Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-02-01T21:27:08Z No. of bitstreams: 1 MariaMaesiaSoaresGomesEiband_TESE.pdf: 3538406 bytes, checksum: e5d34715daa7cb202b6908f42f0b111d (MD5) / Approved for entry into archive by Elisangela Moura (lilaalves@gmail.com) on 2016-02-02T22:08:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MariaMaesiaSoaresGomesEiband_TESE.pdf: 3538406 bytes, checksum: e5d34715daa7cb202b6908f42f0b111d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-02T22:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaMaesiaSoaresGomesEiband_TESE.pdf: 3538406 bytes, checksum: e5d34715daa7cb202b6908f42f0b111d (MD5) Previous issue date: 2015-01-28 / Os metais pesados est?o presentes em res?duos industriais. Estes metais podem gerar um grande impacto ambiental contaminado ?gua, solos e plantas. A a??o qu?mica de metais pesados tem despertado grande interesse ambiental. Neste contexto, esta pesquisa teve como objetivo principal testar o desempenho de tecnologias eletroqu?micas para a remo??o e quantifica??o de metais pesados. Primeiramente, a t?cnica eletroanal?tica de esgotamento ou redissolu??o (Adsortion stripping voltammetry, em ingl?s) com eletrodo de carbono v?treo (GC) foi padronizada a fim de usar essa metodologia para a quantifica??o dos metais durante sua elimina??o mediante o processo de eletrocoagula??o (EC). As curvas anal?ticas necess?rias foram avaliadas visando obter confiabilidade na determina??o e quantifica??o de Cd2+ e Pb2+ separadamente ou em uma mistura (solu??es sint?ticas contendo Cd2+ e Pb2+). Entretanto, o processo de remo??o mediante a EC foi desenvolvida empregando uma c?lula eletroqu?mica em fluxo cont?nuo (EFC) para a remo??o de Cd2+ e Pb2+. Os experimentos foram realizados utilizando eletrodos em placas paralelas de Al com 10 cm de di?metro e ?rea de 63,5 cm2. A otimiza??o das condi??es para a remo??o de Cd2+ e Pb2+ no tratamento de 2 L de solu??o, com fluxo de 151 L h-1 foram estudadas em fun??o de diferentes valores de corrente aplicada durante 30 min. A remo??o dos ?ons de Cd2+ e Pb2+ da solu??o foram monitoradas durante a eletr?lise utilizando a voltametria de redissolu??o empregando o GC como sensor. Os resultados mostraram que a elimina??o de Pb2+? eficiente quando o processo de EC ? utilizado, obtendo valores de remo??o de 98% em 30 min. Este comportamento ? dependente da corrente aplicada, o que implica num aumento do consumo de energia. A partir dos resultados tamb?m verificou-se que a voltametria de redissolu??o (AdSV) ? bastante confi?vel na determina??o da concentra??o de Pb2+, quando comprada com a t?cnica de absor??o at?mica (AA). Diante disto, como segundo objetivo deste trabalho foi avaliar a remo??o de Cd2+ e Pb2+ mediante a EC, acoplando esta tecnologia eletroqu?mica com a metodologia eletroanal?tica para a quantifica??o destes metais durante sua remo??o de efluentes sint?ticos. A efici?ncia de remo??o, com o aumento da corrente foi confirmada, obteve-se remo??o 93% e 100% de Cd2+ e Pb2+ respectivamente, ap?s 30 min de EC. O aumento da corrente promove a oxida??o dos eletrodos de sacrif?cio, e consequentemente o aumento da quantidade de coagulantes, que influencia a elimina??o dos metais em solu??o. A AdSV ? uma maneira r?pida, confi?vel, econ?mica e simples para determinar ?ons de Cd2+ e Pb2+ durante suas remo??es, o m?todo eletroanal?tico pode ser utilizado com confian?a aceit?vel, assegurando a precis?o da quantifica??o e uma boa sensibilidade e, al?m disso, ? mais barato do que os normalmente usados, que requerem a utiliza??o de reagentes t?xicos e mais caros. Os nossos resultados demonstraram o potencial de t?cnicas eletroanal?ticas para monitorar o curso de interven??es ambientais. Assim, a aplica??o das duas t?cnicas associadas pode ser um caminho confi?vel para monitoramento de impactos ambientais devido ? contamina??o de ecossistemas aqu?ticos por