model best represented kinetic adsorption of the three compounds. At best conditions in batch process, adsorbent concentration was 12.5 g L-1 for AMX and DCF and 10 g L-1 for PAR. Langmuir isotherm best described AMX adsorption equilibrium at 25 and 35 ºC, and Sips model at 45 ºC. DCF and PAR adsorption followed the Freundlich isotherm and Redlich-Peterson model, respectively. Thermodynamic study indicated that the three drugs adsorption were spontaneous and favorable processes. In addition, adsorption increased at higher temperatures. In fixed bed adsorption experiments, saturation time (tsat) decreased with the increase of initial concentration and flow rate for both drugs. W had positive effect on tsat. The amount adsorbed (qsat) was enhanced at higher C0 and lower Q. qsat was higher at higher Q for AMX and DCF and lower Q for PAR adsorption. Yan model best reproduced breakthrough curves behavior for all drugs among the analytical models and the numerical model developed on EMSO software. Thus, adsorption processes in batch mode and fixed bed column showed to be effective for the removal of drugs of different therapeutic classes from water.

O presente trabalho estuda a remoção dos fármacos amoxicilina (AMX), diclofenaco sódico (DCF) e paracetamol (PAR) em solução aquosa pelos processos de adsorção em batelada e coluna de leito fixo utilizando o carvão ativado granulado (CAG) como adsorvente. Os experimentos foram realizados para cada fármaco de forma independente. Na adsorção em batelada foram avaliadas as influências do pH (2 – 10), concentração de adsorvente (5 – 20 g L-1) e tempo de contato (5 – 350 min). Foi realizada a investigação da cinética de adsorção e também do equilíbrio de adsorção através de isotermas nas temperaturas de 25, 35 e 45 ºC. A adsorção em leito fixo foi estudada através de planejamentos experimentais, onde foram avaliados os efeitos da concentração inicial do poluente (C0: 20 – 100 mg L-1), massa do leito (W: 0,5 – 1,5 g) e vazão (Q: 3 – 5 mL min-1) sobre o tempo de saturação (tsat) e a quantidade adsorvida (qsat). Os modelos de Thomas, Bohart-Adams e Yan, além de um modelo desenvolvido no software EMSO foram utilizados para análise das curvas de ruptura. O CAG utilizado apresentou área BET de 463 m² g-1 e maior volume de microporos, de 0,20 cm³ g-1. Os experimentos em batelada mostraram que o pH não teve influência significativa sobre a remoção dos três fármacos. O equilíbrio de adsorção da AMX e do DCF foi atingido após 150 min e do PAR após 180 min. O modelo de PSO foi o que melhor representou a cinética de adsorção dos três fármacos. A isoterma de Langmuir descreveu o equilíbrio da AMX a 25 e 35 ºC, e o modelo de Sips a 45 ºC. Já a adsorção do DCF foi representada pela isoterma de Freundlich e o PAR pela de Redlich-Peterson. O estudo termodinâmico indicou que a adsorção dos três fármacos foi espontânea e favorável, além de aumentar com o aumento da temperatura. Na adsorção em leito fixo, foi observado menores valores de tsat com o aumento de C0 e de Q e diminuição de W. Foi verificado que qsat aumentou com o aumento de C0 e diminuição da Q para o planejamento do PAR, onde essa variável foi significativa. Já o aumento de W aumentou qsat no planejamento do PAR e diminuiu nos casos da AMX e DCF. A AMX foi o poluente que apresentou os menores tempos de saturação, seguido do DCF e do PAR, na adsorção em leito fixo. Foi constatado que o modelo de Yan foi o que melhor reproduziu o comportamento das curvas de ruptura para os três fármacos, na comparação com os outros modelos analíticos e com o modelo numérico proposto no software EMSO. De forma geral, foi verificado que os processos de adsorção tanto em batelada quanto em leito fixo apresentam potencial de aplicação como alternativa de tratamento avançado de água e efluentes que contenham fármacos. / The present work studies the removal of amoxicillin (AMX), sodium diclofenac (DCF), and paracetamol (PAR) from water by adsorption onto granular activated carbon in batch process and fixed bed column. Batch adsorption experiments were performed to evaluate the influence of pH (2 – 10), adsorbent concentration (5 – 20 g L-1) and contact time (5 – 350 min). Pseudo-first order, pseudo-second order and intraparticle diffusion models were evaluated in the kinetics