Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:36:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339942.pdf: 1143108 bytes, checksum: 4dadb715090523b268d69cf8e7af04ff (MD5) Previous issue date: 2016 / O processamento de produtos têxteis envolve diferentes etapas, tais como o branqueamento, tingimento, estampagem e compactação, que conduzem à geração de águas residuárias de elevada resistência com uma cor intensa . As águas residuárias têxteis são caracterizadas pela presença de uma ampla variedade de corantes e produtos auxiliares. A remoção de cor a partir de águas residuárias têxteis representa uma grande preocupação ambiental. A remoção da cor de dois efluentes têxteis reais diferentes, previamente oxidados biologicamente, foi avaliada através de um sistema de oxidação fotoquímica UVC/H2O2. Os experimentos foram realizados em um fotorreator tubular em escala laboratorial, em que um tubo de borossilicato está associado a um tubo de quartzo concêntrico interno que contém uma lâmpada UVC (6W) alocado no foco dos dois refletores de aço inoxidável. A velocidade de reação foi avaliada sob diferentes condições operacionais: dosagem de H2O2 (0-39 mM), pH (3,0; 5,0 e 9,0) e temperatura (15, 23 e 35 ° C). Para atingir os limites de descarga de cor impostos pelas normas brasileiras, foi necessário 120/90 minutos de radiação UVC (9,7-4,0 kJUVC L-1), utilizando uma dose de 25 mM H2O2 para ambos, pH natural de 8,1 - 7,7 e temperatura de 23 °C, para o efluente A / B, respectivamente. Embora o teor de matéria orgânica dissolvida permaneça praticamente constante durante as reações UVC/H2O2, a fração orgânica biodegradável aumentou para valores superiores a 40% de acordo com o teste de Zahn-Wellens. Os resultados obtidos neste trabalho mostraram que o processo de oxidação UVC/H2O2 foi adequado para reduzir a cor de dois efluentes têxteis reais de acordo com os limites de descarga estabelecidos na legislação brasileira.<br> / Abstract: The processing of textile fabrics involves different steps such as bleaching, dyeing, printing and stiffening, leading to the generation of high strength wastewaters with an intense colour. The textile wastewaters are characterized by the presence of a wide variety of dyes and auxiliary products. The removal of colour from textile wastewaters represents a major environmental concern. The decolourisation of two different bio-treated real textile wastewaters was evaluated through a photochemical UVC/H2O2 oxidation system. The photochemical experiments were performed in a lab-scale tubular photoreactor, where a borosilicate tube is associated to an internal concentric quartz tube containing a UVC lamp (6W) allocated in the focus of two stainless steel reflectors. The reaction rate was evaluated under different operational conditions: H2O2 dosage (0- 39 mM), pH (3.0, 5.0 and 9.0) and temperature (15, 23 and 35 °C). To achieve the colour discharge limits imposed by the Brazilian regulations, it was necessary 120/90 min of UVC irradiation (9.7-4.0 kJUVC L-1) using an H2O2 dose of 24.5 mM for both, natural pH of 8.1 - 7.7 and temperature of 23 °C, respectively for the wastewaters A / B. Although the dissolved organic content remained almost similar during the UVC/H2O2 oxidation, the biodegradable organic fraction increased for values higher than 40% (Zahn-Wellens test). The results of this work proved the UVC/H2O2 oxidation system was able to achieve the decolourisation of the bio-treated real textile wastewaters in agreement with the Brazilian discharge limits.

