Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

SOBRINHO, Natália Nogueira. Estudo da remoção de resíduos de agrotóxicos em alface. 2017. 74f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza,2017. / Submitted by Celia Sena (celiasena@dqoi.ufc.br) on 2017-10-18T18:11:42Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_nnsobrinho.pdf: 1522412 bytes, checksum: 94db134fee1292a508f11fa4efdd0ded (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-10-18T18:31:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_nnsobrinho.pdf: 1522412 bytes, checksum: 94db134fee1292a508f11fa4efdd0ded (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-18T18:31:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_nnsobrinho.pdf: 1522412 bytes, checksum: 94db134fee1292a508f11fa4efdd0ded (MD5) Previous issue date: 2017 / The consumption of in natura food has increased due to changes in habits for a healthier diet. However, a concern has arisen related to the presence of pesticides residues in food, which has raised questions about food safety. With the purpose of promoting the removal of pesticide residues in hydroponic lettuce, were evaluated the effects of washing with water and cleaning solutions containing NaClO (2.6%), iodine tinture (2%), NaHCO3 (5%), H2O2 (6%), all at room temperature, but with exposure times ranging from 20 to 60 min. In the removal study the lettuces were cultivated in hydroponics and contaminated by spraying, with the pesticides carbendazim and deltamethrin. For the determination of residues of the pesticides in study, an analytical methodology was validated, adapted. The extraction method used was the original QuEChERS method, with the use of Grafitized Carbon Black - (GCB) and for HPLC-DAD analysis. The values established for the limit of detection (LOD) were 0.021e 0.050 mg kg-1, and, for the limit of quantification (LOQ) 0.069 and 0.165 mg kg-1for carbendazim and deltamethrin, respectively. The removals provided by the NaHCO3 solution (5%) ranged between 67.15% - 98.59%, but caused changes in vegetable texture. As a result, the use of H2O2 (6%) was more efficient, with removal percentages between 25.23% and 96.91%, of the residues on the surface of the lettuce and without alteration in the leaf of this vegetable. The most favorable time for removal was 40 min. / O consumo de alimentos in natura tem aumentado devido a mudanças de hábitos para uma alimentação mais saudável. Entretanto, uma preocupação tem surgido relacionado a presença de resíduos de agrotóxicos em alimentos, o que tem levantado questionamentos sobre a segurança alimentar. Com a finalidade de promover a remoção de resíduos de agrotóxicos em alface hidropônica, foram avaliados os efeitos de lavagem com água e soluções de limpeza contendo NaClO (2,6%), tintura de iodo (2%), NaHCO3 (5%), H2O2 (6%), todas a temperatura ambiente, mas com tempos de exposições variando entre 20 a 60 min. No estudo de remoção as alfaces foram cultivadas em hidroponia e contaminadas por pulverização, com os agrotóxicos carbendazim e deltametrina. Para a determinação de resíduos de agrotóxicos em estudo, validou-se uma metodologia analítica, adaptada. O método de extração utilizado foi o método QuEChERS original, com o uso do carbono grafitizado (Grafitized Carbon Black- GCB) e para analise CLAE-DAD. Os valores estabelecidos para o limite de detecção (LD) foram 0,021e 0,050 mg kg-1, e, para o limite de quantificação (LQ) 0,069 e 0,165 mg kg-1, para o carbendazim e deltametrina, respectivamente. As remoções proporcionadas pela solução de NaHCO3 (5%) variaram entre 67,15% - 98,59%, mas provocou alterações na textura do vegetal. Em virtude disto, a utilização de H2O2 (6%) mostrou-se mais eficiente, com percentuais de remoção entre 25,23% - 96,91% dos resíduos na superfície da alface e sem alteração na folha desta hortaliça. O tempo mais favorável para a remoção foi o de 40 min.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8026_1.pdf: 1342295 bytes, checksum: c61e368201f7db23919ad5e2bd86b26e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / 0 trabalho teve como objetivo estudar a possibilidade da remoção de Cromo por flotação de íons, para tratamento de águas residuais. A flotação de íons foi desenvolvida por Sebba em 1962 e desde então é empregada em diversos campos. Atualmente, a utilização do processo de flotação de íons vem sendo utilizada como tratamento de efluentes. Seu emprego é vantajoso devido à velocidade do processo, eficiência para remover contaminantes, pequeno volume de lodo, possibilidade de recuperação seletiva de íons valiosos, requer pouco espaço horizontal, custos moderada e ampla aplicabilidade, além de poder ser utilizada em caso de grandes volumes de efluentes com baixas concentrações de poluentes. Os testes foram realizados simulando um efluente industrial a partir de uma solução sintética. Foi utilizado como coletor um sal de dodecilamina. 