investigation. Equilibrium adsorption was investigated using Langmuir, Freundlich, Sips and Redlich-Peterson equations. Fixed bed adsorption was studied through experimental design to evaluate initial contaminant concentration (C0, 20 – 100 mg L-1), amount of adsorbent (W, 0.5 – 1.5 g) and feed flow rate (Q, 3 – 5 mL min-1) effects. The analytical models of Thomas, Bohart-Adams and Yan were selected to investigate the breakthrough curves behavior. In addition, a numerical model was developed and solved using EMSO software. The granular activated carbon (GAC) used had BET surface area of 463 m² g-1 and volume of 0.20 cm³ g-1 of micropores. The pH had no significant effect on the adsorption removal of the three drugs. Adsorption equilibrium of AMX and DCF was reached after 150 min and 180 min for PAR. Pseudo second order model best represented kinetic adsorption of the three compounds. At best conditions in batch process, adsorbent concentration was 12.5 g L-1 for AMX and DCF and 10 g L-1 for PAR. Langmuir isotherm best described AMX adsorption equilibrium at 25 and 35 ºC, and Sips model at 45 ºC. DCF and PAR adsorption followed the Freundlich isotherm and Redlich-Peterson model, respectively. Thermodynamic study indicated that the three drugs adsorption were spontaneous and favorable processes. In addition, adsorption increased at higher temperatures. In fixed bed adsorption experiments, saturation time (tsat) decreased with the increase of initial concentration and flow rate for both drugs. W had positive effect on tsat. The amount adsorbed (qsat) was enhanced at higher C0 and lower Q. qsat was higher at higher Q for AMX and DCF and lower Q for PAR adsorption. Yan model best reproduced breakthrough curves behavior for all drugs among the analytical models and the numerical model developed on EMSO software. Thus, adsorption processes in batch mode and fixed bed column showed to be effective for the removal of drugs of different therapeutic classes from water.

O presente trabalho estuda a degradação fotocatalítica da nicotina em solução aquosa, um alcaloide altamente tóxico que tem sido detectado em efluentes, águas subterrâneas e água mineral. Os experimentos foram realizados em um reator batelada sob irradiação ultravioleta, tendo sido avaliadas três principais variáveis: concentração inicial do contaminante, concentração de catalisador e pH inicial da solução. Foram realizados dois planejamentos de experimentos para os catalisadores comerciais ZnO e TiO2, com o objetivo de encontrar a melhor condição para promover a degradação da nicotina em água. Outros catalisadores, preparados a partir de resíduos industriais e laboratoriais, foram testados nas condições otimizadas. O método analítico empregado para quantificar a nicotina nas amostras foi a cromatografia líquida de alta eficiência, o que permitiu registrar a formação de intermediários e subprodutos de reação. Os resultados experimentais demostraram que a degradação da nicotina por fotocatálise heterogênea é um processo bastante eficiente. Em ambos os planejamentos, o pH foi a variável que exerceu o maior efeito sobre a degradação, sendo este fortemente positivo. Já a concentração inicial de nicotina exerceu efeito negativo sobre a resposta e a concentração de catalisador em suspensão exibiu um ponto ótimo, que correspondeu a 0,91 g.L-1 para o ZnO, e 1,20 g.L-1 para o TiO2. Ensaios foram realizados nas condições otimizadas encontradas, onde cerca de 98% da molécula foi degradada utilizando ZnO em suspensão e 88% empregando TiO2, em uma hora de reação. A degradação fotocatalítica da nicotina demonstrou seguir uma cinética de pseudoprimeira ordem dentro do tempo de reação de 60 minutos, para os dois catalisadores comerciais. Entre os catalisadores não convencionais que foram testados, aquele que demonstrou o maior percentual de degradação foi obtido a partir de resíduo de uma indústria petroquímica, cerca de 43%. / The present work studies the photocatalytic degradation of nicotine in aqueous solution. This alkaloid is highly toxic and it has been detected in wastewater, groundwater and mineral water. The experiments were performed in a batch reactor under ultraviolet radiation. Three main variables of process were evaluated: initial concentration of pollutant, catalyst concentration