metais pesados. / Heavy metals are present in industrial waste. These metals can generate a large environmental impact contaminating water, soil and plants. The chemical action of heavy metals has attracted environmental interest. In this context, this study aimed to test t he performance of electrochemical technologies for removing and quantifying heavy metals. First ly , the electroanalytical technique of stripping voltammetry with glassy carbon electrode (GC) was standardized in order to use this method for the quantificatio n of metals during their removal by electrocoagulation process (EC). A nalytical curves were evaluated to obtain reliability of the determin ation and quantification of Cd 2+ and Pb 2+ separately or in a mixture. Meanwhile , EC process was developed using an el ectrochemical cell in a continuous flow (EFC) for removing Pb 2+ and Cd 2+ . The se experiments were performed using Al parallel plates with 10 cm of diameter ( ? 63.5 cm 2 ) . The optimization of conditions for removing Pb 2+ and Cd 2+ , dissolved in 2 L of solution at 151 L h - 1 , were studied by applying different values of current for 30 min. Cd 2+ and Pb 2+ concentrations were monitored during electrolysis using stripping voltammetry. The results showed that the removal of Pb 2 + was effective when the EC pro cess is used, obtaining removals of 98% in 30 min. This behavior is dependent on the applied current, which implies an increase in power consumption. From the results also verified that the stripping voltammetry technique is quite reliable deter mining Pb 2+ concentration , when compared with the measurements obtained by atomic absorption method (AA). In view of this, t he second objective of this study was to evaluate the removal of Cd 2+ and Pb 2+ (mixture solution) by EC . Removal efficiency increasing current was confirmed when 93% and 100% of Cd 2+ and Pb 2+ was removed after 30 min . The increase in the current promotes the oxidation of sacrificial electrodes, and consequently increased amount of coagulant, which influences the removal of heavy metals in solution. Adsortive voltammetry is a fast, reliable, economical and simple way to determine Cd 2+ and Pb 2+ during their removal. I t is more economical than those normally used, which require the use of toxic and expensive reagents. Our results demonstrated the potential use of electroanalytical techniques to monitor the course of environmental interventions. Thus, the application of the two techniques associated can be a reliable way to monitor environmental impacts due to the pollution of aquatic ecosystems by heavy metals.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-05-03T22:43:00Z No. of bitstreams: 1 DanielaKarlaDeSouzaXavier_TESE.pdf: 4236120 bytes, checksum: a0db19e3df4a3c61ac6a6e307ff2ece3 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-05-04T23:05:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DanielaKarlaDeSouzaXavier_TESE.pdf: 4236120 bytes, checksum: a0db19e3df4a3c61ac6a6e307ff2ece3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-04T23:05:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DanielaKarlaDeSouzaXavier_TESE.pdf: 4236120 bytes, checksum: a0db19e3df4a3c61ac6a6e307ff2ece3 (MD5) Previous issue date: 2015-01-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Este trabalho foi desenvolvido realizando estudos de degrada??o de efluentes mediante o tratamento eletroqu?mico usando o eletrodo de PbO2. A oxida??o eletroqu?mica (OE) de hidroquinona (H2Q) foi realizada, em meio ?cido, utilizando eletrodo de PbO2 por eletr?lise galvanost?tica, aplicando densidade de corrente de 10 e 30 mA/cm2. A concentra??o de H2Q foi monitorada por voltametria de pulso diferencial (DPV). Os resultados experimentais de eletr?lise galvanost?tica mostraram que os desempenhos do processo dependem significativamente da densidade de corrente aplicada, obtendo