0 teste foi conduzido em uma coluna de vidro, onde foram avaliadas as influências da concentração de sal de anúria, pH, tempo de condicionamento da solução a ser flotada, fluxo de ar a ser adicionado à coluna, tempo de flotação e influência de sais. A quantificação do teor de cromo residual foi determinada por colorimetria.As melhores condições encontradas foram em meio básico, pH 8 e concentração de coletor sal de amina 10/3 M. 0 tempo de condicionamento da solução de 20 min e tempo de condicionamento do coletor 10 min. Fluxo de ar fornecido a coluna 0,2 L/min. 0 percentual máximo de remoção foi de 96%. Um modelo fenomenológico foi elaborado a fim de apresentar satisfatoriamente os resultados experimentais obtidos na análise do processo de remoção de Cr6+Por flotação iônica.0 processo de remoção se mostrou eficiente para o tratamento de efluentes contaminados pelo íon metal Cr6+, mesmo em baixas concentrações, mostrando que o objetivo do trabalho foi alcançado

Este trabalho descreve estudos de ativação e modificação superficial de uma zeólita natural chilena para investigar a eficiência na remoção dos íons manganês e dodecil benzeno sulfonato de soluções aquosas. Foi realizada a caracterização dos materiais particulados, incluindo a determinação de distribuição granulométrica, área superficial específica, espectroscopia, difratometria de raios-X, potencial zeta, dentre outros. Os estudos realizados, usando a zeólita natural pulverizada, mostraram que os processos de ativação e modificação superficial da zeólita aumentaram significativamente tanto a capacidade como a cinética de adsorção. Estudos em escala de bancada foram realizados com a adsorção dos poluentes nas zeólitas ativadas ou modificadas a fim de obter parâmetros de processo (capacidade de adsorção, cinética e pH ótimo). Na ativação com íons inorgânicos (Na+ e NH4 +), a remoção de íons Mn2+ foi influenciada significativamente pelo pH do meio. A adsorção de íons Mn2+ sobre as zeólitas ativadas apresentou bom ajuste para o modelo cinético de pseudo-segunda ordem e a zeólita ativada com NaOH alcançou a maior taxa de adsorção. O modelo da isoterma de Langmuir mostrou o melhor ajuste aos dados de equilíbrio, atingindo um valor máximo de saturação de 21,15 mg Mn2+ g-1 para a zeólita ativada com NaCl. A capacidade máxima de adsorção depende do tipo de ativação e decresceu na seguinte ordem: NaCl ~ NaOH > Na2CO3 > NH4Cl > zeólita natural. Na modificação da zeólita com óxido de manganês (MOCZ), os resultados mostraram que as partículas de óxido têm baixa cristalinidade, e o óxido depositado sobre a superfície se encontra principalmente na forma de vernadita (δMnO2) e as partículas apresentaram ponto de carga zero (PCZ) em pH 3,8. Por outro lado, a quantidade de Mn2+ adsorvido aumenta com o pH e a cinética de adsorção de Mn2+ seguiu um modelo de pseudo-segunda ordem. Isto indica que a adsorção é controlada pela adsorção química. Os dados de equilíbrio foram bem descritos pelos modelos de Langmuir e Freundlich, o que implica na adsorção em monocamada e há existência de uma superfície heterogênea na MOCZ, mostrando uma alta capacidade de adsorção para os íons Mn2+, alcançando uma capacidade máxima de 30,9 mg Mn2+ g-1. A adsorção dos íons Mn2+ é o resultado da combinação de vários mecanismos interfaciais como: troca iônica, quimisorção e adsorção como íons determinantes de potencial. Os resultados mostraram que a zeólita modificada apresenta um bom potencial como adsorvente de íons de Mn2+. Na modificação da zeólita com surfactante (ZMS), a quantidade adsorvida de SDBS (dodecil benzeno sulfonato de sódio) aumenta com o tempo de contato, alcançando o equilíbrio em aproximadamente 30 min e a cinética de adsorção segue o modelo de pseudo-segunda ordem. O pH do meio e a quantidade de CTAB (Brometo de cetiltrimetilamônio) usada influenciam na taxa de adsorção dos íons SDBS sobre a ZMS. A capacidade máxima de adsorção de 30,7 mg SDBS g-1 ZMS foi obtida para a cobertura de CTAB com 660% do valor