Neste trabalho foi investigado o mecanismo de fotodegradação de polímeros e também a ação de agentes estabilizantes. Foi investigada a degradação oxidativa de polímeros solúveis em água como poli(vinilpirrolidona), PVP; poli(acrilamida), PAM e poli(etilenoglicol), PEG na presença de peróxido de hidrogênio, reagente de Fenton e sal de ferro. O PVP apresentou a menor fotoestabilidade enquanto a PAM apresentou a maior fotoestabilidade. O sal de ferro não promoveu a degradação. As soluções de PEG foram fotooxidadas com os sistemas UV/H2O2, Fenton e foto-Fenton e as amostras foram analisadas por GPC e HPLC. A análise por GPC das soluções de PEG mostrou que em todas as condições oxidativas usadas, a fotooxidação leva a uma queda acentuada da Mw, caracterizando um mecanismo de quebra de cadeia aleatório. Para os três sistemas usados, a polidispersidade aumenta após a degradação, confirmando o mecanismo de quebra aleatória de cadeia. As medidas de GPC também mostraram que a velocidade de degradação é muito maior com o sistema foto-Fenton (kd = 1,010-4 mol.g-1.min-1), seguida pelo sistema UV/H2O2 (kd = 3,610-5 mol.g-1.min-1). O uso do reagente de Fenton apresentou a menor velocidade de degradação (kd = 1,110-6 mol.g-1.min-1). Os produtos de degradação do PEG, nos três sistemas analisados, foram analisados por HPLC, sendo identificados produtos de menor peso molecular, entre eles, EG, 2EG, 3EG, 4EG, e os ácidos glicólico e fórmico. O mecanismo envolve um processo consecutivo em que os etilenoglicóis de maior peso molecular dão origem aos de menor peso molecular. Etilenoglicóis de cadeia curta foram usados com sucesso como moléculas modelo para prever o mecanismo de fotodegradação do PEG. Fenóis primários combinados com antioxidantes secundários contendo fósforo são os sistemas estabilizantes mais efetivos, amplamente usados na estabilização do processamento e na aplicação de olefinas a longo prazo. O mecanismo de reação de hidrólise dos antioxidantes fosfito, escolhidos para diferenciar na estrutura química e no conteúdo de fósforo, é investigado através da espectrometria de massas. Substituintes diferentes em torno do átomo de fósforo mostram um efeito significativo na estabilidade dos fosfitos com substituintes fenol, produzindo estruturas hidroliticamente estáveis. / The aim of this work was to investigate polymer photodegradation mechanisms and stabilizing agents. The course of photooxidative degradation of some water soluble polymers (poly(vinylpyrrolidone), PVP; poly(acrylamide), PAM and poly(ethylene glycol), PEG) in the presence of hydrogen peroxide, Fenton reagent and iron salt has been investigated. PVP showed the lowest photostability while PAM had the greatest photostability. Iron salt was not efficient promoting degradation. PEG has been photooxidized in Fenton, photo-Fenton and UV/H2O2 systems. Samples were analysed using GPC and HPLC. GPC analysis of PEG solutions showed that in all oxidizing conditions used, the photooxidation of PEG aqueous solutions leads to an abrupt decrease of Mw, which means that the degradation of PEG implies a random chain scission mechanism. Polydispersity increases after degradation in all the systems used, confirming a random chain scission mechanism. GPC analysis also showed that the rate of degradation is much higher for the photo-Fenton system (kd = 1,010-4 mol.g-1.min-1), followed by UV/H2O2 system (kd = 3,610-5 mol.g-1.min-1 ). Fenton reagent has the lowest degradation rate (kd = 1,110-6 mol.g-1.min-1). The degradation products of PEG in all oxidizing systems, were analyzed by HPLC and lower molecular weight products were detected, i.e., EG, 2EG, 3EG, 4EG, glycolic and formic acids. The mechanism involved a consecutive process, were the larger ethyleneglycols gave rise, successively, to smaller ones. This suggested that the mechanism involved successive scissions of the polymer chain. Ethyleneglycols were successfully used as model molecules to predict PEGs photodegradation mechanism. Primary hindered phenols in combination with phosphorous-based secondary antioxidants are one of the most effective stabilizing systems, widely used in the processing stabilization and long-term application of polyolefins. The hydrolysis reaction mechanism of phosphite antioxidants, chosen to differ in chemical structure and phosphorus content, is investigated by mass spectrometric means. The analytes under investigation are exposed to accelerated humid ageing conditions and their hydrolytic pathway and stability is investigated. Different substituents around the phosphorus atom are shown to have a significant effect on the stability of the phosphites with phenol substituent producing very hydrolytically stable structures.