and initial pH of the solution. Two experimental designs were performed for commercial catalysts ZnO and TiO2. The purpose was to find the best condition to promote the nicotine degradation in water. Other catalysts prepared from industrial and laboratory waste were tested under the optimized conditions. Analytical method used to quantify nicotine and its degradation products in all samples was high performance liquid chromatography. Experimental results showed that nicotine degradation by heterogeneous photocatalysis is a very efficient process. In both designs, initial pH was the most significant variable which has a strong positive effect. Initial nicotine concentration showed a negative effect, and catalyst concentration exhibited an optimal value for both commercial catalysts: 0,91 g.L-1 using ZnO, and 1,20 g.L-1 with TiO2. At the best conditions, about 98% of the molecule was degraded using ZnO and 88% with TiO2. Photocatalytic nicotine degradation followed a pseudo first order kinetic until 60 minutes of reaction for both commercial catalysts. Among the non-conventional catalysts tested, the one prepared from a petrochemical industry residue exhibited the highest photocatalytic degradation, about 43%.

abstract: Monitoring human exposure to chemicals posing public health threats is critically important for risk management and for informing regulatory actions. Chemical threats result from both environmental pollutants and elected substance use (e.g., consumption of drugs, alcohol and tobacco). Measuring chemical occurrence and concentrations in environmental matrices can help to pinpoint human exposure routes. For instance, indoor dust, a sink of indoor environmental contaminants, can serve to assess indoor air contamination and associated human exposures. Urban wastewater arriving at treatment plants contains urine and stool from the general population, the analysis of which can provide information on chemical threats in the community and ongoing harmful exposures. Analysis of sewage sludge can serve to reveal the identity and quantity of persistent organic pollutants in cities and inform estimates of toxic body burdens in local populations. The objective of this dissertation was to investigate the occurrence and quantity of select, potentially harmful, anthropogenic chemicals in various environmental matrices and to explore the diagnostic value of analytical assays for informing public health decision-making. This dissertation (i) is the first to report spatio-temporal variations and estrogenic burdens of five parabens in sewage sludge from at the U.S. nationwide scale; (ii) represents the first China-wide survey to assess the occurrence and toxic emissions of parabens, triclosan, triclocarban, as well as triclocarban metabolites and transformation products contained in Chinese sewage sludge; (iii) documents the first use of a dispersive solid phase extraction method for indoor dust to measure dust-borne parabens, triclosan and triclocarban and estimating associated human exposures from dust ingestion; and (iv) is the first U.S. study to assess population-level alcohol and nicotine consumption in three U.S. communities using wastewater-based epidemiology (WBE). Obtained data on baseline levels of selected emerging contaminants in sewage sludge and indoor dust can serve to inform the future monitoring needs, risk assessment, and policy making. This work showcases the utility of WBE and urban metabolism metrology via dust and sewage sludge analysis to assess human behavior (e.g., drinking and smoking) and exposure risks more rapidly, efficiently and anonymously than traditional approaches can. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Biological Design 2018