da CTCE (Capacidade de Troca Catiônica Externa) e o modelo da isoterma de Langmuir ajustou-se melhor aos dados experimentais. A adsorção do SDBS sobre a superfície da ZMS ocorreu pelas interações hidrofóbicas entre as cadeias carbônicas do CTAB e do SDBS, principalmente para a modificação com CTAB a 100% da CTCE (cobertura em monocamada). As interações ácido-base são predominantes nas modificações com CTAB acima de 330% da CTCE (cobertura em dupla camada). A capacidade de adsorção aumenta com o aumento da concentração de CTAB usado na modificação, alcançando valores de saturação para a ZMS acima de 330% da CTCE. Os resultados permitem acreditar que a tese contribui significativamente para o entendimento dos mecanismos de adsorção de íons inorgânicos e orgânicos utilizando zeólitas naturais devidamente ativadas e modificadas. / This work describes studies of activation and surface modification of a Chilean natural zeolite for the removal efficiency of manganese and dodecyl benzene sulfonate ions from aqueous solutions. A characterization of particulate materials, including determination of particle size distribution, specific surface area, spectroscopy, X-ray diffraction, zeta potential, among others were done. Studies performed using powdered natural zeolite, showed that the processes of activation and surface modification of zeolite increased significantly both the capacity and the adsorption kinetics. Bench scale studies were conducted with the pollutants adsorption on activated or modified zeolites in order to obtain process parameters (adsorption capacity, kinetics and optimum pH). After activation with inorganic ions (Na+ and NH4 +), the Mn2+ ions adsorption was significantly influenced by the pH. Mn2+ ions adsorption on activated zeolites showed good agreement with the pseudo second-order kinetic model and the activated zeolite with NaOH reached the highest adsorption rate. The Langmuir isotherm model showed the best agreement with the equilibrium data, reaching a maximum capacity value at 21.15 mg Mn2+ g-1 for the activated zeolite with NaCl. The maximum adsorption capacity depends on the activation type and decreased in the following order: NaCl ~ NaOH > Na2CO3 > NH4Cl > natural zeolite. On zeolite modification with manganese oxide (MOCZ), the results showed that the oxide particles have low crystallinity degree, and the oxide coated on the zeolite surface is mainly in vernadite form (δMnO2), while the particles exhibited a point of zero charge (PZC) at pH 3.8. Moreover, the amount of Mn2+ adsorbed increases with pH and the adsorption kinetics studies of the Mn2+ followed a pseudo-second order model. This indicates that the adsorption is controlled by chemical adsorption. The equilibrium data was satisfactorily described by the Langmuir and Freundlich models, which suggest a monolayer adsorption and a heterogeneous surface for the MOCZ, showing a high adsorption capacity for Mn2+ ion and reaching a maximum capacity of 30.9 mg Mn2+ g-1. Manganese ions uptake is the result of a combination of several interfacial mechanisms such as: ion exchange, chemisorption and adsorption as potential determining ions. Results showed that the modified zeolite has a good potential as an adsorbent for Mn2+ ions. After zeolite modification with surfactant (ZMS), the amount of SDBS (sodium dodecyl benzene sulfonate) adsorbed increases with the contact time, reaching equilibrium in about 30 min, while the adsorption kinetics follow a pseudo second-order model. The medium pH and the percent coverage with CTAB (cetyl trimethylammonium bromide) highly influence the SDBS ions uotake rate and capacity onto ZMS. A maximum adsorption capacity of 30.7 mg SDBS g-1 ZMS was obtained at a CTAB loading of 660% of ECEC (External Cationic Exchange Capacity) value and the Langmuir isotherm model was the best model in fitting the experimental data. SDBS adsorption on the ZMS surface occurred by hydrophobic interaction between CTAB and SDBS carbon chains, especially for CTAB modification with 100% of ECEC (monolayer coverage). Acid-base interactions are predominant for CTAB modification above 330% of ECEC (bilayer coverage). Uptake capacity increases with increasing of CTAB concentration used in the modification, reaching a maximum value for ZMS above 330% of ECEC. The results obtained contribute for the understanding of uptake mechanisms of inorganic and organic ions on properly activated and modified natural zeolites.