Atualmente, um dos tópicos mais relevantes da Química Ambiental é a qualidade da água. A preocupação com micropoluentes, poluentes que estão presentes no meio ambiente em con-centrações de μg L-1 a ng L-1, tem aumentado recentemente. O objetivo deste trabalho foi estudar a degradação de antibióticos de duas classes: norfloxacina (fluoroquinolona), sulfati-azol e sulfametazina (sulfonamidas) e o anti-inflamatório não esteroide diclofenaco de sódio pelo acoplamento do Processo Ferro Zero, com nanopartículas de Fe0 ou lã de aço comercial, ao Processo Fenton. Teve-se como metas a identificação de produtos de degradação, a avali-ação da ecotoxicidade (Lactuca sativa) e da atividade antimicrobiana (Escherichia coli). Os experimentos de degradação foram realizados via planejamento fatorial 22 com a finalidade de se determinar os efeitos dos parâmetros reacionais (pH e vazão) sobre o desempenho do Processo Ferro Zero. As partículas de Fe0 sintetizadas foram nanométricas (< 100 nm), verificou-se a sua morfologia esférica e constatou-se a presença de Fe0, óxidos de ferro e hidróxidos de ferro. O Processo Ferro Zero em meio óxico, utilizando as NPFe0 ou a lã de aço comercial, obteve remoções de 31,5 ± 1,5% ou 51,9 ± 3,9%, respectivamente. Ao se realizar o Processo Ferro Zero em meio anóxico, observou-se que a degradação redutiva foi mais eficiente que a oxidativa, removendo-se aproximadamente 51,4 ± 2,3% ou 59,6 ± 1,9% com nanopartículas de Fe0 ou lã de aço comercial, respectivamente. Para o sulfatiazol obtiveram-se remoções de 77,7 ± 1,9% ou 73,4 ± 3,2%, para a sulfametazina remoções de 54,8 ± 2,7% ou 50,6 ± 2,8% e, para a norfloxacina, 68,9 ± 2,2% ou 67,2 ± 2,0%, quando se utilizaram as nanopartículas de ferro metálico ou a lã de aço comercial, respectivamente. Todos os processos não geraram ecotoxicidade ao organismo-teste (Lactuva sativa). Entretanto, as nanopartículas de Fe0 foram mais eficientes na remoção da atividade antimicrobiana (Escherichia coli) e produziram menores concentrações de ferro dissolvido ao final do tratamento, sendo mais indicadas para a degradação da norfloxacina. O uso das nanopartículas de ferro foi capaz de, praticamente, remover a atividade antimicrobiana da norfloxacina. / Presently, one of the most relevant topics in environmental chemistry is water quality. The concern with micropollutants, which are pollutants present in the environment in concentra-tions ranging from μg L-1 to ng L-1, has recently increased. The objective of this work was to study the degradation of the antibiotics: norfloxacin (fluoroquinolone), sulfathiazole, and sulfamethazine (sulfonamides) and the nonsteroidal anti-inflammatory sodium diclofenac by coupling Zero-Valent Iron (with Fe0 nanoparticles or commercial steel wool) and Fenton pro-cesses. The study aimed at identifying degradation products and assessing ecotoxicity (Lactuca sativa) and antimicrobial activity (Escherichia coli). The degradation experiments followed a factorial design 22 in order to determine the effects of the reaction parameters (pH and flow rate) on the performance of the Zero-Valent Iron process. Iron nanoparticles were synthesized (< 100 nm), their spherical morphology checked, and the presence of Fe0, iron oxides, and iron hydroxide confirmed. The Zero-Valent Iron process in oxic media, using NPFe0 or commercial steel wool, obtained removals of 31.5 ± 1.5% or 51.9 ± 3.9%, respec-tively. Using the Zero-Valent Iron process in anoxic medium, it was observed that the reduc-tive degradation was more efficient than the oxidative one, removing approximately 51.4 ± 2.3% and 59.6 ± 1.9% when using Fe0 nanoparticles and commercial steel wool, respectively. For sulfathiazole, sulfamethazine, and norfloxacin, removals of 77.7 ± 1.9% or 73.4 ± 3.2%, 54.8 ± 2.7% or 50.6 ± 2.8%, and 68.9 ± 2.2% or 67.2 ± 2.0% were obtained when Fe0 nano-particles or commercial steel wool trade were used, respectively. All of the processes did not generate ecotoxicity towards the test-organism (Lactuva sativa). However, the Fe0 nanoparti-cles were more effective in removing the antimicrobial activity (Escherichia coli) and pro-duced lower concentrations of dissolved iron at the end of the treatment, being more suitable for degrading norfloxacin. The use of the iron nanoparticles was able to virtually remove the antimicrobial activity of norfloxacin.