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-02-26T16:58:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Andrea Pacheco Ferreira.pdf: 2406621 bytes, checksum: 31c669eb9d9262253357cce1a0277e9e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-26T16:58:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Andrea Pacheco Ferreira.pdf: 2406621 bytes, checksum: 31c669eb9d9262253357cce1a0277e9e (MD5) Previous issue date: 2015-03-13 / CAPES / Com o avanço das tecnologias, a capacidade produtiva das indústrias aumentou consideravelmente, o que tem levado à contaminação das nossas reservas hídricas. Sob essas condições, a escassez da água aumenta e cria um desequilíbrio hídrico. O reuso da água tem sido praticado em diversos países e em diferentes setores. Para descontaminação dessas águas alguns processos têm sido usados e dentre estes os processos Oxidativos Avançados (POAs) têm surgido como uma tecnologia promissora em função do seu forte poder oxidante. Este trabalho teve por objetivo estudar a degradação de uma solução modelo de cloridrato de tetraciclina utilizando POAs. A solução aquosa do fármaco foi preparada numa concentração de 20 mg.L-1 e as determinações do fármaco foram realizadas por cromatografia liquida de alta eficiência. Os cálculos dos efeitos dos fatores operacionais estudados e as suas interações foram realizados com o auxílio do programa Statistica 8.0. Utilizaram-se 4 processos de tratamento: fotólise, H2O2/UV, Fenton e foto-Fenton. Para o processo de fotólise, usou-se a radiação UV-C e solar em um reator de bancada. Os experimentos foram submetidos à radiação por um período de até 8 h. No sistema de radiação UV-C a eficiência de degradação do composto orgânico alcançou 45,35% e no sistema de luz solar, 34,76%. No processo H2O2/UV, utilizou-se também a radiação UV-C e a radiação solar, também em reator de bancada, aplicando-se um delineamento estatístico tipo planejamento fatorial 22. As reações utilizando H2O2/UV apresentam a geração de radicais ●OH, capaz de obter degradação de 94,47% e 71,20%, respectivamente, para radiação UV-C e solar. No processo Fenton, empregou-se um planejamento fatorial 23 onde as variáveis foram: concentração de H2O2, concentração de ferro e tempo, observando-se que a maior degradação ocorreu nos níveis máximos desse planejamento, alcançando um valor de 98,13%. Para o estudo analítico do processo Foto-Fenton luz solar e luz UV-C foram realizadas análises de carbono orgânico total (COT), sendo os resultados obtidos expressos em porcentagem de mineralização após o tratamento. Observou-se que o sistema empregando luz solar foi um pouco mais eficiente que o sistema com luz UV-C. O melhor resultado da mineralização ocorreu com os níveis no ponto central, ou seja, 0,013 mg.L-1 de H2O2, 2 mg.L-1 de Fe+2 e 10 minutos de tempo. No sistema com luz UV-C a mineralização atingiu 98,47% e com o sistema utilizando luz Solar a mineralização foi de 99,64%. Com os resultados obtidos nos processos foto-Fenton luz Solar e luz UV-C, foi possível determinar as melhores condições operacionais para posterior modelagem cinética dos dois processos, sendo os ensaios realizados nas seguintes condições: volume de H2O2 equivalente a 0,013 mg.L-1, concentração de Fe+2 de 2 mg.L-1 e tempo de 10 minutos. Para os dois tipos de sistema foi aplicado o modelo cinético agrupado (lumped kinetic model-LKM). Os valores das constantes de velocidade obtidos para o sistema foto-Fenton luz UV-C, foram: k3 = 4,74 x 10-1 min-1; k1 = 1,64 x 10-1 min-1 e k2 = 5,30 x 10-2 min-1. Para o sistema foto-Fenton e luz solar os valores das constantes de velocidade foram: k3 = 1,09 min-1; k1 = 1,68 X 10-1 min-1e k2 = 1,25 x 10-1 min-1. Os valores previstos experimentais e os valores calculados visualizados confirmaram que o modelo proposto descreveu de modo satisfatório os dados experimentais obtidos, apresentando um coeficiente de correlação R = 0,99998 para o sistema utilizando luz UV-C e R = 0,99860 para o sistema utilizando luz Solar. / With the technological advancement, the productive capacity of the industries, mainly the pharmaceuticals, has strongly increased and so their capacity to contaminate the hydric reserves. Under these conditions, a water imbalance is created, and treated water reuse is the common practice in many countries, one of those treatment are the advanced oxidation processes (AOP) which appear as promising technology as an alternative treatment for these waters, due to their strong oxidizing power of organic compounds. This work studied the degradation of a model solution of tetracycline hydrochloride employing AOP. The aqueous solution was prepared at a concentration of 20 mg.L-1, and analyzes were conducted by high performance liquid chromatography to analyze the effects of the operational factors and their interactions, the Statistic 8.0 program was used. Four different processes were employed: photolysis, H2O2/UV, Fenton, and photo-Fenton. For the photolysis process UV-C light, solar light in a bench reactor was employed. The radiation time for the experiment was 8 fours, the degradation efficiency of the chemical compound reached 45,35% for UV-C and 34,76% for solar light. For the H2O2/UV-C process UV-C and solar light was also employed and a statistical factorial design 22 was applied the reactions the generated have a high oxidizing power due to ●OH radicals, capable to degrade the studied drug. In this process the highest degradation occurred at the maximum factorial desing levels, 94,47% and 71,20% for UV-C and solar light respectively. In the Fenton process, a factorial design 23 was employed where the variables were: H2O2 and iron concentration, and time, nothing that the best degradation occurred at the optimum factorial design levels achieving a degradation of 98,13%. For the photo-Fenton process, the reactional system was analyzed via total organic carbon (TOC) and the results were expressed as mineralization percentage after the treatment. Solar light presented better results than the one with UV-C light. The best results were obtained with the mineralization level at the center point, ie 0,013 mg.L-1 H2O2, 2 mg.L-1 Fe+2 and a time of 10 minutes. In the system with UV-C light the mineralization level 98,47% and with solar light 99,64%.With the results obtained in the photo-Fenton process for both lights it was possible to determine the best operational conditions to be employed in the kinetic model (lumped kinetic model – LKM). The model was a first under reaction the rate constants for the photo-Fenton UV-C light system were K1= 1,64.10-1 min-1 ,K2=5,30.10-2 min-1 ,and K3= 4,74.10-1 min-1 .For the system employing solar light the respective rate constants were K1=1,68.10-1 min-1,K2= 1,25.10-1 min-1, and K3=1,09 min-1. The experimental and calculated values confirmed the proposed model, presenting a correlation coefficient of R = 0,99998 for UV-C light and R = 0,99860 for solar light.