Este trabalho descreve estudos de ativação e modificação superficial de uma zeólita natural chilena para investigar a eficiência na remoção dos íons manganês e dodecil benzeno sulfonato de soluções aquosas. Foi realizada a caracterização dos materiais particulados, incluindo a determinação de distribuição granulométrica, área superficial específica, espectroscopia, difratometria de raios-X, potencial zeta, dentre outros. Os estudos realizados, usando a zeólita natural pulverizada, mostraram que os processos de ativação e modificação superficial da zeólita aumentaram significativamente tanto a capacidade como a cinética de adsorção. Estudos em escala de bancada foram realizados com a adsorção dos poluentes nas zeólitas ativadas ou modificadas a fim de obter parâmetros de processo (capacidade de adsorção, cinética e pH ótimo). Na ativação com íons inorgânicos (Na+ e NH4 +), a remoção de íons Mn2+ foi influenciada significativamente pelo pH do meio. A adsorção de íons Mn2+ sobre as zeólitas ativadas apresentou bom ajuste para o modelo cinético de pseudo-segunda ordem e a zeólita ativada com NaOH alcançou a maior taxa de adsorção. O modelo da isoterma de Langmuir mostrou o melhor ajuste aos dados de equilíbrio, atingindo um valor máximo de saturação de 21,15 mg Mn2+ g-1 para a zeólita ativada com NaCl. A capacidade máxima de adsorção depende do tipo de ativação e decresceu na seguinte ordem: NaCl ~ NaOH > Na2CO3 > NH4Cl > zeólita natural. Na modificação da zeólita com óxido de manganês (MOCZ), os resultados mostraram que as partículas de óxido têm baixa cristalinidade, e o óxido depositado sobre a superfície se encontra principalmente na forma de vernadita (δMnO2) e as partículas apresentaram ponto de carga zero (PCZ) em pH 3,8. Por outro lado, a quantidade de Mn2+ adsorvido aumenta com o pH e a cinética de adsorção de Mn2+ seguiu um modelo de pseudo-segunda ordem. Isto indica que a adsorção é controlada pela adsorção química. Os dados de equilíbrio foram bem descritos pelos modelos de Langmuir e Freundlich, o que implica na adsorção em monocamada e há existência de uma superfície heterogênea na MOCZ, mostrando uma alta capacidade de adsorção para os íons Mn2+, alcançando uma capacidade máxima de 30,9 mg Mn2+ g-1. A adsorção dos íons Mn2+ é o resultado da combinação de vários mecanismos interfaciais como: troca iônica, quimisorção e adsorção como íons determinantes de potencial. Os resultados mostraram que a zeólita modificada apresenta um bom potencial como adsorvente de íons de Mn2+. Na modificação da zeólita com surfactante (ZMS), a quantidade adsorvida de SDBS (dodecil benzeno sulfonato de sódio) aumenta com o tempo de contato, alcançando o equilíbrio em aproximadamente 30 min e a cinética de adsorção segue o modelo de pseudo-segunda ordem. O pH do meio e a quantidade de CTAB (Brometo de cetiltrimetilamônio) usada influenciam na taxa de adsorção dos íons SDBS sobre a ZMS. A capacidade máxima de adsorção de 30,7 mg SDBS g-1 ZMS foi obtida para a cobertura de CTAB com 660% do valor da CTCE (Capacidade de Troca Catiônica Externa) e o modelo da isoterma de Langmuir ajustou-se melhor aos dados experimentais. A adsorção do SDBS sobre a superfície da ZMS ocorreu pelas interações hidrofóbicas entre as cadeias carbônicas do CTAB e do SDBS, principalmente para a modificação com CTAB a 100% da CTCE (cobertura em monocamada). As interações ácido-base são predominantes nas modificações com CTAB acima de 330% da CTCE (cobertura em dupla camada). A capacidade de adsorção aumenta com o aumento da concentração de CTAB usado na modificação, alcançando valores de saturação para a ZMS acima de 330% da CTCE. Os resultados permitem acreditar que a tese contribui significativamente para o entendimento dos mecanismos de adsorção de íons inorgânicos e orgânicos utilizando zeólitas naturais devidamente ativadas e modificadas. / This work describes studies of activation and surface modification of a Chilean natural zeolite for the removal efficiency of manganese and dodecyl benzene sulfonate ions from aqueous solutions. A characterization of particulate materials, including determination of particle size distribution, specific surface area, spectroscopy, X-ray diffraction, zeta potential, among others were done. Studies performed using powdered natural zeolite, showed that the processes of activation and surface modification of zeolite increased significantly both the capacity and the adsorption kinetics. Bench scale studies were conducted with the pollutants adsorption on activated or modified zeolites in order to obtain process parameters (adsorption capacity, kinetics and optimum pH). After activation with inorganic ions (Na+ and NH4 +), the Mn2+ ions adsorption was significantly influenced by the pH. Mn2+ ions adsorption on activated zeolites showed good agreement with the pseudo second-order kinetic model and the activated zeolite with NaOH reached the highest adsorption rate. The Langmuir isotherm model showed the best agreement