O objetivo principal deste estudo foi determinar a origem da inibição do processo foto-Fenton [Fe(II)/Fe(III), H2O2, luz UV] pelo íon cloreto. Um estudo das reações primárias da etapa fotocatalítica do processo foto-Fenton por fotólise por pulso de laser na presença de NaCl mostrou que a inibição reflete: i) fotólise competitiva dos complexos Fe(Cl)2+ e Fe(Cl)2+; ii) captura do radical hidroxila (dependente do pH) pelo íon cloreto. Esses dois processos formam o ânion radical menos reativo Cl2•- em lugar do radical HO•-, provocando uma progressiva inibição da reação de degradação com a diminuição do pH. Modelagem cinética destes resultados previa que a manutenção do pH em 3,0 durante a fotodegradação evitaria a formação do Cl2•-, o que foi confirmada através de experimentos de fotodegradação do fenol e da gasolina em meio aquoso na presença de NaCl. Por outro lado, na degradação do fenol pela reação térmica de Fenton [Fe(II)/Fe(III), H2O2], o radical hidroxila não parece ter um papel muito importante. A degradação térmica não foi inibida pela presença de íon cloreto e a cinética de mineralização do fenol pela reação térmica de Fenton é indistinguível da degradação do fenol pelo processo foto-Fenton inibido por NaCl. Isso sugere que a reação proposta por Hamilton, isto é, a redução de Fe(III) a Fe(II) por catecol (o principal intermediário inicial da oxidação do fenol) na presença de H2O2, é o mecanismo principal de catálise da reação térmica de Fenton no nosso sistema. / The principal objective of the present study was to determine the origin of the inhibition of the photo-Fenton process [Fe(II)/Fe(III), H2O2, UV light] by chloride ion. A laser flash photolysis study of the primary reactions involved in the photocatalytic step of the photo-Fenton process in the presence of NaCl demonstrated that the inhibition reflects: i) competitive photolysis of the complexes Fe(Cl)2+ and Fe(Cl)2+; ii) pH-dependent sequestration of the hydroxyl radical by chloride ion. Both processes form the less reactive radical anion Cl2•- instead of HO•, resulting in a progressive inhibition of the degradation with decreasing reaction pH. Kinetic modeling of these results predicted that maintaining the pH at 3.0 throughout the reaction should prevent the formation of Cl2•-, a prediction confirmed experimentally for the photodegradation of phenol and gasoline. In contrast, in the degradation of phenol via the thermal Fenton reaction [Fe(II)/Fe(III), H2O2], the hydroxyl radical does not appear to play a very important role. Thus, the thermal degradation is not inhibited by chloride ion and the kinetics of mineralization of phenol by the thermal Fenton reaction are indistinguishable from those for degradation of phenol in the photo-Fenton reaction inhibited by NaCl. This suggests that the reaction proposed by Hamilton, i.e., reduction of Fe(III) to Fe(II) by catechol (the major initial intermediate in the oxidation of phenol) in the presence of H2O2, is the principal catalytic mechanism operative in the thermal Fenton reaction in our system.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giuliano Moraes.pdf: 1569647 bytes, checksum: 380feb142cc12f4a1405c905fbd0d4cd (MD5) Previous issue date: 2016-10-28 / The problems caused by textile effluents generates a major concern due to high resistance to decay naturally the substances that form the dyes and risks to health caused mainly by a group of wellknown dyes as azo-dyes that studies show they have a carcinogenic potential.Over the years many technologies have been studied to minimize as much as possible and to solve this problem. Between these alternatives there is the Fenton reaction, based on the catalytic decomposition of hydrogen peroxide in an acidic medium (Fe2 + / H2O2), is a process of great potential for the treatment of effluents. The process can be optimized with a UV radiation source 3.0 and pH values. The process efficiency is compromised when trying to work with pH values near neutrality due to the formation of ferric precipitates. To work around this problem heterogeneous degradation, it is presented as a good option because immobilized forms prevent precipitation occurs Fe + 3. The material used is a residue of the production of steel from scrap and pig iron. The material was characterized by FEG scanning electron microscopy and X-ray Diffraction The kinetics of discoloration of the black reactive dye 5 was accompanied by a spectrophotometer, and process efficiency was 97.4% for 30 minutes each test. 18 tests on the same sample material were performed.One of the advantages offered by this material has a low iron leach rate into the medium, on average,this value was 0.7 mg / L. / Giuliano Moraes. Utilização do resíduo da indústria do aço na degradação de corantes reativos.A problemática causada por efluentes têxteis gera uma grande preocupação devido a alta resistência a decomposição de forma natural das substâncias que formam os corantes, além dos riscos à saúde causados principalmente por um grupo de corantes conhecidos como azo-corantes que estudos apresentam que estes tem um potencial carcinogênico.Ao longo dos anos muitas tecnologias vêm sendo estudadas, visando minimizar ao máximo e até resolver este problema. Entre essas alternativas destaca-se a reação de Fenton, baseada na decomposição catalítica de peróxido de hidrogênio em meio ácido (Fe2+/H2O2), constitui um processo de grande potencialidade para o tratamento de efluentes. O processo pode ser otimizado com uma fonte de radiação UV e com valores de pH 3,0. A eficiência do processo fica comprometida quando se tentar trabalhar com valores de pH próximos a neutralidade, devido a formação de precipitados férricos. Para contornar esse problema a degradação heterogênea, apresenta-se como uma boa opção,pois formas imobilizadas impedem que ocorra a precipitação de Fe+3. O material utilizado é um resíduo da produção de aço, a partir de sucata e ferro gusa. O material foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura FEG, e Difração de raios X. A cinética da descoloração do corante preto reativo 5 foi acompanhada por um espectrofotômetro, e a eficiência do processo foi de 97,4% para ensaios de 30 minutos cada. Foram realizados 18 ensaios com a mesma amostra do material. Uma das vantagens apresentadas por este material foi a baixa taxa de lixiviação do ferro para o meio, na média, este valor foi de 0,7 mg/L.