Três macroiniciadores foram sintetizados baseados em tioxantona; MMa-co-TXA, BMa-co-TXA e HMa-co-TXA. Estes macroiniciadores possuem vantagens em relação aos compostos de baixa massa molar apesar do seu alto custo. A fotoatividade destes macroiniciadores e da tioxantona para a polimerização de monômeros monofuncional (MMA) e multifuncionais, 2,2-bis[4-(2-hidroxi-3-metacriloxipropoxi)fenil]propano (Bis-GMA) e dimetacrilato de trietilenoglicol (TEGDMA) foi examinada com as técnicas de Fotocalorimetria Exploratória Diferencial e Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier com acessório de ATR. Os co-iniciadores usados foram as aminas EDB, TEA e DMAEMA. Todos os sistemas foram estudados na ausência de solvente. Os resultados mostraram que os macroiniciadores são mais eficientes do que o composto de baixa massa molar. Medidas de fotólise por pulso de laser permitiram obter o espectro de absorção de transientes dos compostos estudados, bem como a constante de supressão do estado triplete pelas aminas e pelo monômero. A polimerização fotoiniciada pelos macroiniciadores na presença de aminas e dos monômeros foi estudada com o objetivo de se determinar o mecanismo que leva à formação dos radicais iniciadores. Expressões para o rendimento quântico de radicais ativos foram deduzidas a partir do mecanismo proposto. Resultados mostraram que a produção de radicais ativos para os macroiniciadores é maior do que a tioxantona. / In this work three macroinitiators based on thioxanthone were synthesized and characterized; MMA-co-TXA, BMA-co-TXA and HMA-co-TXA. Macroinitiators offer some advantages when compared with their corresponding low molecular weight analog. The photopolymerization initiated by macroinitiators and thioxanthone of methyl methacrylate (MMA) and mixtures of 2,2-bis[4-(2-hydroxy- 3-metacryloxipropoxi)phenyl]propane (Bis-GMA) and triethyleneglycol dimethacrylate (TEGDMA) was studied through Photocalorimetry (Photo-DSC) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy with ATR accessory. All systems were studied in the absence of solvent (bulk) using EDB, TEA and DMAEMA, as co-initiators. Measures of Laser Flash Photolysis determined the transient absorption spectra of the compounds and also the bimolecular rate constants for the triplet quenching of the compounds. The polymerization reaction of the macroinitiator in presence of amine and monomer was studied in order to determine the mechanism leading to the formation of radical initiators. Expressions for the quantum yield of radicals assets were deducted from the proposed mechanism. Results showed that the radical production assets to macroinitiator is greater than the thioxanthone, making macroinitiators more efficient than the low molecular weight compound.

Foram sintetizados a 5-tia-pentaceno-14-ona (TX-A) e a 5-tia-naftaceno-12-ona (TX-Np), dois compostos derivados da tioxantona, para serem usados como fotiniciadores em reações de polimerização de diacrilatos. Após purificação usando cromatografia em coluna e líquida de alta eficiência, esses compostos foram caracterizados por análise elementar (AE), espectroscopia na região do infravermelho (IV) e de ressonância magnética nuclear de próton (1H RMN). A caracterização do comportamento espectroscópico dos compostos foi feita utilizando-se espectroscopia na região do ultravioleta e visível (UV-vis) e de fluorescência. A UV-vis revelou que a TX-A apresenta maior absorção na região do visível em relação à TX-Np. Os resultados de fluorescência evidenciaram a dependência do solvente na emissão, juntamente com o comportamento das transições presentes. Os tempos de vida das espécies singlete foram determinados como sendo da ordem de nanosegundos, sendo maior em meio de solventes hidroxílicos polares. A fotólise por pulso de laser foi utilizada para estudar a absorção dos transientes, demonstrando que a TX-Np apresenta três máximos de absorção em 340, 450 e 590 nm, que foram atribuídos aos transientes do estado triplete/radical, radical cetila e ao estado triplete respectivamente, cujos tempos de vida se situam na ordem de microssegundos. Já a TX-A apresentou dois máximos de absorção em 415 e 515 nm, que correspondem à absorção do estado triplete do antraceno resultante da transferência de intramolecular de energia entre grupos da molécula. A avaliação do desempenho de ambos os compostos como fotoiniciadores foi feita com o auxílio da Fotocalorimetria Exploratória Diferencial (Foto-DSC) usando-se como modelo uma mistura dos monômeros BisGMa (dimetacrilato de bisfenilglicidila) e TEGDMA (dimetacrilato de trienilo glicol) nas proporções: 70:30; 30:70 e 50:50 (m/m), respectivamente. Estes estudos demonstraram que utilizando-se a TX-Np como fotoiniciador, a polimerização ocorreu com maior velocidade no sistema contendo maior proporção de BisGMA, que torna o sistema mais viscoso. Entretanto, maiores graus de conversão