with the equilibrium data, reaching a maximum capacity value at 21.15 mg Mn2+ g-1 for the activated zeolite with NaCl. The maximum adsorption capacity depends on the activation type and decreased in the following order: NaCl ~ NaOH > Na2CO3 > NH4Cl > natural zeolite. On zeolite modification with manganese oxide (MOCZ), the results showed that the oxide particles have low crystallinity degree, and the oxide coated on the zeolite surface is mainly in vernadite form (δMnO2), while the particles exhibited a point of zero charge (PZC) at pH 3.8. Moreover, the amount of Mn2+ adsorbed increases with pH and the adsorption kinetics studies of the Mn2+ followed a pseudo-second order model. This indicates that the adsorption is controlled by chemical adsorption. The equilibrium data was satisfactorily described by the Langmuir and Freundlich models, which suggest a monolayer adsorption and a heterogeneous surface for the MOCZ, showing a high adsorption capacity for Mn2+ ion and reaching a maximum capacity of 30.9 mg Mn2+ g-1. Manganese ions uptake is the result of a combination of several interfacial mechanisms such as: ion exchange, chemisorption and adsorption as potential determining ions. Results showed that the modified zeolite has a good potential as an adsorbent for Mn2+ ions. After zeolite modification with surfactant (ZMS), the amount of SDBS (sodium dodecyl benzene sulfonate) adsorbed increases with the contact time, reaching equilibrium in about 30 min, while the adsorption kinetics follow a pseudo second-order model. The medium pH and the percent coverage with CTAB (cetyl trimethylammonium bromide) highly influence the SDBS ions uotake rate and capacity onto ZMS. A maximum adsorption capacity of 30.7 mg SDBS g-1 ZMS was obtained at a CTAB loading of 660% of ECEC (External Cationic Exchange Capacity) value and the Langmuir isotherm model was the best model in fitting the experimental data. SDBS adsorption on the ZMS surface occurred by hydrophobic interaction between CTAB and SDBS carbon chains, especially for CTAB modification with 100% of ECEC (monolayer coverage). Acid-base interactions are predominant for CTAB modification above 330% of ECEC (bilayer coverage). Uptake capacity increases with increasing of CTAB concentration used in the modification, reaching a maximum value for ZMS above 330% of ECEC. The results obtained contribute for the understanding of uptake mechanisms of inorganic and organic ions on properly activated and modified natural zeolites.

Este trabalho descreve estudos de ativação e modificação superficial de uma zeólita natural chilena para investigar a eficiência na remoção dos íons manganês e dodecil benzeno sulfonato de soluções aquosas. Foi realizada a caracterização dos materiais particulados, incluindo a determinação de distribuição granulométrica, área superficial específica, espectroscopia, difratometria de raios-X, potencial zeta, dentre outros. Os estudos realizados, usando a zeólita natural pulverizada, mostraram que os processos de ativação e modificação superficial da zeólita aumentaram significativamente tanto a capacidade como a cinética de adsorção. Estudos em escala de bancada foram realizados com a adsorção dos poluentes nas zeólitas ativadas ou modificadas a fim de obter parâmetros de processo (capacidade de adsorção, cinética e pH ótimo). Na ativação com íons inorgânicos (Na+ e NH4 +), a remoção de íons Mn2+ foi influenciada significativamente pelo pH do meio. A adsorção de íons Mn2+ sobre as zeólitas ativadas apresentou bom ajuste para o modelo cinético de pseudo-segunda ordem e a zeólita ativada com NaOH alcançou a maior taxa de adsorção. O modelo da isoterma de Langmuir mostrou o melhor ajuste aos dados de equilíbrio, atingindo um valor máximo de saturação de 21,15 mg Mn2+ g-1 para a zeólita ativada com NaCl. A capacidade máxima de adsorção depende do tipo de ativação e decresceu na seguinte ordem: NaCl ~ NaOH > Na2CO3 > NH4Cl > zeólita natural. Na modificação da zeólita com óxido de manganês (MOCZ), os resultados mostraram que as partículas de óxido têm baixa cristalinidade, e o óxido depositado sobre a superfície se encontra principalmente na forma de vernadita (δMnO2) e as partículas apresentaram ponto de carga zero (PCZ) em pH 3,8. Por outro lado, a quantidade de Mn2+ adsorvido aumenta com o pH e a cinética de adsorção de Mn2+ seguiu um modelo de pseudo-segunda ordem. Isto indica que a adsorção é controlada pela adsorção química. Os dados de equilíbrio foram bem descritos pelos modelos de Langmuir e Freundlich, o que implica na adsorção em monocamada e há existência de uma superfície heterogênea na MOCZ, mostrando uma alta capacidade de adsorção para os íons Mn2+, alcançando uma capacidade máxima de 30,9 mg Mn2+ g-1. A adsorção dos íons Mn2+ é o resultado da combinação de vários mecanismos interfaciais como: troca iônica, quimisorção e adsorção como íons determinantes de potencial. Os resultados mostraram que a zeólita modificada apresenta um bom potencial como