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-10-27T16:48:47Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Priscila Afonso Rodrigues de Sousa - 2015.pdf: 3238709 bytes, checksum: 0125ba219964cbdbe41bf1ad62d662f9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-10-28T14:22:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Priscila Afonso Rodrigues de Sousa - 2015.pdf: 3238709 bytes, checksum: 0125ba219964cbdbe41bf1ad62d662f9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-28T14:22:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Priscila Afonso Rodrigues de Sousa - 2015.pdf: 3238709 bytes, checksum: 0125ba219964cbdbe41bf1ad62d662f9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-04-10 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / This paper describes the use of analytical methodology for removal of emerging contaminants sulfamethoxazole (SMX), 17α-ethinylestradiol (EE2) and estrone (E1) in water samples. Was used to remove the natural adsorbents Banana and Typha angustifolia L.in raw and treated in acidic medium. The detection and quantification was performed by high performance liquid chromatography (English, HPLC). There was a characterization of bioadsorventes by Infrared Spectroscopy East and X-ray diffraction The point of zero charge of in natura banana peels and treated with HCl was approximately 5.6 and 4.3, respectively, while point of zero charge of Typha angustifolia in natura leaves and treated with HCl was approximately 5.5 and 4.5, respectively. It was determined that the pH only influences the adsorption exerted SMX, and the pH 2 and 8 were most suitable. However, we chose to work with natural pH of the mixtures of the compounds (pH = 5.25). This study used multivariate methods (full 23 factorial design and response surface) to verify the best chemical variables. The optimized and used for construction of isotherms conditions were: cattail in kind (m = 0.38 g; t = 65 min), cattail HCl (m = 0.75 g; t = 64 min), fresh banana (m = 0, 55g, t = 62 min) and banana HCl (m = 0.76g; t = 66 min). There was the determination of LD figures of merit (SMX = 0.02 mg L-1, EE2 = 0.03 mg L-1, E1 = 0.03 mg L-1) QL (SMX = 0.05 mg L-1, EE2 = 0.05 mg L-1, E1 = 0.05 mg L-1), the selectivity was determined by building fortified calibration curves with water samples. The linearity was determined by the correlation coefficient (r = 0.99), recovery values were between 59.9% and 93.6% for the compounds and accuracy of results presented at most 14.7%. The proposed methodology has been applied to real matrix with removal percentages close to 100%. / O presente trabalho descreve a utilização de metodologia analítica para remoção dos contaminantes emergentes sulfametoxazol (SMX), 17α-etinilestradiol (EE2) e estrona (E1) presentes em amostras de água. Para remoção utilizou-se os adsorventes naturais Banana e Typha Angustifolia L.in natura e tratados em meio ácido. A detecção e quantificação foi realizada por Cromatografia Liquida de Alta Eficiência (do inglês, HPLC). Fez-se a caracterização dos bioadsorventes através de Espectroscopia de Infravermelho Médio e Difração de Raios X. O ponto de carga zero da casca de banana in natura e tratada com HCl foi de aproximadamente 5,6 e 4,3, respectivamente, enquanto que o ponto de carga zero das Folhas da Typha angustifolia in natura e tratada com HCl foi de aproximadamente 5,5 e 4,5, respectivamente. Determinou-se que o pH exercia influência apenas na adsorção do SMX, sendo os valores de pH 2 e 8 os mais indicados. Contudo, optou-se por trabalhar com pH natural da misturas dos compostos (pH = 5,25). Este trabalho utilizou métodos multivariados (planejamento fatorial completo 23 e superfície de reposta) para verificar as melhores variáveis químicas. As condições otimizadas e utilizadas para construção das isotermas foram: taboa in natura (m = 0,38g; t = 65 min), taboa HCl (m = 0,75g; t = 64 min), banana in natura (m = 0,55g; t = 62 min) e banana HCl (m = 0,76g; t = 66 min). Fez-se a determinação das figuras de mérito LD (SMX = 0,02mg L-1, EE2 = 0,03 mg L-1, E1= 0,03 mg L-1), LQ (SMX = 0,05mg L-1, EE2 = 0,05mg L-1, E1= 0,05mg L-1), a seletividade foi determinada através da construção de curvas de calibração fortificadas com amostras de água. A linearidade foi determinada pelos valores de coeficiente de correlação (r = 0,99), os valores de recuperação ficaram entre 59,9% e 93,6% para os compostos e a precisão apresentou resultado de no máximo 14,7%. A metodologia proposta foi aplicada em matriz real com porcentagens de remoção próximas a 100%.