foram obtidos utilizando maiores proporções de TEGDMA, ou seja, misturas menos viscosa. Utilizando a TX-A, o sistema contendo BisGMA e TEGDMA na proporção 70:30 (m/m), apresentou maior velocidade de polimerização, enquanto a mistura contendo quantidades de massa iguais dos dois monômeros foi a que apresentou o maior grau de conversão. Quanto à influência de O2, apenas a TX-A apresentou resultado significativo na polimerização, quando o experimento foi realizado em ar. / The 5-thia-pentacene-14-one (TX-A) and 5-thia-naphthacene-12-one (TX-Np), both derivatives of thioxanthone have been synthesized and evaluated in relation to their performance as photoinitiators in diacrylates polymerization reaction. After purifying by column and liquid chromatography the compounds were characterized by elemental analysis (EA), spectroscopy in the infrared region (IR) and proton nuclear magnetic resonance (1H NMR). The spectral behavior of the thioxanthone derivatives was performed by spectroscopy in the ultraviolet and visible range (Uv-vis) and fluorescence. The UV-vis results revealed that TX-A presents higher absorption in the visible range than the TX-Np. The fluorescence data evidenced a dependence of the solvent nature in the emission. The life time of singlet species was determined as in the nano-seconds level, being higher in polar hydroxilic solvents medium. The laser flash-photolysis was used to investigate the transients absorption, revealing that the TX-Np have three absorption maxima at 340, 450 and 590 nm, which were attributed to the triplet state/radical, cetyl radical and triplet state, respectively, whose lifetimes were in the microseconds scale. Meanwhile, the TX-A showed two absorption maxima at 415 and 515 nm corresponding to the anthracene triplet state absorption from an intramolecular energy transfer between groups of the molecule. The performance of both photoinitiators had been evaluated by Photocalorimetry, using a mixture of bisphenylglycidyl dimetacrilate (BisGMA) and triethileneglycol dimetracrylate (TEGDMA) containing 70:30; 30:70 and 50:50 (w/w) of each monomer respectively. Such studies demonstrated that using TX-Np as a photoinitiator the rate of polymerization was higher when larger amounts of BisGMA is used in the mixture, making the system more viscous. However higher conversion degrees were found when higher amounts of TEGDMA are used, that means in less viscous mixtures. When TX-A is used as a photoinitiator the system containing 70:30 (w/w) of BisGMA and TEGDMA, showed higher rate of polymerizations while the mixture containing equal amounts of both monomers presented a higher conversion degree. Concerning the O2 influence, only the TX-A presented a significant polymerization extent when the experiment was performed in the presence of air.

Estudou-se a degradação dos fármacos acetaminofeno (ACT), atenolol (ATL), bezafibrato (BZF), diclofenaco (DIC) e ibuprofeno (IBU) em solução aquosa através de fotólise e peroxidação fotoassistida. As soluções foram caracterizadas antes e após os processos de fotólise e UV/H&#8322O&#8322 quanto à degradação dos fármacos e à remoção de carbono orgânico total. Também foi avaliada a degradação por fotólise dos fármacos em uma matriz real (efluente de estação de tratamento de esgoto, ETE). Os experimentos foram realizados em um reator anular com lâmpada de vapor de mercúrio de baixa pressão de 36 ou 75 W e concentrações iniciais de 5 ou 20 mg L&#8315&#185 de cada fármaco, em mistura e individualmente, no caso dos estudos de fotólise UV. Os resultados mostraram absorção de radiação UV (254 nm) pelo ACT superior à dos demais fármacos (&#8364=8990 L mol&#8315&#185 cm&#8315&#185), e comparativamente inferior para o ATL e IBU (&#8364=725 e 1080 L mol&#8315&#185 cm&#8315&#185, respectivamente). Não houve degradação por hidrólise após 24h em qualquer pH. O DIC e o BZF degradaram-se mais rapidamente, independentemente do processo fotoassistido. As concentrações de DIC nos experimentos realizados com [DIC]0=5 mg L&#8315&#185 ficaram abaixo do limite de detecção após 20 minutos de irradiação. Na presença de H H&#8322O&#8322 as concentrações dos contaminantes ficaram abaixo do limite de detecção após 50 minutes para concentrações iniciais de 20 mg L&#8315&#185. Os resultados dos ensaios de toxicidade nos experimentos realizados com a mistura de fármacos mostraram valores de CE50 inferiores aos valores obtidos nos experimentos com a solução dos fármacos individuais. Os valores de TOC apresentaram redução de até 13% ao final de 120 minutos, o que comprova a persistência dos produtos de degradação. A degradação por fotólise UV do ATL e do ACT ocorreu mesmo em efluente de ETE, sendo a eficiência desse processo semelhante à obtida usando-se água como matriz. Esses resultados são úteis para compreensão da remediação de águas e efluentes contendo esses contaminantes emergentes por meio