efici?ncias de remo??o de 100% e 80% aplicando 30 e 10 mA/cm2, respectivamente. Al?m disso, a t?cnica eletroanal?tica foi eficiente ao ser utilizada como um m?todo de detec??o de H2Q. Com o intuito de testar a efici?ncia do eletrodo de PbO2, foi realizado o tratamento eletroqu?mico de um efluente real, chorume de um aterro. O res?duo l?quido percolado (600 mL do efluente) foi tratado numa c?lula eletroqu?mica em batelada, com ou sem adi??o de NaCl, aplicando 7 mA/cm2. A efici?ncia da OE foi avaliada em fun??o da remo??o de coliformes termo-tolerantes, carbono org?nico total (COT), f?sforo total e metais (cobre, cobalto, cromo, ferro e n?quel). Estes resultados mostraram que, uma eficiente remo??o de coliformes foi obtida (100 %), e ainda ocorreu a diminui??o da concentra??o de metais pesados mediante os processos ao catodo. Entretanto, os resultados de COT n?o foram satisfat?rios, atingindo baixas remo??es da carga org?nica total dissolvida. Por se tratar de um efluente considerado complexo foram desenvolvidos outros testes com este efluente para acompanhar um n?mero maior de par?metros de descontamina??o (Turbidez, S?lidos Totais, Cor, Condutividade, Carbono Org?nico Total (COT) e metais (B?rio, Cromo, L?tio, Mangan?s e Zinco)), comparando a efici?ncia do tipo de tratamento eletroqu?mico (EO ou eletrocoagula??o) usando uma c?lula em fluxo. Neste ensaio foi comparado a eletrooxida??o em fluxo cont?nuo. No caso da OE, Ti/IrO2-TaO5 foi usado como anodo, no entanto, no processo de eletrocoagula??o, eletrodos de alum?nio foram usados; aplicando densidades de correntes de 10, 20 e 30 mA/cm2, na presen?a e aus?ncia de NaCl como eletr?lito. Os resultados mostraram que a EO usando Ti/IrO2-TaO5 como anodo foi eficiente quando o Cl- estava presente no efluente. Contrariamente, a eletrocoagula??o em fluxo reduz a mat?ria org?nica dissolvida no efluente, sob certas condi??es experimentais. / This work was performing effluent degradation studies by electrochemical treatment. The electrochemical oxidation (EO) hydroquinone (H2Q) was carried out in acid medium, using PbO2 electrode by galvanostatic electrolysis, applying current densities of 10 and 30 mA/cm2 . The concentration of H2Q was monitored by differential pulse voltammetry (DPV). The experimental results showed that the galvanostatic electrolysis process performance significantly depends on the applied current density, achieving removal efficiencies of 100% and 80 % and 10 applying 30 mA/cm2 , respectively. Furthermore, the electroanalytical technique was effective in H2Q be used as a detection method. In order to test the efficiency of PbO2 electrode, the electrochemical treatment was conducted in an actual effluent, leachate from a landfill. The liquid waste leachate (600ml effluent) was treated in a batch electrochemical cell, with or without addition of NaCl by applying 7 mA/cm2 . The efficiency of EO was assessed against the removal of thermo-tolerant coliforms, total organic carbon (TOC), total phosphorus and metals (copper, cobalt, chromium, iron and nickel). These results showed that efficient removal of coliforms was obtained (100%), and was further decrease the concentration of heavy metals by the cathode processes. However, results were not satisfactory TOC, achieving low total removal of dissolved organic load. Because it is considered an effluent complex were developed other tests with this effluent to monitor a larger number of decontamination parameters (Turbidity, Total Solids, Color, Conductivity, Total Organic Carbon (TOC) and metals (barium, chromium, lithium, manganese and Zinc), comparing the efficiency of this type of electrochemical treatment (EO or electrocoagulation) using a flow cell. In this assay was compared to electro streaming. In the case of the OE, Ti/IrO2-TaO5 was used as the anode, however, the electrocoagulation process, aluminum electrodes were used; applying current densities of 10, 20 and 30 mA/cm2 in the presence and absence of NaCl as an electrolyte. The results showed that EO using Ti/IrO2?TaO5 was anode as efficient when Cl- was present in the effluent. In contrast, the electrocoagulation flow reduces the dissolved organic matter in the effluent, under certain experimental conditions.