adsorvente de íons de Mn2+. Na modificação da zeólita com surfactante (ZMS), a quantidade adsorvida de SDBS (dodecil benzeno sulfonato de sódio) aumenta com o tempo de contato, alcançando o equilíbrio em aproximadamente 30 min e a cinética de adsorção segue o modelo de pseudo-segunda ordem. O pH do meio e a quantidade de CTAB (Brometo de cetiltrimetilamônio) usada influenciam na taxa de adsorção dos íons SDBS sobre a ZMS. A capacidade máxima de adsorção de 30,7 mg SDBS g-1 ZMS foi obtida para a cobertura de CTAB com 660% do valor da CTCE (Capacidade de Troca Catiônica Externa) e o modelo da isoterma de Langmuir ajustou-se melhor aos dados experimentais. A adsorção do SDBS sobre a superfície da ZMS ocorreu pelas interações hidrofóbicas entre as cadeias carbônicas do CTAB e do SDBS, principalmente para a modificação com CTAB a 100% da CTCE (cobertura em monocamada). As interações ácido-base são predominantes nas modificações com CTAB acima de 330% da CTCE (cobertura em dupla camada). A capacidade de adsorção aumenta com o aumento da concentração de CTAB usado na modificação, alcançando valores de saturação para a ZMS acima de 330% da CTCE. Os resultados permitem acreditar que a tese contribui significativamente para o entendimento dos mecanismos de adsorção de íons inorgânicos e orgânicos utilizando zeólitas naturais devidamente ativadas e modificadas. / This work describes studies of activation and surface modification of a Chilean natural zeolite for the removal efficiency of manganese and dodecyl benzene sulfonate ions from aqueous solutions. A characterization of particulate materials, including determination of particle size distribution, specific surface area, spectroscopy, X-ray diffraction, zeta potential, among others were done. Studies performed using powdered natural zeolite, showed that the processes of activation and surface modification of zeolite increased significantly both the capacity and the adsorption kinetics. Bench scale studies were conducted with the pollutants adsorption on activated or modified zeolites in order to obtain process parameters (adsorption capacity, kinetics and optimum pH). After activation with inorganic ions (Na+ and NH4 +), the Mn2+ ions adsorption was significantly influenced by the pH. Mn2+ ions adsorption on activated zeolites showed good agreement with the pseudo second-order kinetic model and the activated zeolite with NaOH reached the highest adsorption rate. The Langmuir isotherm model showed the best agreement with the equilibrium data, reaching a maximum capacity value at 21.15 mg Mn2+ g-1 for the activated zeolite with NaCl. The maximum adsorption capacity depends on the activation type and decreased in the following order: NaCl ~ NaOH > Na2CO3 > NH4Cl > natural zeolite. On zeolite modification with manganese oxide (MOCZ), the results showed that the oxide particles have low crystallinity degree, and the oxide coated on the zeolite surface is mainly in vernadite form (δMnO2), while the particles exhibited a point of zero charge (PZC) at pH 3.8. Moreover, the amount of Mn2+ adsorbed increases with pH and the adsorption kinetics studies of the Mn2+ followed a pseudo-second order model. This indicates that the adsorption is controlled by chemical adsorption. The equilibrium data was satisfactorily described by the Langmuir and Freundlich models, which suggest a monolayer adsorption and a heterogeneous surface for the MOCZ, showing a high adsorption capacity for Mn2+ ion and reaching a maximum capacity of 30.9 mg Mn2+ g-1. Manganese ions uptake is the result of a combination of several interfacial mechanisms such as: ion exchange, chemisorption and adsorption as potential determining ions. Results showed that the modified zeolite has a good potential as an adsorbent for Mn2+ ions. After zeolite modification with surfactant (ZMS), the amount of SDBS (sodium dodecyl benzene sulfonate) adsorbed increases with the contact time, reaching equilibrium in about 30 min, while the adsorption kinetics follow a pseudo second-order model. The medium pH and the percent coverage with CTAB (cetyl trimethylammonium bromide) highly influence the SDBS ions uotake rate and capacity onto ZMS. A maximum adsorption capacity of 30.7 mg SDBS g-1 ZMS was obtained at a CTAB loading of 660% of ECEC (External Cationic Exchange Capacity) value and the Langmuir isotherm model was the best model in fitting the experimental data. SDBS adsorption on the ZMS surface occurred by hydrophobic interaction between CTAB and SDBS carbon chains, especially for CTAB modification with 100% of ECEC (monolayer coverage). Acid-base interactions are predominant for CTAB modification above 330% of ECEC (bilayer coverage). Uptake capacity increases with increasing of CTAB concentration used in the modification, reaching a maximum value for ZMS above 330% of ECEC. The results obtained contribute for the understanding of uptake mechanisms of inorganic and organic ions on properly activated and modified natural zeolites.