de processos foto-oxidativos. / This work aimed at studying the degradation of the following pharmaceutical compounds in aqueous solution by means of photolysis and photoassisted peroxidation: acetaminophen (ACT), atenolol (ATL), bezafibrate (BZF), diclofenac (DIC), and ibuprofen (IBU). Solutions were characterized before and after photolysis and UV/H2O2 processes regarding drug degradation and total organic carbon removal. In addition, the photolysis of the pharmaceutical compounds was investigated in a real wastewater matrix (effluent from a sewage treatment plant, STP). The experiments were carried out in an annular photochemical reactor equipped with a low pressure mercury lamp (36 or 75 W) and initial solution concentrations of 5 and 20 mg L-1 of each drug, for the mixture and individual compounds, in the case of UV photolysis studies. The results revealed higher absorption of UV radiation (254 nm) by ACT than that shown by the other pharmaceutical compounds (=8990 L mol-1 cm-1), and comparatively lower for ATL and IBU (=725 and 1080 L mol-1 cm-1, respectively). No hydrolysis was observed after 24 hours at any pH. The degradation of DIC and BZF was faster, regardless the photoassisted process. DIC concentrations in the experiments carried out with [DIC]0=5 mg L-1 were below the detection limit after 20 minutes of irradiation. In the presence of H2O2, contaminant concentrations were below the detection limit after 50 minutes of irradiation for initial concentrations of 20 mg L-1. The results of the toxicity assays for the experiments carried out with the mixture of pharmaceutical compounds showed CE50 values lower than those obtained with the compounds individually. TOC removals up to 13% after 120 minutes were obtained, therefore confirming the formation of persistent degradation products. In the case of ATL and ACT, UV degradation occurred even in STP wastewater and the efficiency of the process was similar to that obtained with pure water. The results obtained in this study are useful to understand the treatment of water and wastewater contaminated with this class of emerging pollutants by means of photo-oxidative process.

Submitted by Eduarda Figueiredo (eduarda.ffigueiredo@ufpe.br) on 2015-03-11T14:43:19Z No. of bitstreams: 2 dissertação definitiva Sibéria.pdf: 1611293 bytes, checksum: 3e5027c17546bd5407e49fee98979a3b (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-11T14:43:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 dissertação definitiva Sibéria.pdf: 1611293 bytes, checksum: 3e5027c17546bd5407e49fee98979a3b (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012-01-18 / CNPq / A exploração, a produção e o transporte de petróleo e seus derivados podem levar à geração de efluentes que são tratados em geral por processos biológicos (lagoas aeradas, lodos ativados ou reatores biológicos). Nesses processos, alguns contaminantes são removidos, e o efluente final apresenta uma nova característica físico-química que algumas vezes atinge os limites permitidos pela legislação para descarte em corpos receptores. No entanto, estes processos geram um lodo com uma alta carga de contaminação e deve ser levado para aterro sanitário ou co-processamento, processos que são onerosos para a refinaria. Neste trabalho foi aplicado o método de Processos Oxidativos Avançados (POA) para degradação dos Hidrocarbonetos Policíclico Aromático (HPA) em efluentes reais de uma refinaria de petróleo e os dados obtidos foram tratados por redes neurais, modelos estatísticos baseados em comportamento de um sistema físico complexo, onde mapea um conjunto de dados de entrada-saída sem possuir nenhum outro conhecimento prévio do processo, apenas se baseando no histórico dos dados. Os resultados obtidos foram corroborados pelas medidas de degradação dos HPA, Carbono Orgânico Total (COT) e foram completados com estudos de toxicidade utilizando material natural como microcrustáceo. Foram empregados três processos oxidativos: fotólise, Processo Fenton e Processo FotoFenton. Observou-se uma degradação abaixo de 30% para o tratamento com fotólise, até 60% para o tratamento Fenton e acima de 90% para o tratamento FotoFenton quando se empregou uma concentração de H2O2 de 60; 95 e 130 mmol nestes dois últimos processos. No teste de toxicidade, utilizou-se o microcrustáceo artemia salina, que foi submetido à exposição durante 24h , obtendo uma porcentagem de sobreviventes de 80% do microcrustáceo o que comprova a eficiência do tratamento POA. Para empregar a Rede Neural, foram utilizados os dados experimentais e os simulados no teste e na validação, levando à evidência que os valores ficaram muito próximos e que a rede neural utilizada foi capaz de acompanhar com precisão a tendência dos dados, consequentemente os valores do COT, pois, o coeficiente de correlação para a primeira modelagem foi R2= 0,994 e para a segunda modelagem foi R2=0,996.