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:37:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CAROLINE N BENETTI2.pdf: 1964983 bytes, checksum: 7dd1a3ef0af52a3c7d472348d9fdab9f (MD5) Previous issue date: 2017-03-30 / Oil spills and their derivatives are the main source of water contamination, among them the aromatic hydrocarbons benzene, toluene and xylene (BTX) present in gasoline are some of the most toxic compounds that need to be degraded. Therefore, there is a need for a study of the recently applied advanced processes for remediation considering the characteristics of gasoline marketed in Brazil. In addition, toxicity studies can contribute to assessing the actual quality of contaminated water after remediation, that is assessing impacts to the environment. In this context, the objective of this work was to study the Fenton and photo-Fenton degradation processes for the remediation of water contaminated with benzene, toluene and xylenes and toxicity. The methodology used to determine the BTX was via gas chromatography being the form of extraction through the headspace. A gasoline spill was simulated in water to obtain a soluble fraction where it was possible to verify by Total Organic Carbon the concentration present in the medium. Using the factorial design of experiments, it was possible to verify the best condition of iron and hydrogen peroxide to be used in the Fenton and photo-Fenton process, that is, the concentration where there is greater removal of BTX. The chosen values being 5 mg L-1 of iron and 15 mg L-1 of hydrogen peroxide. The monitoring of phenolic compounds showed that in the first few minutes of reaction phenolic species formation and subsequent decrease, but remaining still significant (approximately 20%) at the end of 120 minutes. Thus, these results have shown that for effective mineralization larger reaction times are still needed. In the determination of the residual peroxide and ferrous and ferric ions it was based by the calorimetric method showing that at the end of the Fenton processes peroxide was not as consumed as in the photo-Fenton process where more hydroxyl radicals (HO) are generated. Toxicity tests performed with the Sinapis alba and Daphnia magna bioindicators for toxicity assessment showed that the by-products formed during the degradation systems caused toxicity to the test organisms used. Thus, it is evident that in addition to the physico-chemical parameters normally evaluated, there is also a need for toxicity studies to evaluate the true impact on the environment of water submitted to this type of remediation. / Os derramamentos de petróleo e seus derivados são a principal fonte de contaminação das águas, dentre eles os hidrocarbonetos aromáticos benzeno, tolueno e xileno (BTX) presentes na gasolina são alguns dos compostos mais tóxicos e que tem a necessidade de serem degradados. Portanto, há a necessidade de um estudo dos processos avançados recentemente aplicados para a remediação considerando as características da gasolina comercializada no Brasil. Além disso, estudos de toxicidade podem contribuir para avaliar a real qualidade da água contaminada após remediação, ou seja, avaliar impactos ao meio ambiente. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar os processos de degradação via sistema Fenton e foto-Fenton para a remediação de águas contaminadas com benzeno, tolueno e xilenos e a toxicidade. A metodologia utilizada para determinação dos BTX foi via cromatografia gasosa sendo a forma de extração através do headspace. Fez-se uma simulação de um derramamento de gasolina em água para obter uma fração solúvel onde foi possível verificar por Carbono Orgânico Total a concentração presente no meio. Utilizando o planejamento fatorial de experimentos foi possível verificar qual é a melhor condição de ferro e peróxido de hidrogênio a ser utilizada no processo Fenton e foto-Fenton, ou seja, a concentração onde há maior remoção de BTX. Sendo os valores escolhidos de 5 mg L-1 de ferro e 15 mg L-1 de peróxido de hidrogênio. O monitoramento de compostos fenólicos mostrou que nos primeiros minutos de reação há formação de espécies fenólicas e posterior diminuição, mas permanecendo ainda significativa (aproximadamente 20%) no final de 120 minutos. Assim, estes resultados demonstraram que para efetiva mineralização tempos maiores de reação ainda são necessários. Na determinação do peróxido residual e de íons ferrosos e férricos foi baseado através do método calorimétrico mostrando que ao final dos processos Fenton o peróxido não foi tão consumido quanto no processo foto-Fenton onde são gerados mais radicais hidroxila (HO.). Ensaios de toxicidade realizados com os bioindicadores Sinapis alba e Daphnia magna para avaliação da toxicidade mostraram que os subprodutos formados durante os sistemas de degradação provocaram toxicidade aos organismos testes utilizados. Assim, ficando evidente que além dos parâmetros físico-químicos normalmente avaliados, há também a necessidade de estudos de toxicidade para avaliar o verdadeiro impacto ao meio ambiente de águas submetidas a este tipo de remediação.