Submitted by Romulus Lima (romulus.lima@ufpe.br) on 2015-03-13T13:01:51Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Sílvia Mariana da Silva Barbosa.pdf: 3124165 bytes, checksum: 1a16d5dc35de45f1e8c13db61f34299c (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T13:01:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Sílvia Mariana da Silva Barbosa.pdf: 3124165 bytes, checksum: 1a16d5dc35de45f1e8c13db61f34299c (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-03-15 / CNPq / No presente trabalho avaliou-se o desempenho de uma lagoa de polimento usada no pós-tratamento de esgoto doméstico em escala real no município de Rio Formoso, litoral sul de Pernambuco. O objetivo principal foi investigar a remoção de nitrogênio na lagoa no que tange aspectos físico-químicos, biológicos, e ambientais. Foram coletadas amostras em sua superfície e fundo, além do esgoto afluente e efluente, compreendendo um período de 14 meses, em um processo de avaliação quinzenal abrangendo a estação chuvosa e a estiagem. Foram relacionadas concentrações reais efluentes de NTK e N-amoniacal com valores estimados obtidos por modelos matemáticos; o ajuste dos modelos foi considerado fraco. A eficiência média da lagoa foi de 49% na remoção de N-amoniacal total, sendo constatada concentrações efluentes abaixo de 20 mg L-1 em mais de 80% do período monitorado. Não foram detectadas concentrações de nitrito e nitrato acima de 0,5 mg L-1. Não houve diferenças expressivas quanto à remoção de N-amoniacal, assim como variações nos parâmetros físico-químicos durante os períodos seco e chuvoso. Os resultados expressos em balanço de massa induzem que, embora em valores aquém do esperado, a captura do N pela biomassa de algas assumiu um importante papel na remoção de nitrogênio amoniacal; a volatilização da amônia pode atuar de modo a reduzir apenas uma pequena parcela de N na lagoa. A pesquisa também aponta que estudos aprofundados relativos à remoção de N via sedimentação pós captura, se fazem necessários, em conjunto a uma apuração maior acerca da ocorrência de nitrificação e desnitrificação na coluna d’água, já que 36% do N removido foi associado a vias desconhecidas mediante os resultados obtidos.

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3674_Marcus Ocorrencia de oocistos de Cryptosporidium e cistos de Giardia em sistemas de abastecimento de agu.pdf: 2228950 bytes, checksum: d34171fd8e0650c28dbd8418a531464d (MD5) Previous issue date: 2009-07-17 / Os protozoários Cryptosporidium parvum e Giardia lamblia têm emergido como principais causadores de doenças veiculadas à água, tanto em países desenvolvidos quanto naqueles em desenvolvimento. A presença destes parasitos em água tem chamado a atenção das organizações internacionais de saúde para uma intervenção nos padrões de qualidade da água para abastecimento público. Os cistos de Giardia e oocistos de Cryptosporidium são resistentes às pressões ambientais, podendo sobreviver por vários meses no ambiente aquático, além resistir ao cloro no processo convencional de desinfecção. A pesquisa foi realizada no período de abril de 2008 a março de 2009, e teve como objetivo avaliar a ocorrência de Giardia e Cryptosporidium em dois sistemas de tratamento de água da região da Grande Vitória, no Estado do Espírito Santo. O sistema Carapina (A) tem duas opções de tratamento na mesma planta, filtração direta e flotofiltração, sendo esta última operada em situações de turbidez > 30 uT na água bruta. O sistema Vale Esperança (B) possui duas linhas independentes de tratamento, uma por filtração direta e outra por tratamento convencional. As técnicas de concentração de protozoários por floculação com CaCO3 e filtração em membranas foram avaliadas através de testes de eficiência relativa em diferentes matrizes (água bruta, filtrada e destilada), para definir qual técnica apresenta melhor desempenho na recuperação dos protozoários. A floculação foi melhor para Giardia (48,30%), mas semelhante à filtração na recuperação de Cryptosporidium (p > 0,05), sugerindo que em pesquisas dos dois protozoários na mesma amostra deve-se utilizar a floculação com CaCO3. Os cistos e oocistos foram visualizados por imunofluorescência direta e contraste de fase. Os dois mananciais estudados não apresentaram diferenças no nível de contaminação dos protozoários (p > 0,05). O tratamento convencional teve o melhor desempenho na remoção dos protozoários, pois não foi detectada a presença dos parasitos no seu efluente filtrado. Na água filtrada da flotofiltração identificou-se a maior freqüência de cistos (50,00%) e oocistos (66,67%). No efluente da filtração direta do sistema B, Giardia e Cryptosporidium foram detectados em 16,67% e 41,67% das amostras, respectivamente. A flotofiltração e a filtração direta do sistema B apresentaram turbidez > 0,5 uT na água filtrada em 100% e 58,33% das amostras, respectivamente. No efluente da filtração direta do sistema A não foram identificados oocistos de Cryptosporidium, somente cistos de Giardia em 16,67% das amostras. Na água tratada dos reservatórios não se detectou os parasitos, porém os resultados podem estar subestimados devido às limitações das técnicas de detecção. A remoção dos protozoários por flotofiltração variou de 1,00 a 2,36 log e na filtração direta nos sistemas A e B ficou entre 0,39 e 1,91 log sendo que na maioria dos meses não foi possível enquadrar a eficiência de remoção na recomendação feita pela USEPA (3,0 log para Giardia e 2,0 log para Cryptosporidium) devido à concentração encontrada em água bruta e o limite de detecção dos métodos. Correlações significativas foram observadas na água bruta, entre os protozoários e os parâmetros turbidez, coliformes totais, E.coli, cor verdadeira e aparente. O presente trabalho foi importante para mostrar a real situação dos sistemas de tratamento de água na região da Grande Vitória, ES, quanto à remoção de protozoários patogênicos, evidenciando a importância do monitoramento de Giardia e Cryptosporidium em águas destinadas ao abastecimento público.