Submitted by Caroline Falcao (caroline.rfalcao@ufpe.br) on 2017-06-07T17:41:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) 2012-Tese-ValdereicePereiraBaydum.pdf: 1681832 bytes, checksum: b5c9d3beb02641d325fe71ba0c2037f2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-07T17:41:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) 2012-Tese-ValdereicePereiraBaydum.pdf: 1681832 bytes, checksum: b5c9d3beb02641d325fe71ba0c2037f2 (MD5) Previous issue date: 2012-11-23 / A ocorrência de fármacos no meio ambiente tem se tornado um assunto de interesse nos últimos anos. Grande número desses compostos tem sido detectado em efluentes de estações de tratamento de esgoto (ETE) municipais, águas superficiais e, menos frequentemente, em águas subterrâneas e água potável em todo o mundo. Alguns dos efeitos adversos causados por fármacos incluem toxicidade aquática, desenvolvimento de resistência em bactérias patogênicas, genotoxicidade, e desregulação endócrina. Diferentes fontes podem ser indicadas para explicar o aparecimento de fármacos no ambiente aquático. Atualmente, é amplamente reconhecido que a principal fonte de poluição são os efluentes de ETE. Portanto, o descarte de resíduos farmacêuticos nos efluentes de ETE deve ser minimizado o máximo possível. A remoção de poluentes orgânicos recalcitrantes como fármacos na água e em efluentes pode ser obtida utilizando processos oxidativos avançados (POA). O objetivo deste trabalho é avaliar a eficiência de remoção de Propranolol por meio de POA, avaliar a toxicidade dos produtos de degradação durante os tratamentos bem como realizar um estudo cinético de degradação do composto. O fármaco usado neste estudo foi o Propranolol fornecido pelo LAFEPE. Foi utilizada solução modelo a 20 mgL-1 . Os tratamentos por meio de POA (H2O2/UV, Fenton e foto-Fenton) além de radiação UV (fotólise) e H2O2 foram realizados em escala laboratorial em um reator ao longo de 60 minutos. A radiação UV foi obtida por uma lâmpada a vapor de mercúrio de média pressão de 30 W. A agitação do sistema foi feita utilizando um agitador magnético. Sulfato ferroso heptahidratado foi utilizado como fonte de íons de ferro para o processo Fenton e foto-Fenton. A determinação e a quantificação do fármaco após tratamento por POA, foram realizadas em um espectrofotômetro UV-Vis. Em relação aos resultados obtidos pelo tratamento utilizando POA, o propranolol se mostrou pouco sensível a oxidação com peróxido de hidrogênio. O tratamento Foto-Fenton apresentou melhor eficiência de remoção e o Fenton o melhor resultado de toxicidade. A cinética de oxidação do fármaco foi discutida e verificou-se que o modelo cinético de pseudo-primeira ordem pode descrever melhor a oxidação do fármaco. As principais vantagens e desvantagens de cada processos e a complexidade de comparação dos vários processos de oxidação foram discutidos. O processo Foto-Fenton foi o que removeu mais de 80% do propranolol a 20 mg L-1 em 15 minutos. / The occurrence of pharmaceuticals in the environment has become a subject of interest in recent years. A vast number of these compounds have been detected in sewage treatment plant (STP) effluents, surface waters and, less frequently, in groundwater and drinking water, all over the world. Some of the adverse effects caused by pharmaceuticals include aquatic toxicity, resistance development in pathogenic bacteria, genotoxicity and endocrine disruption. Different sources can be indicated to explain the appearance of pharmaceuticals in the aquatic environment. Nowadays, it is widely accepted that the main source of pollution are STP effluents. Therefore, the discharge of pharmaceutical residues to the environment in STP effluents should be minimized. Removal of recalcitrant organic pollutants such as pharmaceuticals in water and wastewater can be achieved using advanced treatment technologies such as advanced oxidation processes (AOP). The objective of this study is to evaluate the removal efficiency of Propranolol by AOP to identify the degradation products toxicity as well as to perform a degradation kinetic study of these compounds. The pharmaceutical used in this study was Propranolol were purchased from LAFEPE. The pharmaceutical were spiked daily at a concentration of 20 mgL-1 were treated by AOP. The treatments by AOP (H2O2/UV, Fenton and photo-Fenton) and photolysis (UV radiation) and peroxide, were performed in a reactor along 60 minutes. UV radiation was provided by a medium pressure mercury lamp of 30 W. The agitation of the system was realized by a magnetic bar. Ferrous sulfate heptahydrate was used as source of iron for the Fenton and photo-Fenton process. The determination and quantification of the pharmaceutical present during the treatment by AOP were performed with UV-Vis spectrophotometer. With regard to the results obtained by using AOP treatment, the propranolol was less sensitive to hydrogen peroxide. Despite photo-fenton treatment presented the highest removal efficiency and Fenton the best treatment toxicity. The kinetics of oxidation of propranolol has been discussed and it was found that the pseudo-first order kinetic model can describe the oxidation. The main advantages and disadvantages of each process and the complexity of comparing the various advanced oxidation processes (AOP) was discussed. In the photo-fenton process it was possible to remove more than 80% from propranolol concentration of 20 mg L-1 in 15 minutes.