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-12-29T15:33:45Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Lidiane Jorge Michelini - 2013.pdf: 2488951 bytes, checksum: 5602f2e03b8690a88ef19a4e7dab60e4 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-12-29T15:39:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Lidiane Jorge Michelini - 2013.pdf: 2488951 bytes, checksum: 5602f2e03b8690a88ef19a4e7dab60e4 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-29T15:39:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação - Lidiane Jorge Michelini - 2013.pdf: 2488951 bytes, checksum: 5602f2e03b8690a88ef19a4e7dab60e4 (MD5) Previous issue date: 2013-07-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The oncology institutions work with medicines of high capacity teratogenic, mutagenic and carcinogenic drugs. Antineoplastic agents are referred to as emerging contaminants, and the disturbing factor is that 10 to 50% of the quantity of chemotherapeutic inserted into the human body passes by the metabolism without changes. The human excretions and disposal incorrect of anticancer drugs are a concern due because the potential risk that characterizes this category of effluent in the environment. In Goiânia, wastewater from oncological institutions do not receive specific treatment, being carried by collector networks to Municipal Sewage Treatment Stations, which has no ability to withdraw these contaminants. Given the above, this study aims to characterize the effluent from two oncology clinics and compare them with a source of domestic wastewater through physical, chemical, microbiological and ecotoxicological properties. The physical, chemical and microbiological characteristics were chosen in order to consider the resolution CONAMA 430/2011, using the methodology proposed by Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, and the Environmental Protection Agency, and ecotoxicological analyzes were made on two test organisms, Ceriodaphnia dubia, second the Norm 13373/2010, for chronic and acute toxicity, and Allium cepa, second Fiskejö (1985) for cytotoxicity and genotoxity. As a result, it was found that the effluent from oncology clinics, although do not present differences in physical, chemical and microbiological tests in front of domestic effluent, showed high toxicity, with 100% mortality in Ceriodaphnia dubia, and aberrations of cytotoxic and genotoxic character in Allium cepa, at concentrations in the range of 6.25% in ecotoxicological tests. This shows the importance of this treatment before reaching the collecting public. / As instituições de oncologia trabalham com fármacos de alta capacidade teratogênica, mutagênica e carcinogênica. Os antineoplásicos são denominados como contaminantes emergentes, e o fator preocupante é que de 10 a 50% da quantidade de quimioterápicos inseridos no organismo passam pelo metabolismo humano sem sofrerem alteração. As excretas humanas e despejos incorretos de drogas quimioterápicas são motivos de preocupação devido ao risco potencial que essa categoria de efluente caracteriza para o meio ambiente. No município de Goiânia, as águas residuárias provenientes de instituições oncológicas não recebem tratamento específico, sendo transportadas por redes coletoras até Estações de Tratamento de Esgoto municipais, que não tem capacidade de retirada completa desses contaminantes. Diante do exposto, este trabalho objetiva caracterizar o efluente de duas clínicas de oncologia e compará-los com um efluente de origem doméstica por meio de análises físicas, químicas, microbiológicas e ecotoxicológicas. As análises físicas, químicas e microbiológicas foram escolhidas de forma a contemplar a resolução Conama 430/2011, utilizando a metodologia proposta pelo Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater e pela Environmental Protection Agency e as análises ecotoxicológicas foram feitas em dois organismos testes, Ceriodaphnia dubia, para análise da toxicidade crônica e aguda, segundo a Norma NBR 13373/2010 e Allium cepa para ensaio de citotoxicidade e genotoxidade, segundo Fiskejö (1985). Como resultado, constatou-se que os efluentes das clínicas de oncologia, apesar de não apresentarem diferenças físicas, químicas e microbiológicas frente ao efluente doméstico, apresentaram alta toxicidade, com mortalidade de 100% em Ceriodaphnia dubia, e aberrações de caráter citotóxico e genotóxico em Allium cepa, em concentrações na faixa de 6,25% nas análises ecotoxicológicas. O que denota a importância do tratamento deste antes de atingir a rede pública coletora.