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-06-21T19:18:46Z No. of bitstreams: 1 ElaineCristinaMartinsDeMoura_TESE.pdf: 5422333 bytes, checksum: ecd586793555868159174eba1128026f (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-06-21T21:40:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ElaineCristinaMartinsDeMoura_TESE.pdf: 5422333 bytes, checksum: ecd586793555868159174eba1128026f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-21T21:40:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ElaineCristinaMartinsDeMoura_TESE.pdf: 5422333 bytes, checksum: ecd586793555868159174eba1128026f (MD5) Previous issue date: 2015-07-28 / O cromo hexavalente ? um dos metais pesados presente em diversos efluentes industriais, e dependendo de sua concentra??o pode causar danos irrepar?veis ao meio ambiente e aos seres humanos. Diante deste contexto, este trabalho objetivou-se na aplica??o de m?todos eletroqu?micos para monitorar e remover o Cr6+ em efluente simulado. Para o monitoramento foi aplicada a Voltametria de Pulso Diferencial (VPD), utilizando os eletrodos de ultra tra?o de grafite (trabalho), Ag/AgCl (refer?ncia) e platina (contra-eletrodo), as amostras coletadas foram complexadas com a 1,5-difenilcarbazida e em seguida submetidas ? an?lise. Na remo??o de Cr6+ foi aplicado o processo de eletrocoagula??o (EC), utilizando eletrodos de Fe e Al. As vari?veis que constitu?ram o planejamento fatorial 24, aplicado para otimiza??o do processo de EC, foram: densidade de corrente (5 e 10 mA.cm-2), temperatura (25 e 60?C), concentra??o (50 e 100 ppm) e velocidade de agita??o (400 e 600 RPM). Atrav?s dos testes preliminares foi poss?vel a adequa??o da aplica??o da VPD para o monitoramento de Cr6+, removido durante a o processo de EC. Os eletrodos de Fe e Al, como ?nodos de sacrif?cio, mostraram resultados satisfat?rios no processo de EC, entretanto o Fe favoreceu uma remo??o completa em 30 min, enquanto que, com Al ocorreu em 240 min. Na aplica??o do planejamento fatorial 24 e an?lise da Metodologia de Superf?cie de Resposta foi poss?vel a otimiza??o do processo de EC para remo??o de Cr6+ em H2SO4 0,5 mol.L-1, na qual a temperatura, com efeito positivo, foi a vari?vel que apresentou maior signific?ncia estat?stica em rela??o ?s demais vari?veis e intera??es, enquanto que na otimiza??o do processo de EC para remo??o de Cr6+ em NaCl 0,1 mol.L-1 a densidade de corrente, com efeito positivo, e a concentra??o, com efeito negativo, foram as vari?veis que apresentaram maior signific?ncia estat?stica em rela??o ? temperatura, velocidade de agita??o e as demais intera??es. A utiliza??o dos eletr?litos suportes NaCl e Na2SO4 n?o apresentaram diferen?as significativas, entretanto o NaCl apresentou uma r?pida melhora na cin?tica de remo??o de Cr6+, e o aumento da concentra??o de NaCl proporcionou um aumento na condutividade da solu??o, o que resultou em menor consumo energ?tico. Os desgastes dos eletrodos avaliados em todos os processo de EC mostraram que o Al em H2SO4 0,5 mol.L-1, sofre anodiza??o durante o processo de EC, logo a perda de massa experimental ? menor que a perda de massa te?rica, entretanto Fe, no mesmo meio, mostrou uma perda de massa experimental maior que a estimada teoricamente, porque ocorre uma rea??o espont?nea do Fe com H2SO4, e quando o meio reacional foi o NaCl e Na2SO4 a perda de massa experimental aproximou-se da perda de massa te?rica. E ainda foi verificado o consumo energ?tico de todos os processos aplicados neste estudo, os quais apresentaram um baixo custo