A crescente demanda de água compromete rios, lagos e reservatórios. Tecnologias para tratamento de efluentes que permitam a reutilização da água vêm se tornando cada vez mais necessárias. Entre os contaminantes, o cloreto, por suas propriedades corrosivas, caracteriza um desafio para a utilização da água em diversas aplicações. Tratamentos físicoquímicos não removem o cloreto a níveis adequados, sendo assim, tecnologias alternativas, como a eletrodiálise, devem ser estudadas para garantir operação com alta eficiência e inserir estas alternativas mais significativamente no Brasil. A avaliação do transporte iônico está relacionada aos fenômenos que ocorrem na interface membrana-solução. Neste trabalho foi avaliada a eficiência de eletrodiálise na remoção de cloreto por uma membrana aniônica heterogênea comercial (HDX-200). Soluções de NaCl, NiCl2, CaCl2 e AlCl3 foram avaliadas, a fim de verificar o efeito dos co-íons no transporte de cloreto. Os diagramas de especiação química das soluções indicaram a necessidade de ajustes de pH anteriores ao tratamento e trouxeram informações sobre a ocorrência de complexos. Após a determinação da corrente limite para cada solução, estas foram tratadas e a eficiência do tratamento foi avaliada. A corrente limite foi mais elevada para a solução de NaCl, onde a extração percentual de cloreto foi maior que às demais soluções, indicando que o raio iônico hidratado do co-íon influencia no transporte do contra-íon cloreto. Verificou-se a ocorrência de duas correntes limites para a solução NiCl2, que podem estar associadas à uma fração de sal não dissociada e a variações de pH na interface membrana-solução. Para os sais de níquel e alumínio, uma baixa eficiência de corrente foi verificada e pode estar relacionada à ocorrência de precipitação. Parâmetros como o peso molecular e raio iônico hidratado do co-íon (cátion), além da força de Coulomb para cada sal, influenciaram no transporte de cloreto e dos co-íons. Avaliações anteriores ao tratamento por eletrodiálise, pelo diagrama de especiação química das soluções, e a determinação da corrente limite para cada solução, pode garantir melhor eficiência do processo de tratamento. / The increasing water demand jeopardizes rivers, lakes and reservoirs. Technologies for the treatment of effluents which allow water reuse have become more and more necessary. Among the contaminants there is the chloride, which due to its corrosive properties characterizes a challenge in water reuse in several applications. Physico-chemical treatments do not remove sufficiently the chloride; thus, alternative technologies, such as electrodialysis, must be studied in order to increase its efficiency and insert it more significantly in Brazil. The evaluation of ionic transport is related to the phenomena that occur on the membrane-solution interface. The efficiency of electrodialysis in the removal of chloride through a commercial heterogeneous anionic membrane (HDX-200) was evaluated in this study. NaCl, NiCl2, CaCl2 and AlCl3 solutions were assessed in order to verify the co-ions effects on chloride transport. The chemical speciation diagrams of the solutions indicated the need to adjust pH previously to treatment and provided information about the occurrence of complexes. After determining the limiting current for each solution, these were treated, and treatment efficiency was evaluated. The NaCl solution presented the highest limiting current, in which the percentual extraction of chloride was higher than to the other solutions indicating that the hydrated ionic radius of the co-ion influences the transport of the counterion chloride. The occurrence of two limiting currents for the NiCl2 solution was verified, which can be related to a non-dissociated fraction of salt and pH variations on the membrane-solution interface. A low efficiency of current was verified for nickel and aluminum salts, and it may be associated to precipitation occurrence. Molecular weight and the hydrated ionic radius of the co-ions (cations) besides the Coulomb force for each salt influenced chloride and co-ions transport. Previous evaluation of electrodialysis treatment, with diagrams of chemical speciation of the solutions and determination of limiting current for each solution may ensure the best efficiency in the treatment process.