Orientador: Solange Cadore / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimico / Made available in DSpace on 2018-08-15T20:21:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gianeti_ThiagoMarceloRibeiro_M.pdf: 2580129 bytes, checksum: 3af6856ae9e7da0e86dc7f9e0d5adcb8 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A determinação de elementos metálicos em alimentos ricos em açúcar é um desafio analítico devido a interferência da matriz. Diluições das amostras podem minimizar este efeito, por outro lado, podem reduzir as concentrações dos elementos metálicos abaixo do limite de detecção. Assim, o pré-tratamento é usualmente necessário para destruir ou transformar a matriz orgânica e extrair os íons metálicos ligados aos complexos orgânicos buscando, ainda, minimizar os resíduos gerados nas etapas de preparação e análise química. Este trabalho descreve diferentes tratamentos de amostras de mel, como a digestão ácida, fotólise oxidativa e digestão enzimática, alternativas ¿limpas¿ no preparo de amostras para a determinação de Mn, Cd, Pb, Zn, Ba, Cu, Co, Fe, Al, Cr, Ni e As por ICP OES Espectrometria de Emissão Óptica em Plasma de Argônio com Acoplamento Indutivo. Os resultados obtidos com os diferentes tratamentos foram avaliados levando em consideração o tempo, facilidade de operação e desempenho dos parâmetros analíticos. O método de fotólise oxidativa mostrou-se viável para a análise deste tipo de amostra uma vez que os resultados analíticos mostraram exatidão e precisão adequadas, além de não gerar resíduos químicos no final do tratamento. O fator custo também foi favorável a este tratamento, e o equipamento pode ser construído no laboratório / Abstract: The determination of metals in foods with high sugar has been an analytical challenge, due to interference of the matrix. Dilutions of the samples can minimize this effect, but may also reduce the concentrations of metals below the limit of detection. Thus pre-treatment is usually necessary to destroy or convert the organic matrix and extract the metal ions bounded to organic complexes. It is also desirable to use a procedure that minimize residuals in order to not affect the environment. This work deals with the investigation of different kind of treatment for honey, like the acid digestion, the oxidative photolysis and enzymatic digestion. The last two procedures act as an alternative "clean" in sample preparation of honey for the determination of Mn, Cd, Pb, Zn , Ba, Cu, Co, Fe, Al, Cr, Ni and As by Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry. The results obtained with the different sample treatment were evaluated considering time, easy of operation and performance of analytical parameters. The oxidative photolysis showed to be adequate for this complex sample with good results related to accuracy and precision besides not to generates chemical residuals. This procedure is also not expensive and the reactor used may be manufactured at the laboratory / Mestrado / Mestre em Química

Estudou-se a degradação dos fármacos acetaminofeno (ACT), atenolol (ATL), bezafibrato (BZF), diclofenaco (DIC) e ibuprofeno (IBU) em solução aquosa através de fotólise e peroxidação fotoassistida. As soluções foram caracterizadas antes e após os processos de fotólise e UV/H&#8322O&#8322 quanto à degradação dos fármacos e à remoção de carbono orgânico total. Também foi avaliada a degradação por fotólise dos fármacos em uma matriz real (efluente de estação de tratamento de esgoto, ETE). Os experimentos foram realizados em um reator anular com lâmpada de vapor de mercúrio de baixa pressão de 36 ou 75 W e concentrações iniciais de 5 ou 20 mg L&#8315&#185 de cada fármaco, em mistura e individualmente, no caso dos estudos de fotólise UV. Os resultados mostraram absorção de radiação UV (254 nm) pelo ACT superior à dos demais fármacos (&#8364=8990 L mol&#8315&#185 cm&#8315&#185), e comparativamente inferior para o ATL e IBU (&#8364=725 e 1080 L mol&#8315&#185 cm&#8315&#185, respectivamente). Não houve degradação por hidrólise após 24h em qualquer pH. O DIC e o BZF degradaram-se mais rapidamente, independentemente do processo fotoassistido. As concentrações de DIC nos experimentos realizados com [DIC]0=5 mg L&#8315&#185 ficaram abaixo do limite de detecção após 20 minutos de irradiação. Na presença de H H&#8322O&#8322 as concentrações dos contaminantes ficaram abaixo do limite de detecção após 50 minutes para concentrações iniciais de 20 mg L&#8315&#185. Os resultados dos ensaios de toxicidade nos experimentos realizados com a mistura de fármacos mostraram valores de CE50 inferiores aos valores obtidos nos experimentos com a solução dos fármacos individuais. Os valores de TOC apresentaram redução de até 13% ao final de 120 minutos, o que comprova a persistência dos produtos de degradação. A degradação por fotólise UV do ATL e do ACT ocorreu mesmo em efluente de ETE, sendo a eficiência desse processo semelhante à obtida usando-se água como matriz. Esses resultados são úteis para compreensão