operacional, viabilizando desta forma a aplica??o do processo de EC para o tratamento de efluentes industriais. Os resultados obtidos foram satisfat?rios, pois foi alcan?ada a remo??o completa do Cr6+ em todos os processos aplicados neste estudo. / Hexavalent chromium is a heavy metal present in various industrial effluents, and depending on its concentration may cause irreparable damage to the environment and to humans. Facing this surrounding context, this study aimed on the application of electrochemical methods to determine and remove the hexavalent chromium (Cr6+) in simulated wastewater. To determine was applied to cathodic stripping voltammetry (CSV) using ultra trace graphite electrodes ultra trace (work), Ag/AgCl (reference) and platinum (counter electrode), the samples were complexed with 1,5- diphenylcarbazide and then subjected to analysis. The removal of Cr6+ was applied electrocoagulation process (EC) using Fe and Al electrodes. The variables that constituted the factorial design 24, applied to optimizing the EC process, were: current density (5 and 10 mA.cm-2), temperature (25 and 60 ?C), concentration (50 and 100 ppm) and agitation rate (400 and 600 RPM). Through the preliminary test it was possible the adequacy of applying the CSV for determining of Cr6+, removed during the EC process. The Fe and Al electrodes as anodes sacrifice showed satisfactory results in the EC process, however Fe favored complete removal in 30 min, whereas with Al occurred at 240 min. In the application of factorial design 24 and analysis of Response Surface Methodology was possible to optimize the EC process for removal of Cr6+ in H2SO4 solution (0.5 mol.L-1), in which the temperature, with positive effect, was the variable that presented higher statistical significance compared with other variables and interactions, while in optimizing the EC process for removal of Cr6+ in NaCl solution (0.1 mol.L-1) the current density, with positive effect, and concentration, with a negative effect were the variables that had greater statistical significance with greater statistical significance compared with other variables and interactions. The utilization of electrolytes supports NaCl and Na2SO4 showed no significant differences, however NaCl resulted in rapid improvement in Cr6+ removal kinetics and increasing the NaCl concentration provided an increase in conductivity of the solution, resulting in lower energy consumption. The wear of the electrodes evaluated in all the process of EC showed that the Al in H2SO4 solution (0.5 mol.L-1), undergoes during the process of anodization CE, then the experimental mass loss is less than the theoretical mass loss, however, the Fe in the same medium showed a loss of mass greater experimental estimated theoretically. This fact is due to a spontaneous reaction of Fe with H2SO4, and when the reaction medium was the NaCl and Na2SO4 loss experimental mass approached the theoretical mass loss. Furthermore, it was observed the energy consumption of all processes involved in this study had a low operating cost, thus enabling the application of the EC process for treating industrial effluents. The results were satisfactory, it was achieved complete removal of Cr6+ in all processes used in this study.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KatiaRS_TESE.pdf: 3330352 bytes, checksum: a77bcf257b8b71b30d6dadf0de0d7fd4 (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Among the waste generated in the petrochemical industry water associated with oil production is the most important. It is considered one of the great challenges due to the presence of considered toxic chemicals present in this composition. The presence of these substances difficult to reuse the water associated with the enhanced recovery processes, so that prior to their reuse or disposal, treatment is necessary. This paper aimed to study the removal