The global population is constantly rising and with the consequent increase in demand for clean water, the planet is facing a looming freshwater shortage. At the current rate, cities around the globe could lose as much as two thirds of their freshwater supply by 2050. To tackle this, there has been a huge surge on the investigation of novel wastewater treatment technologies. Advanced oxidation processes (AOPs) have shown great promise in this regard. Recently using microwaves with AOPs has been proven to exhibit improved reaction rates and thus there is a push towards developing processes involving microwaves and AOPs to achieve high water treatment efficiencies. However no methodical studies have been conducted to the best of our knowledge, to take the lab scale improvements successfully on to the pilot scale wastewater treatment system. To design such a system by coupling microwaves with Fenton process is the objective of this microwave assisted catalytic treatment of wastewater (MICROCAT) research project. Multiphysics simulation was used for cavity design optimisation and common pesticides found in agricultural wastewater were used as candidate impurities. A heterogeneous Fenton catalyst was prepared by a multi-stage thermal and chemical treatment of polyacrylonitrile (PAN) mesh on polypropylene support structure in collaboration with De Montfort University (DMU). The PAN meshes, after each stage of the treatment process, have been characterised using the field emission gun scanning electron microscope (FEGSEM) and electron dispersive X-ray spectroscopy (EDX) for microstructure and composition. The catalyst was used to study the decomposition of a model compound (e.g., carbetamide) using microwave radiation as well as conventional heating. Two kinds of trials were carried out constant power and constant temperature to observe the effect of variation of process parameters on the reaction rates. It was seen that the use of microwave heating enhanced the rate of decomposition compared to conventional heating in both scenarios. Attempts were also made to modify the composition of the catalyst and the support structure using polyvinylidene fluoride (PVDF) and carbon based additives (graphite and carbon black) to improve the microwave absorption characteristics. The combination of additive and PAN/PVDF mixtures has the potential to help in designing a suitable fabric support for catalyst that could be more receptive to microwaves, thereby helping to improve the energy efficiency of the process. Thorough investigation of dielectric properties and microwave absorption characteristics of the catalyst and support materials were performed independently. The heating rates of the meshes were monitored using an infrared thermal imaging camera. The absorption efficiencies of materials commonly used to build water treatment reactors such as polypropylene (PP), Fibreglass reinforced plastic (FRP), polyvinyl chloride (PVC), glass, PTFE, and fused quartz were assessed by subjecting them to constant microwave power experiments to ascertain their utility for making the reactor parts To take the successful lab scale results (100 ml) to scalable levels (80000 ml) for field trails, a new microwave reactor system was designed and tested. The cavity design was aided by multiphysics simulation of the electromagnetic field and temperature distribution inside the cavity. The model was created using COMSOL and provided valuable insight in making several design choices and improvements. The material data used in the model was determined both from our characterisation results and from corroborative literature data. The cavity itself was fully constructed using aluminium and the internal components were made using polypropylene and PTFE within the project timeline. The cavity was commissioned and initial testing at end user sites involved experiments measuring the rate of decomposition of carbetamide and other pesticides the results again emphasising that microwave treatment improves the reaction rates both from lab scale and in pilot scale water treatment situations in comparison to conventional treatment systems. This augers well for the generic applicability of the microwave assisted catalytic reactor system and its potential for the efficient treatment of contaminated water from hard to treat agricultural. Industrial, medical and defence waste/pollutants in future. An added advantage is that the developed microwave treatment system is mobile (on an ISO-container) and hence can reach the remote, contaminated site and treat it then and there rather than transporting the contaminated fluid to the treatment plant in a faraway location.