A degradação de antibiótico tetraciclina (TeC) foi avaliada por vários processos a saber, eletroquímico, eletroquímico foto-assistido, Fenton e foto-Fenton. Uma vez que este tipo de antibiótico é excretado principalmente pelo sistema urinário, o meio selecionado foi uma mistura de sais predominantes na composição de urina, a qual apresenta alta concentração de diferentes íons, especialmente íons cloretos. As degradações eletroquímica e eletroquímica foto-assistida foram realizadas em uma célula de fluxo do tipo filtro-prensa, usando um ânodo dimensionalmente estável comercial com composição nominal Ti/Ru0,3Ti0,7O2. O decaimento da concentração do TeC foi determinado por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e a remoção da carga orgânica por análise de carbono orgânico total (COT). Os processos de degradação eletroquímica e eletroquímica foto-assistido utilizaram densidades de correntes de 20 a 40 mA cm-2 e concentração inicial de TeC de 200 mg L-1. Aplicando 30 mA cm-2, após duas horas a remoção de TeC foi de 91% e 98%, utilizando processo eletroquímico sem e com foto- assistência, respectivamente. A remoção de COT foi incompleta com um máximo de 17%. A fim de comparar o efeito da mistura salina sobre a degradação de TeC, as eletrólises também foram realizadas em NaCl 0,1 mol L-1, onde foi obtida degradação rápida e completa (100%) em ambos os processos, a remoção de COT também foi melhorada (~29%). A degradação de TeC obedeceu uma cinética de pseudo-primeira ordem. A degradação também foi avaliada utilizando os processos Fenton e foto-Fenton na mesma mistura salina variando a concentração inicial de H2O2 (50-150 mg L-1) e de Fe2+ (2,5-15 mg L-1). A concentração inicial de Fe2+ e H2O2 tem uma influência maior sobre a degradação durante ambos os processos. Durante o processo Fenton, sob condições otimizadas, a TeC foi degradada >96%, sendo 57% a redução de COT correspondente, enquanto em meio de NaCl ocorreu a remoção de 99% e redução de COT de 41%. Um ligeiro decaimento foi observado utilizando o processo foto-Fenton devido à influência de íons presentes no meio. Os intermediários de degradação também foram identificados por CLAE acoplado a espectrometria de massa durante os processos Fenton e foto-Fenton, sendo então proposta uma sequência reacional de degradação da TeC . / The degradation of antibiotics tetracycline (TeC) was evaluated by various processes such as electrochemical, photo-assisted electrochemical, Fenton and photo-Fenton. Since this type of antibiotic is excreted mainly by urinary system, the selected medium was a mixture of salts prevailing in composition of urine, which has high concentration of different ions, especially chloride ions. The electrochemical and photo-assisted electrochemical degradations were performed in a filter press type flow cell using a dimensionally stable anode with nominal composition of Ti/Ru0.3Ti0.7O2. The decrease in TeC concentration was analyzed by high performance liquid chromatography and total organic carbon analysis. The electrochemical and photo-assisted electrochemical degradation was performed at current densities of 20 to 40 mA cm-2 and initial TeC concentration of 200 mg L-1. At a current density of 30 mA cm-2,91% and 98% TeC was removed after 2 hours, during electrochemical and photo-assisted electrochemical processes respectively. The TOC removal was incomplete with maximum of 17%. In order to compare the TeC degradation in saline medium, electrolysis was also carried out in 0.1 mol L-1 NaCl, where fast and complete (100%) degradation was observed in both processes and TOC removal was also improved (~29 %). The degradation of TeC followed pseudo-first order kinetics. Fenton and Photo-Fenton process was also evaluated for the degradation of TeC in similar saline medium varying the initial concentration