da remediação de águas e efluentes contendo esses contaminantes emergentes por meio de processos foto-oxidativos. / This work aimed at studying the degradation of the following pharmaceutical compounds in aqueous solution by means of photolysis and photoassisted peroxidation: acetaminophen (ACT), atenolol (ATL), bezafibrate (BZF), diclofenac (DIC), and ibuprofen (IBU). Solutions were characterized before and after photolysis and UV/H2O2 processes regarding drug degradation and total organic carbon removal. In addition, the photolysis of the pharmaceutical compounds was investigated in a real wastewater matrix (effluent from a sewage treatment plant, STP). The experiments were carried out in an annular photochemical reactor equipped with a low pressure mercury lamp (36 or 75 W) and initial solution concentrations of 5 and 20 mg L-1 of each drug, for the mixture and individual compounds, in the case of UV photolysis studies. The results revealed higher absorption of UV radiation (254 nm) by ACT than that shown by the other pharmaceutical compounds (=8990 L mol-1 cm-1), and comparatively lower for ATL and IBU (=725 and 1080 L mol-1 cm-1, respectively). No hydrolysis was observed after 24 hours at any pH. The degradation of DIC and BZF was faster, regardless the photoassisted process. DIC concentrations in the experiments carried out with [DIC]0=5 mg L-1 were below the detection limit after 20 minutes of irradiation. In the presence of H2O2, contaminant concentrations were below the detection limit after 50 minutes of irradiation for initial concentrations of 20 mg L-1. The results of the toxicity assays for the experiments carried out with the mixture of pharmaceutical compounds showed CE50 values lower than those obtained with the compounds individually. TOC removals up to 13% after 120 minutes were obtained, therefore confirming the formation of persistent degradation products. In the case of ATL and ACT, UV degradation occurred even in STP wastewater and the efficiency of the process was similar to that obtained with pure water. The results obtained in this study are useful to understand the treatment of water and wastewater contaminated with this class of emerging pollutants by means of photo-oxidative process.

Três macroiniciadores foram sintetizados baseados em tioxantona; MMa-co-TXA, BMa-co-TXA e HMa-co-TXA. Estes macroiniciadores possuem vantagens em relação aos compostos de baixa massa molar apesar do seu alto custo. A fotoatividade destes macroiniciadores e da tioxantona para a polimerização de monômeros monofuncional (MMA) e multifuncionais, 2,2-bis[4-(2-hidroxi-3-metacriloxipropoxi)fenil]propano (Bis-GMA) e dimetacrilato de trietilenoglicol (TEGDMA) foi examinada com as técnicas de Fotocalorimetria Exploratória Diferencial e Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier com acessório de ATR. Os co-iniciadores usados foram as aminas EDB, TEA e DMAEMA. Todos os sistemas foram estudados na ausência de solvente. Os resultados mostraram que os macroiniciadores são mais eficientes do que o composto de baixa massa molar. Medidas de fotólise por pulso de laser permitiram obter o espectro de absorção de transientes dos compostos estudados, bem como a constante de supressão do estado triplete pelas aminas e pelo monômero. A polimerização fotoiniciada pelos macroiniciadores na presença de aminas e dos monômeros foi estudada com o objetivo de se determinar o mecanismo que leva à formação dos radicais iniciadores. Expressões para o rendimento quântico de radicais ativos foram deduzidas a partir do mecanismo proposto. Resultados mostraram que a produção de radicais ativos para os macroiniciadores é maior do que a tioxantona. / In this work three macroinitiators based on thioxanthone were synthesized and characterized; MMA-co-TXA, BMA-co-TXA and HMA-co-TXA. Macroinitiators offer some advantages when compared with their corresponding low molecular weight analog. The photopolymerization initiated by macroinitiators and thioxanthone of methyl methacrylate (MMA) and mixtures of 2,2-bis[4-(2-hydroxy- 3-metacryloxipropoxi)phenyl]propane (Bis-GMA) and triethyleneglycol dimethacrylate (TEGDMA) was studied through Photocalorimetry (Photo-DSC) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy with ATR accessory. All systems were studied in the absence of solvent (bulk) using EDB, TEA and DMAEMA, as co-initiators. Measures of Laser Flash Photolysis determined the transient absorption spectra of the compounds and also the bimolecular rate constants for the triplet quenching of the compounds. The polymerization reaction of the macroinitiator in presence of amine and monomer was studied in order to determine the mechanism leading to the formation of radical initiators. Expressions for the quantum yield of radicals assets were deducted from the proposed mechanism. Results showed that the radical production assets to macroinitiator is greater than the thioxanthone, making macroinitiators more efficient than the low molecular weight compound.