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-04-27T14:30:56Z No. of bitstreams: 1 PDF - Aluízio Gonçalves da Silva.pdf: 2861910 bytes, checksum: fec467664bbab2d62bb600299f8e0d10 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-27T14:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Aluízio Gonçalves da Silva.pdf: 2861910 bytes, checksum: fec467664bbab2d62bb600299f8e0d10 (MD5) Previous issue date: 2015-11-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Algal blooms and toxic cyanobacteria in fountains intended for human supply has been reported in many countries in recent decades due to impacts and human actions in the most diverse ecosystems on the planet. The presence of lineages of cyanobacteria producing cyanotoxins has negative effects on water bodies in particular in the intendend to the public supply due to the harmful effect of these substances on human health and animals. In general, cyanotoxins are not removed by conventional purifying water technologies. This study aimed to evaluate the efficiency of advanced oxidation process with the Fenton reagent in the oxidation of microcystin-LR water for public supply using conventional treatment steps coagulation, flocculation and sedimentation. The study water was prepared by adding the lysed cell cultivation Microcystis aeruginosa dechlorinated with potable water. Oxidation steps were performed, coagulation, flocculation and sedimentation JarTest programmed with rapid mixing -1 time of 10 s, rapid mixing gradient of 1000 s , flocculation time 20 min, flocculation gradient -1 -1 30 s and sedimentation velocity 1,4 cm.min . Different pH ranges were tested (2,0, 4,5 and + 7,0) and different concentrations of the Fenton reagent in the proportion of 1/3 H2O/Fe . The obtained results showed the oxidation of microcystin-LR in the treatments with pH 2,0; 4,5; and 7,0. By scanning the ions in the mass spectrometer it was possible to identify the peaks of mass/charge (m/z) fragments of enabling confirmation of oxidation by the presence of oxidation by products. Furthermore, after sedimentation the Fenton reagent enables significant removal being treatment T2 in time of 15 minutes the best for include percentage removal of turbidity 0,07 uT, true color 2,61 uH, COD 7,7 mg.L and MC-LR 0,07 μg.L. / Florações de algas e cianobactérias tóxicas em mananciais destinados ao abastecimento humano tem sido relatado em vários países nas últimas décadas devido aos impactos e ações do homem nos mais diversos ecossistemas do planeta. A presença de linhagens de cianobactérias produtoras de cianotoxinas tem efeitos negativo nos corpos hídricos em particular nos destinados ao abastecimento público devido ao efeito nocivo dessas substâncias à saúde humana e de animais. Em geral as cianotoxinas não são removidas pelas tecnologias convencionais de potabilização de água. O presente trabalho buscou avaliar a eficiência do processo de oxidação avançada com o reagente Fenton na oxidação da microcistina-LR de água destinada ao abastecimento público utilizando as etapas de tratamento convencional de coagulação, floculação e sedimentação. A água de estudo foi preparada com adição de cultivo de células lisadas de Microcystis aeruginosa com água potável desclorada. Foram realizadas as etapas de oxidação, coagulação, floculação e sedimentação em JarTest programado com tempo de -1 mistura rápida de 10 s, gradiente de mistura rápida 1000 s , tempo de floculação 20 min, -1 -1 gradiente de floculação 30 s e velocidade de sedimentação de 1,4 cm.min . Foram testados diferentes faixas de pH (2,0, 4,5, e 7,0) e diferentes concentrações do reagente Fenton na 2+ proporção de 1/3 de H2O/Fe . Os resultados obtidos mostraram a oxidação da microcistina-LR nos tratamentos com pH 2,0; 4,5; e 7,0. Através da varredura dos íons no espetrômetro de massas foi possível identificar os picos de massa/carga (m/z) dos fragmentos possibilitando a confirmação da oxidação através da presença dos subprodutos da oxidação. Além disso, após a sedimentação o reagente Fenton possibilitou a remoção significativa sendo tratamento T2 no tempo de 15 minutos o melhor por abrangir percentuais de remoção de turbidez 0,07 uT, cor verdadeira 2,61 uH, COD 7,7 mg.L e MC-LR 0,07 µg.L.