of H2O2 (50_150 mg L-1) and Fe2+ (2.5-15 mg L-1). The initial concentration of Fe2+ and H2O2 has a high influence upon TeC degradation during both processes. During Fenton process under optimized conditions, >96% of TeC was degraded and 57% TOC was removed. However in NaCl medium, 99% degradation 41% TOC was obtained. The degradation was slightly decreased during photo-Fenton process due to the influence of ions in the medium. The degradation Intermediates were also identified by HPLC coupled with mass spectrometer and proposed a reaction sequence for the degradation of TeC.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-09-21T19:50:10Z No. of bitstreams: 1 Schirlei_D_K_Silva_2016.pdf: 1135223 bytes, checksum: aaacf072e496a4debddc6e18c8fb1258 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-21T19:50:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schirlei_D_K_Silva_2016.pdf: 1135223 bytes, checksum: aaacf072e496a4debddc6e18c8fb1258 (MD5) Previous issue date: 2016-06-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The photodegradation of antibiotic metronidazole (MNZ) in aqueous solution using ultraviolet light, was investigated in the presence of hydrogen peroxide (H2O2) and catalysts: titanium dioxide (TiO2) and zinc oxide (ZnO). The photocatalytic tests in the presence of (H2O2) were carried out at different pH values 4, 7 and 10. In the photocatalysis heterogeneous experiments, an experimental design 23 was performed to evaluate the influence of variables: pH, hydrogen peroxide concentration and concentration of catalyst in the fotodegradation of drug wich was monitored by spectrophotometry in the UV-VIS region. The kinetic model of first order described well the behavior of degradation of drug. In photocatalysis results in the presence of hydrogen peroxide, the maximum degradation rate was 8.66% at pH 4. Statistical analysis showed that the photocatalysis experiments with heterogeneous titanium dioxide only the variable interaction of pH/H2O2 had no a significant effect. The maximum degradation rate was 72.1% to MNZ when employed in the TiO2 catalyst concentration of 100 mg L-1 and H2O2 at 1000 mg L-1 at pH 10. In heterogeneous photocatalysis with zinc oxide, the variables interactions pH/ H2O2 and H2O2 / ZnO have no significant effects. Higher rate of degradation of MNZ using ZnO as catalyzer was 59.58%, the same conditions used with TiO2 catalyst. / A fotodegradação empregando luz ultravioleta do antibiótico metronidazol (MNZ) em solução aquosa foi investigada na presença de peróxido de hidrogênio (H2O2) e dos catalisadores: dióxido de titânio (TiO2) e óxido de zinco (ZnO). Os ensaios de fotocatálise na presença de H2O2 foram realizados em diferentes valores de pH 4, 7 e 10. Nos experimentos de fotocatálise heterogênea, um planejamento experimental 23 foi realizado para avaliar a influência das variáveis pH, concentração de H2O2 e concentração dos catalisadores na fotodegradação do fármaco que foi monitorada por espectrofotometria na região do UV-VIS. O modelo cinético de pseudoprimeira ordem descreveu apropriadamente o comportamento da fotodegração do fármaco. Nos resultados de fotocatálise na presença de peróxido de hidrogênio, a maior taxa de degradação obtida foi de 8,66% em pH 4. As análises estatísticas dos resultados mostraram que nos experimentos de fotocatálise heterogênea com TiO2 apenas a interação pH/H2O2 não teve efeito significativo. A maior taxa de degradação do MNZ foi de 72,1% quando empregou-se o catalisador TiO2 na concentração de 100 mg L-1 e o H2O2 na concentração de 1000 mg L-1, em pH 10. Na fotocatálise heterogênea com ZnO as interações pH/H2O2 e H2O2/ZnO não tiveram efeitos significativos. A maior taxa de degradação do MNZ utilizando o catalisador ZnO, foi de 59,58%, nas mesmas condições utilizadas para o catalisador TiO2.