efficiency of chemical species: Ba2+, Ni2+, Cd2+, Cu2+, Cr3+, Sr2+ and Zn2+, present in the composition of the water associated with oil production by electrocoagulation. The evaluation of removal of these chemical species was performed by laboratory tests using electrochemical batch reactors and continuous flow. Initial tests were performed with electrocoagulation of synthetic wastewater in batch reactor using iron electrode. Results of removal of Zn2+ and Ni2+ were 78 % and 59 % respectively. While the percentage of removed Ba2+ was 19 % by 30 minutes of treatment and by applying current of 1.10 A. The tests were performed on effluent batch reactor applying the electrochemical technique with stainless steel electrodes 304, the objective was to remove part of the dispersed oil and also of organic compounds in the effluent. Under the experimental conditions used, the maximum result was obtained TOG was 60 % and TOC was approximately 50 % compared to the initial concentration. In the experiments carried out in continuous reactor, with effluent semisynthetic, have been used electrodes of iron and aluminum and the results were 100 % removal of Cd2+, Cu2+, Cr3+ and Zn2+ and 77 % of Sr2+. These percentages were only attainable through the use of the iron electrode. However, when the electrode was replaced by aluminum, there was a reduction in the percentage of removal to 65 %, using the same flow rate and current. Therefore according to the results obtained using the iron electrode was more effective in removing these metals and the conditions of lower current and lower flow rate was satisfactory, as observed in the experimental design adopted / Dentre os res?duos gerados na ind?stria petroqu?mica a ?gua associada ? produ??o de petr?leo ? a mais importante. Ela ? considerada um dos grandes desafios devido ? presen?a de subst?ncias qu?micas consideradas t?xicas presente na sua composi??o. A presen?a dessas subst?ncias dificulta a reutiliza??o da ?gua associada nos processos de recupera??o avan?ada, fazendo com que antes da sua reutiliza??o ou descarte, seja necess?rio seu tratamento. Este trabalho teve como objetivo o estudo da efici?ncia de remo??o das esp?cies qu?micas: Ba2+, Ni2+, Cd2+, Cu2+, Cr3+, Sr2+e Zn2+, presentes na composi??o da ?gua associada ? produ??o de petr?leo por eletrocoagula??o. A avalia??o de remo??o dessas esp?cies qu?micas foi realizada por testes em laborat?rio utilizando reatores eletroqu?micos de batelada e de fluxo cont?nuo. Os testes iniciais da eletrocoagula??o foram realizados com efluente sint?tico em reator batelada utilizando eletrodo de ferro. Os resultados de remo??o de Zn2+ e de Ni2+ foram de 78% e 59%, respectivamente. Enquanto que o percentual removido de Ba2+ foi de 19%, em 30 minutos de tratamento, aplicando corrente de 1,10A. Os testes com efluente foram realizados em reator batelada aplicando a t?cnica eletroqu?mica com eletrodos de inox 304, o objetivo foi remover parte do ?leo disperso e tamb?m, de compostos org?nicos presentes no efluente. De acordo com as condi??es experimentais usadas, o resultado m?ximo obtido de TOG foi de 60% e de TOC foi aproximadamente de 50%, em rela??o ? concentra??o inicial. Para os experimentos realizados em reator cont?nuo, com efluente semi-sint?tico, foram usados eletrodos de ferro e de alum?nio e os resultados obtidos foram de 100% de remo??o de Cd2+, Cu2+, Cr3+ e Zn2+ e 77% de Sr2+. Esses percentuais s? foram poss?veis de alcan?ar mediante o uso do eletrodo de ferro. Entretanto quando esse eletrodo foi substitu?do pelo de alum?nio, ocorreu um decr?scimo no percentual de remo??o para 65%, utilizando-se a mesma vaz?o e corrente. Portanto segundo os resultados obtidos, a utiliza??o do eletrodo de ferro mostrou-se mais eficaz na remo??o desses metais e as condi??es de menor vaz?o e menor corrente foram satisfat?rias, conforme observado no planejamento fatorial adotado