Atualmente, um dos tópicos mais relevantes da Química Ambiental é a qualidade da água. A preocupação com micropoluentes, poluentes que estão presentes no meio ambiente em con-centrações de μg L-1 a ng L-1, tem aumentado recentemente. O objetivo deste trabalho foi estudar a degradação de antibióticos de duas classes: norfloxacina (fluoroquinolona), sulfati-azol e sulfametazina (sulfonamidas) e o anti-inflamatório não esteroide diclofenaco de sódio pelo acoplamento do Processo Ferro Zero, com nanopartículas de Fe0 ou lã de aço comercial, ao Processo Fenton. Teve-se como metas a identificação de produtos de degradação, a avali-ação da ecotoxicidade (Lactuca sativa) e da atividade antimicrobiana (Escherichia coli). Os experimentos de degradação foram realizados via planejamento fatorial 22 com a finalidade de se determinar os efeitos dos parâmetros reacionais (pH e vazão) sobre o desempenho do Processo Ferro Zero. As partículas de Fe0 sintetizadas foram nanométricas (< 100 nm), verificou-se a sua morfologia esférica e constatou-se a presença de Fe0, óxidos de ferro e hidróxidos de ferro. O Processo Ferro Zero em meio óxico, utilizando as NPFe0 ou a lã de aço comercial, obteve remoções de 31,5 ± 1,5% ou 51,9 ± 3,9%, respectivamente. Ao se realizar o Processo Ferro Zero em meio anóxico, observou-se que a degradação redutiva foi mais eficiente que a oxidativa, removendo-se aproximadamente 51,4 ± 2,3% ou 59,6 ± 1,9% com nanopartículas de Fe0 ou lã de aço comercial, respectivamente. Para o sulfatiazol obtiveram-se remoções de 77,7 ± 1,9% ou 73,4 ± 3,2%, para a sulfametazina remoções de 54,8 ± 2,7% ou 50,6 ± 2,8% e, para a norfloxacina, 68,9 ± 2,2% ou 67,2 ± 2,0%, quando se utilizaram as nanopartículas de ferro metálico ou a lã de aço comercial, respectivamente. Todos os processos não geraram ecotoxicidade ao organismo-teste (Lactuva sativa). Entretanto, as nanopartículas de Fe0 foram mais eficientes na remoção da atividade antimicrobiana (Escherichia coli) e produziram menores concentrações de ferro dissolvido ao final do tratamento, sendo mais indicadas para a degradação da norfloxacina. O uso das nanopartículas de ferro foi capaz de, praticamente, remover a atividade antimicrobiana da norfloxacina. / Presently, one of the most relevant topics in environmental chemistry is water quality. The concern with micropollutants, which are pollutants present in the environment in concentra-tions ranging from μg L-1 to ng L-1, has recently increased. The objective of this work was to study the degradation of the antibiotics: norfloxacin (fluoroquinolone), sulfathiazole, and sulfamethazine (sulfonamides) and the nonsteroidal anti-inflammatory sodium diclofenac by coupling Zero-Valent Iron (with Fe0 nanoparticles or commercial steel wool) and Fenton pro-cesses. The study aimed at identifying degradation products and assessing ecotoxicity (Lactuca sativa) and antimicrobial activity (Escherichia coli). The degradation experiments followed a factorial design 22 in order to determine the effects of the reaction parameters (pH and flow rate) on the performance of the Zero-Valent Iron process. Iron nanoparticles were synthesized (< 100 nm), their spherical morphology checked, and the presence of Fe0, iron oxides, and iron hydroxide confirmed. The Zero-Valent Iron process in oxic media, using NPFe0 or commercial steel wool, obtained removals of 31.5 ± 1.5% or 51.9 ± 3.9%, respec-tively. Using the Zero-Valent Iron process in anoxic medium, it was observed that the reduc-tive degradation was more efficient than the oxidative one, removing approximately 51.4 ± 2.3% and 59.6 ± 1.9% when using Fe0 nanoparticles and commercial steel wool, respectively. For sulfathiazole, sulfamethazine, and norfloxacin, removals of 77.7 ± 1.9% or 73.4 ± 3.2%, 54.8 ± 2.7% or 50.6 ± 2.8%, and 68.9 ± 2.2% or 67.2 ± 2.0% were obtained when Fe0 nano-particles or commercial steel wool trade were used, respectively. All of the processes did not generate ecotoxicity towards the test-organism (Lactuva sativa). However, the Fe0 nanoparti-cles were more effective in removing the antimicrobial activity (Escherichia coli) and pro-duced lower concentrations of dissolved iron at the end of the treatment, being more suitable for degrading norfloxacin. The use of the iron nanoparticles was able to virtually remove the antimicrobial activity of norfloxacin.

O objetivo desta pesquisa foi estudar a degradação,pelo processo foto-Fenton, de um poluente-modelo (um antibiótico da classe dos nitrufuranos:a nitrofurantoína), utilizando-seLEDs-UV no lugar das lâmpadas tradicionalmente utilizadas, ou seja, das lâmpadas fluorescentes negras.Foram comparadas duas câmaras de irradiação, cada uma com um tipo de fonte, em termos de: porcentagem de remoção, ecotoxicidade (Lactuca sativa), atividade antimicrobiana (Escherichia coli), custos de capital (equipamentos), de operação (consumo energético) e das fontes luminosas, além do espaço ocupado. Os experimentos de degradação foramrealizados e otimizados via planejamento experimental, utilizando-se a Metodologia de Superfície de Resposta, obtendo-se as concentrações ótimas denitrofurantoína, de íons férricoe de peróxido de nitrogênio para cada caso.As câmaras estudadas apresentaram desempenhos semelhantes na remoção de nitrofurantoína (mais de 95% em 15 min), além de não ter havido a geração de produtos ecotóxicos (Lactuca sativa) e de ter sido alcançada a inativação biológica (Escherichia coli) do fármaco.A câmara de irradiação com LEDs é compacta, custa duas vezes menos que a outra e é quatro vezes mais eficiente em termos de consumo elétrico. A única desvantagem encontrada foi o custo dos LEDs-UV. Levando-se em conta o número de LEDs e de lâmpadas fluorescentes negras nas câmaras, o custo é trinta vezes maior. No entanto, o custo adicional dos LEDs-UV em relação às lâmpadas fluorescentes negras é facilmente compensado pela economia realizada nos custos de capital (aquisição do equipamento) e de operação (consumo energético).Em suma, pelo menos no caso da degradação da nitrofurantoína pelo processo foto-Fenton, os LEDs-UV mostraram-se substitutos vantajosos das lâmpadas fluorescentes negras, tradicionalmente utilizadas. / The goal of this research was to study the degradation, by the photo-Fenton process, of a model-pollutant (an antibiotic fromthe nitrofurans group: nitrofurantoin), using UV-LEDs instead of the lamps traditionally used, i.e. black fluorescent lamps. Two irradiation chambers were compared, each one of them with a type of light source, regarding: removal percentage, ecotoxicity (Lactuca sativa), antimicrobial activity (Escherichia coli), capital costs (equipment), operating costs (energy consumption), and light sources costs, as well as the space the chambers occupy.The degradation experiments were performed and optimized by experimental design, using the Response Surface Methodology, and obtaining the optimum concentrations of nitrofurantoin, ferric ions, and hydrogen peroxide, for each of the chambers. The studied chambers showed similar performances regarding nitrofurantoin removal (more than 95% in 15 min), besides the generation of no ecotoxic products (Lactuca sativa) and the biological inactivation (Escherichia coli) of the drug. The irradiation chamber with UV-LEDs is compact,cheaper (it is half of the price of the other one), and it is four times more efficient in terms of electric consumption. The sole disadvantage found was the cost of the UV-LEDs. Taking into consideration the number of LEDs and black fluorescent lamps used in the chambers, thiscost is 30 times greater. However, the additional cost of the UV-LEDsin comparison to black fluorescent lamps is easily compensated by the savings in capital costs (equipment acquisition) and operating costs (electric consumption). In summary, at least regarding the nitrofurantoin degradation by the photo-Fenton process, the UV-LEDs proved to beworthwhile alternatives for black fluorescent lamps, which are traditionally used.

Neste trabalho, utilizou-se um Processo Oxidativo Avançado (POA) para a degradação de uma solução aquosa contendo uma mistura de metilparabeno e propilparabeno (50 μg L-1 cada). O processo estudado foi o foto-Fenton solar, em um reator do tipo CPC operado no modo batelada com reciclo total. As condições operacionais foram otimizadas por meio da Metodologia de Superfície de Resposta (MSR), sendo elas: 771,6 μg H2O2 L-1, 65,3 μg Fe3+ L-1 e vazão 0,9 L min-1. O pH foi fixado em 2,5. A determinação das concentrações dos analitos foi realizada por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência acoplada a um Detector de Arranjo de Diodos (CLAE-DAD), tendo sido monitorado o comprimento de onda 258 nm. Utilizou-se como técnica extratora e de pré-concentração a Microextração Líquido-Líquido Dispersiva (MELLD), sendo o n-octanol o solvente extrator e a acetona o solvente dispersivo. Avaliou-se a cinética de degradação do processo otimizado (em triplicata), obtendo-se uma degradação > 99% em 50 min. As constantes de taxa (em função da dose de energia, unidades m² kW-1) foram 1,2 ± 0,034 (R² = 0,987) e 1,1 ± 0,042 (R² = 0,979) para o metilparabeno e o propilparabeno, respectivamente. O efluente do reator mostrou-se biologicamente inativo, tendo sido testadas sua ecotoxicidade (Lactuca sativa) e sua atividade antimicrobiana (Escherichia coli). / In this work, an Advanced Oxidation Process (AOP) was used for the degradation of aqueous methylparaben and propylparaben (50 μg L-1 each). The studied process was the solar photo-Fenton reaction, using a CPC-type reactor, which was operated in batch mode with total recycle. The experimental conditions were optimized using the Response Surface Methodology (RSM) and the obtained results were: 771.6 μg H2O2 L-1, 65.3 μg Fe3+ L-1, and flow rate 0,9 L min-1. The solution pH was set at 2.5. The analytes concentration were determined by High Efficiency Liquid Chromatography coupled to a Diode-Array Detector (HPLC-DAD), monitoring the 258 nm wavelength. The Dispersive Liquid-Liquid Extraction was used as a pre-concentration and extraction technique before injection, whereas n-octanol was the extraction solvent and acetone was the dispersive one. The optimized degradation process kinetics was assessed (triplicate) and more than 99% degradation was obtained after 50 min. The rate constants (normalized by the energy dose, m2 kW-1 units) were 1.2 ± 0.034 (Rsup>2 = 0.987) and 1.1 ± 0.042 (R2 = 0.979) for methylparaben and propylparaben, respectively. The reactor effluent was biologically inactive, regarding its ecotoxicity (Lactuca sativa) and antimicrobial activity (Escherichia coli).