Orientador: Wilson de Figueiredo Jardim / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T06:01:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Raimundo_CassianaCarolinaMontagner_D.pdf: 6486329 bytes, checksum: eb2082b97701f19b66fc4e6dc033da3f (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar, através de um perfil anual, a qualidade dos mananciais e da água tratada de Campinas (SP) em relação à presença de cafeína, estrona, 17b-estradiol, estriol, progesterona, testosterona, 17a-etinilestradiol, mestranol, levonorgestrel, dietilestilbestrol, triclosan, 4-n-octilfenol, 4-n-nonilfenol, bisfenol A, fenolftaleína e atrazina empregando extração em fase sólida (SPE) e cromatografia líquida acoplada ao espectrômetro de massas (LC-MS/MS), e verificar o potencial estrogênico das amostras usando o bioensaio Bioluminesce Yeast Estrogen Screening (BLYES). Os resultados mostraram a presença de seis dos 16 compostos investigados em pelo menos uma amostra de água tratada. A estrona foi detectada apenas uma vez. Concentrações de atrazina de até 687 ng L foram determinadas nas amostras provenientes do rio Capivari, e nas amostras de água tratada provenientes do rio Atibaia as concentrações não passaram de 42 ng L. A fenolftaleína foi determinada em apenas uma campanha em todas as amostras provenientes do rio Atibaia em concentrações de até 20 ng L. As concentrações médias de bisfenol A e triclosan foram 7 e 17 ng L, respectivamente. Nos mananciais foram determinados 13 dos 16 compostos investigados. Todas as amostras de água bruta e tratada apresentaram concentrações de cafeína que variaram significativamente entre os períodos de seca e cheia dos rios. As estações de tratamento de água de Campinas, operando no sistema convencional foram capazes de remover entre 30 e 99% dos contaminantes investigados. No mais, 40 % das amostras de água tratada apresentaram atividade estrogênica positiva (entre 0,01 e 1,33 ngE2equiv L) e todas as amostras de água bruta apresentaram estrogenicidade entre 0,06 e 6,54 ngE2equiv L. Sendo que estas foram maiores nos períodos de estiagem / Abstract: The purpose of this work was to evaluate an annual profile of both source of supply and drinking water quality in the city of Campinas (São Paulo State) in relation to the presence of caffeine, estrone, 17b-estradiol, estriol, progesterone, testosterone, 17a-ethynylestradiol, mestranol, levonorgestrel, diethylstilbestrol, triclosan, 4-n-octylphenol, 4-n-nonylphenol, bisphenol A, phenolphthalein and atrazine using Solid Phase Extraction (SPE) and Liquid Chromatography with Tandem Mass Spectrometry Detection (LC-MS/MS), and make sure the estrogenic potential of samples using Bioluminesce Yeast Estrogen Screening bioassay (BLYES). Results showed the presence of six of the 16 compounds investigated in least one sample of drinking water (estrone, triclosan, bisphenol A, phenolphthalein, atrazine and caffeine). Atrazine concentrations up to 687 ng L were found in drinking water samples from the Capivari River. In drinking water samples from the Atibaia River, the concentrations did not exceed 42 ng L. Phenolphthalein was determined in only one campaign in both raw and treated water from the Atibaia River at concentrations around 20 ng L. Average concentrations of bisphenol A and triclosan in drinking water samples were 7 and 17 ng L, respectively. Thirteen of the 16 investigated compounds were determined in surface waters. All samples of raw and treated water showed concentrations of caffeine that varied significantly between dry and wet seasons. The conventional water treatment plants in Campinas were able to remove between 30 and 99 % of the investigated contaminants. The estrogenic activity was evaluated using BLYES bioassay, where 40% of drinking water samples showed positive estrogenic activity (between 0.01 and 1.33 ngE2equiv L) and all samples of surface water presented estrogenic activity between 0.06 and 6.54 ngE2equiv L. These values were higher in dry winter periods / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências