O presente trabalho trata do desenvolvimento um novo material, diatomita modificada por ferro, como ativador dos oxidantes persulfato de sódio e peróxido de hidrogênio para degradar poluentes prioritários (fenantreno e antraceno), diesel e o poluente emergente ácido perfluoroctanóico (PFOA). Os objetivos deste estudo foram comparar esse novo método com métodos convencionais de ativação para esses oxidantes; e estudar, estatisticamente, a relação ótima entre a quantidade deste material e a concentração de oxidante para a degradação dos contaminantes. A diatomita bruta e as diatomitas modificadas (CAT-5 e CAT-20) foram caracterizadas por diferentes técnicas. Os principais resultados da caracterização mostraram que os materiais são amorfos e que a concentração de ferro foi 4%, 17% e 25% para diatomita bruta, CAT-5 e CAT-20, respectivamente. Os resultados mostraram que os materiais modificados apresentaram significativa atividade catalítica para ativar os oxidantes e degradar os poluentes, sendo a CAT-5 a mais reativa. Resultados satisfatórios foram obtidos utilizando 45 g L-1 de persulfato de sódio com 2,5 g de diatomita modificada (CAT-5), com degradação de 87% e 96% de fenantreno e antraceno, respectivamente, em 168 horas de tratamento. Para o tratamento de solo arenoso contaminado com diesel, os melhores resultados foram obtidos utilizando 41 g L-1 de persulfato de sódio e 1,56 g de CAT-5, obtendo decaimento de 91% de carbono total em 146 horas. A eficiência da decomposição de PFOA mostra que a reatividade dos sistemas seguiu a ordem: peróxido de hidrogênio em altas concentrações > peróxido de hidrogênio em paralelo com persulfato > persulfato alcalino, ambos ativados com CAT-5, atingindo 86%, 69% e 48%, respectivamente, após 6 horas de reação. / The present work deals with the development of a new materials, modified diatomite by iron, as an activator of the oxidants sodium persulfate and hydrogen peroxide to degrade priority pollutants (phenantherene and anthracene), diesel and emerging pollutant perfluorooctanoic acid (PFOA). The aims of this study were to compare this new method with traditional activation method for these oxidants; and to study, statistically, the optimal ratio between the quantity of the material and the concentration of oxidant to the degradation of contaminants. The raw and modified materials were characterized by different techniques. The main characterization results showed that materials are amorphous, and that the iron concentrations were 4,78%, 17,65% and 25% for the raw diatomite, CAT-5 and CAT-20, respectively. The results showed that the modified material showed significant catalytic activity to activate the oxidants and to degrade pollutants, with CAT-5 being the most reactive. Satisfactory results were obtained using 2,5 g of modified diatomite (CAT-%) with sodium persulfate at 45 g L-1, with degradation of 87% and 96% of phenanthrene and anthracene, respectively, in 168 hours of treatment. For the treatment of sandy soil contaminated with diesel, the best result was obtained using 41 g L-1 of sodium persulfate sodium and 1,56 g of CAT-5, resulting in a decrease of 91% of total carbon present in diesel. The PFOA decomposition efficiency for the systems shows that hydrogen peroxide at high concentrations > hydrogen peroxide-activated persulfate > alkaline-activated persulfate, both with CAT-5, achieving 83%, 69% and 48% , respectively, after 6 hours of reaction.

A presença de produtos farmacêuticos no meio ambiente é uma questão emergente, devido à crescente resistência bacteriana. As tecnologias utilizadas em instalações de tratamento de água não são eficientes para remover todos os resíduos farmacêuticos e os efeitos dessas substâncias não são bem conhecidos. No presente trabalho, estudou-se a degradação do antibiótico sulfametoxazol (SMX) por fotólise. O SMX é uma sulfonamida, um dos grupos de antibióticos mais utilizados. A fotodegradação de SMX em solução aquosa foi realizada por radiação UVC, sendo o composto transformado por meio de absorção de fótons de comprimento de onda igual a 254 nm. Os experimentos foram conduzidos em um reator fotoquímico anular tubular feito de vidro Pirex (volume irradiado de 3,9 L). A irradiação foi feita por uma lâmpada de mercúrio de baixa pressão de 36 W posicionada ao longo do eixo do reator. Utilizaram-se 5,5 L de solução aquosa do antibiótico (10-50 mg/L). Os efeitos das concentrações iniciais de SMX e do pH (5, 7 ou 9) foram estudados a partir de um projeto experimental Doehlert. Os resultados indicaram remoções de SMX superiores a 99% em até 30 minutos de exposição à radiação UVC. A análise estatística dos resultados em termos do tempo necessário para redução de 50% da concentração inicial de SMX e da taxa inicial de degradação confirmou que para maior quantidade inicial do antibiótico é possível observar que o pH interfere na resposta, indicando que a fotólise do SMX é mais lenta em meio básico. Por outro lado, para concentrações iniciais mais baixas, não é possível afirmar se o pH interfere ou não na velocidade de degradação de SMX, já que esta ocorre muito rapidamente. Os compostos resultantes da degradação do SMX mostraram-se recalcitrantes, obtendo-se remoções de COT menores que 7%. Medidas de toxicidade baseadas na inibição da luminescência da bactéria Vibrio fischeri, segundo o método Microtox 500®, indicaram aumento de toxicidade das soluções aquosas após irradiação. Além disso, bioensaios respirométricos sugeriram que os produtos gerados na degradação são mais favoráveis à oxidação em sistemas biológicos de tratamento. / The presence of pharmaceuticals in the environment is an emerging issue due to the increasing bacterial resistance. The technologies used in sewage and wastewater treatment plants are not efficient to remove all pharmaceutical residues and the effect of these substances is not well known. In this work, the degradation of the antibiotic sulfamethoxazole (SMX) by photolysis has been studied. SMX belongs to the sulfonamides group, one of the first groups of antibiotics used. The photodegradation of SMX in aqueous solution was carried out by UV radiation, in which the target compound is transformed by absorbing photons with wavelength 254 nm. The experiments were carried out in an annular photochemical reactor made of Pyrex glass (irradiated volume of 3.9 L). The irradiation was provided by a 36 W low-pressure mercury vapor lamp set along the reactor axis. A total volume of 5.5 L of aqueous solution (10-50 mg/L) was used. The effects of SMX initial concentration and pH (5, 7 or 9) were studied according to a Doehlert experimental design. The results showed SMX removals greater than 99% after 30 minutes of UVC irradiation. Statistical analysis of the results in terms of the time needed to remove 50% of SMX initial concentration and the initial degradation rate showed that pH affects the response for higher initial amounts of antibiotic, showing that SMX photolysis is slower in basic medium. On the other hand, for lower initial concentrations, it is not possible to confirm wether pH affects the removal rate or not, because the decrease of SMX concentration is very fast. The compounds resulting from SMX degradation were shown to be recalcitrant, with TOC removals not greater than 7%. Bioassays based on the inhibition of Vibrio fischeri luminescence showed an increase of the toxicity of irradiated aqueous solutions. Moreover, respirometric bioassays suggested that the degradation products produced by SMX degradation are more favorable to oxidation in biological treatment systems.

O presente trabalho trata do desenvolvimento um novo material, diatomita modificada por ferro, como ativador dos oxidantes persulfato de sódio e peróxido de hidrogênio para degradar poluentes prioritários (fenantreno e antraceno), diesel e o poluente emergente ácido perfluoroctanóico (PFOA). Os objetivos deste estudo foram comparar esse novo método com métodos convencionais de ativação para esses oxidantes; e estudar, estatisticamente, a relação ótima entre a quantidade deste material e a concentração de oxidante para a degradação dos contaminantes. A diatomita bruta e as diatomitas modificadas (CAT-5 e CAT-20) foram caracterizadas por diferentes técnicas. Os principais resultados da caracterização mostraram que os materiais são amorfos e que a concentração de ferro foi 4%, 17% e 25% para diatomita bruta, CAT-5 e CAT-20, respectivamente. Os resultados mostraram que os materiais modificados apresentaram significativa atividade catalítica para ativar os oxidantes e degradar os poluentes, sendo a CAT-5 a mais reativa. Resultados satisfatórios foram obtidos utilizando 45 g L-1 de persulfato de sódio com 2,5 g de diatomita modificada (CAT-5), com degradação de 87% e 96% de fenantreno e antraceno, respectivamente, em 168 horas de tratamento. Para o tratamento de solo arenoso contaminado com diesel, os melhores resultados foram obtidos utilizando 41 g L-1 de persulfato de sódio e 1,56 g de CAT-5, obtendo decaimento de 91% de carbono total em 146 horas. A eficiência da decomposição de PFOA mostra que a reatividade dos sistemas seguiu a ordem: peróxido de hidrogênio em altas concentrações > peróxido de hidrogênio em paralelo com persulfato > persulfato alcalino, ambos ativados com CAT-5, atingindo 86%, 69% e 48%, respectivamente, após 6 horas de reação. / The present work deals with the development of a new materials, modified diatomite by iron, as an activator of the oxidants sodium persulfate and hydrogen peroxide to degrade priority pollutants (phenantherene and anthracene), diesel and emerging pollutant perfluorooctanoic acid (PFOA). The aims of this study were to compare this new method with traditional activation method for these oxidants; and to study, statistically, the optimal ratio between the quantity of the material and the concentration of oxidant to the degradation of contaminants. The raw and modified materials were characterized by different techniques. The main characterization results showed that materials are amorphous, and that the iron concentrations were 4,78%, 17,65% and 25% for the raw diatomite, CAT-5 and CAT-20, respectively. The results showed that the modified material showed significant catalytic activity to activate the oxidants and to degrade pollutants, with CAT-5 being the most reactive. Satisfactory results were obtained using 2,5 g of modified diatomite (CAT-%) with sodium persulfate at 45 g L-1, with degradation of 87% and 96% of phenanthrene and anthracene, respectively, in 168 hours of treatment. For the treatment of sandy soil contaminated with diesel, the best result was obtained using 41 g L-1 of sodium persulfate sodium and 1,56 g of CAT-5, resulting in a decrease of 91% of total carbon present in diesel. The PFOA decomposition efficiency for the systems shows that hydrogen peroxide at high concentrations > hydrogen peroxide-activated persulfate > alkaline-activated persulfate, both with CAT-5, achieving 83%, 69% and 48% , respectively, after 6 hours of reaction.

Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2018-03-08T18:31:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) jose_geraldo_mendes_castro_junior.pdf: 20723597 bytes, checksum: f867ab4f1cb9235c24c8c6d16d42c22c (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2018-03-09T18:46:17Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) jose_geraldo_mendes_castro_junior.pdf: 20723597 bytes, checksum: f867ab4f1cb9235c24c8c6d16d42c22c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-09T18:46:17Z (GMT). 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As amostras tratadas foram analisadas pelas t?cnicas de espectrofotometria na regi?o do UVVis, cromatografia l?quida de alta efici?ncia (CLAE) e demanda qu?mica de oxig?nio (DQO). Verificou-se para os diferentes casos envolvendo as baixas densidades de corrente que a remo??o das bandas de absor??o no UV-Vis, a remo??o da concentra??o dos f?rmacos (CLAE) e a redu??o da DQO (grau de mineraliza??o) n?o foram significativos. Contrariamente, no caso das elevadas densidades de corrente evidenciou-se uma significante melhora na degrada??o dos f?rmacos em decorr?ncia da atua??o do oz?nio gerado eletroquimicamente. Os melhores resultados foram obtidos para baixas concentra??es dos f?rmacos. Redu??es superiores a 95 % de DQO para o PCT e superiores a 75 % para a DPN foram obtidas. Eletrodos de PbO2 dopados com n?quel (ex., Ni-PbO2) suportados sobre tecido de carbono e tela de a?o inoxid?vel foram confeccionados e caracterizados. A an?lise de microscopia eletr?nica de varredura (MEV) revelou o aparecimento de defeitos superficiais, com a varia??o da concentra??o nominal do Ni no banho eletrol?tico utilizado no preparo do eletrodo por eletrodeposi??o. An?lises de difratometria de raios-X (DRX) corroboraram os resultados de MEV revelando, em alguns casos, picos mais alargados e de menor intensidade (ex., redu??o no tamanho m?dio dos cristalitos) com a varia??o da concentra??o nominal do Ni, indicando assim uma interfer?ncia no processo de eletrodeposi??o do PbO2. Curvas de polariza??o em condi??es quaseestacion?rias foram obtidas para o processo eletr?dico da rea??o de desprendimento de oxig?nio (RDO) sendo verificado que n?o houve influ?ncia significativa do dopante sobre esta rea??o, a qual ocorre em paralelo ao processo de degrada??o oxidativa dos f?rmacos. Verificou-se que a produ??o de oz?nio foi ligeiramente favorecida em algumas concentra??es do dopante e em altas densidades de corrente. No entanto, n?o foi verificada influ?ncia significativa sobre o grau de mineraliza??o dos f?rmacos PCT e DPN mediante uso de eletrodos dopados com Ni. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2017. / Lead dioxide (PbO2) electrodes supported on carbon cloth and stainless-steel mesh substrates were used in the electrochemical degradation of the drugs paracetamol (PCT) and dipyrone (DPN), using a solid polymer electrolyte electrochemical cell (SPE) having fluid-permeable electrodes (FPEs). All studies were conducted in batch condition using the electrolyte-free water. The electrochemical degradation of the drugs was accomplished as a function of the apparent current density (ex., 5, 10, 20, 100, 150 and 200 mA cm-2) and the initial concentration (ex., 10, 30 and 50 mg L-1). The treated samples were analyzed using the UV-Vis spectrophotometry technique, the high-performance liquid chromatography (HPLC), as well as the chemical oxygen demand (COD). For the different cases involving the application of low current density values, it was not verified significant changes accounting for the removal of the UV-Vis absorption band, the drug concentration (HPLC), and the COD decrease (ex., the degree of mineralization). In contrast, in the case of high current densities, a significant improvement in the degradation of the drugs was evidenced as a result of the influence of the electrochemically generated ozone. The best findings were obtained for low drug concentrations. Reductions of above 95% COD for PCT and above 75% for DPN were obtained. Nickel-doped PbO2 electrodes (ex., Ni-PbO2) supported on carbon cloth and stainlesssteel mesh were fabricated and characterized. Scanning electron microscopy (SEM) revealed the appearance of surface defects with a reduction in crystal size with the different Ni concentration in the electrolytic bath used to prepare the electrode by electrodeposition. X-ray diffraction (XRD) analyzes corroborated with the SEM results revealing the formation of broader peaks with lower intensity, in some cases, (ex., reduction in the average crystallite size) with the variation of the nominal dopant concentration in the electrolytic bath, thus indicating an interference in the electrodeposition process for PbO2. Quasi-stationary polarization curves were obtained for the electrode process of the oxygen evolution reaction (OER) and it was verified that there was no significant influence of the dopant on this reaction, which occurs in parallel to the process comprising the oxidative degradation of the drugs. It was found that the ozone generation was slightly favored in some concentrations of the dopant and in higher current densities. However, no significant influence was verified on the degree of mineralization of PCT and DPN by the use of Ni-PbO2 electrodes.

Submitted by Liliane Ferreira (ljuvencia30@gmail.com) on 2018-04-26T10:56:51Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Andreia Cristina Fonseca Alves - 2018.pdf: 2077715 bytes, checksum: 014c09b110640921afd1122a8c288520 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-04-26T11:17:44Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Andreia Cristina Fonseca Alves - 2018.pdf: 2077715 bytes, checksum: 014c09b110640921afd1122a8c288520 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T11:17:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Andreia Cristina Fonseca Alves - 2018.pdf: 2077715 bytes, checksum: 014c09b110640921afd1122a8c288520 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-02-26 / Bisphenol-A (BPA) is an emerging pollutant potentially capable of interfering with the endocrine system of living things. Employed mainly in the industry, in the production of resins, packaging and polycarbonate monomers, its main sources in the environment are effluent discharges. Since the conventional treatment systems used in Brazil can’t remove a series of pollutants, the use of activated carbon is one of the alternatives fairly used for this purpose. Its production from alternative materials is becoming more and more frequent, as agroindustrial wastes, object of numerous studies of the production of activated carbon. The coffee grounds are one of these residues that has been used generating good carbonaceous adsorbents. Thus, the objective of this work was to evaluate the efficiency of the activated carbon produced from the coffee grounds, in the adsorption of BPA in aqueous medium. Water vapor (CAH), KOH (CAK), K2CO3 (CAKC) and ZnCl2 (CAZn) were used as the activating agente characterized by analysis of X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR), N2 adsorption and desorption, elemental composition (CHNS-O) and determination of zero charge potential. For the selection of the best coal, a preliminary adsorption test was carried out with the adsorbents produced, with the coffee grounds and a commercial coal for comparative purposes. The effect of the initial pH of the solution was also evaluated. The kinetic adsorption studies at the concentrations of 5, 20 and 30 mg/L of BPA were adjusted to the pseudo-firstorder and pseudo-second order models. The nature of the process was studied by the Langmuir and Freundlich isotherm models. Among the developed coals, the CAK and CAKC presented low production yield and were not submitted to the adsorption tests. The CHNS-O, XRD, FTIR and N2 adsorption/desorption analyzes of CAH and CAZn generated results close to those reported in the literature. In terms of specific surface area, the CAH proved to be out of the expected. The CAZn had an area of 1,038.51 m²/g. Of the materials tested, the CAH didn’t present adsorptive capacity, while the CAZn was the one with the best performance, with little variation in efficiency when the pH of the medium changed. The use of coffee grounds as bioadsorbent wasn’t promising, being 86 percentage points below the efficiency of CAZn. Adsorption kinetics revealed a relatively slow process at the concentrations studied, reaching equilibrium after 720 minutes. The kinetic data for the three systems presented a fractional order close to 2, thus indicating a better fit for the pseudo-second order model. The equilibrium data were better adjusted to the Langmuir model, assuming that the CAZn has a homogeneous surface with adsorption occurring in monolayer. The maximum adsorption capacity of BPA according to the same model was 123.22 mg/g. The results showed that CAZn can be considered a promising promoter in the removal of BPA, indicating coffee grounds as an alternative raw material for the production of activated carbon with the potential to remove emerging pollutants such as BPA in water. / O Bisfenol-A (BPA) é um poluente emergente potencialmente capaz de interferir no sistema endócrino dos seres vivos. Empregado principalmente na indústria, na produção de resinas, embalagens e monômeros de policarbonato, suas principais fontes no meio ambiente são as descargas de efluentes. Uma vez que os sistemas de tratamento convencionais empregados no Brasil não conseguem remover uma série de poluentes, o uso de carvão ativado é uma das alternativas bastante empregada para esta finalidade. Sua produção a partir de materiais alternativos vem-se tornando cada vez mais frequente, como resíduos agroindustriais, objeto de inúmeros estudos de produção de carvão ativado. A borra de café é um destes resíduos que vem sendo utilizado gerando adsorventes carbonáceos de bons desempenhos. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência do carvão ativado produzido da borra de café, na adsorção de BPA em meio aquoso. Foram utilizados como agente ativante vapor d’água (CAH), KOH (CAK), K2CO3 (CAKC) e ZnCl2 (CAZn), caracterizados por análises de difratometria de raios X (DRX) e de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), adsorção e dessorção de N2, composição elementar (CHNS-O) e determinação do potencial de carga zero. Para seleção do melhor carvão, um ensaio preliminar de adsorção foi realizado com os adsorventes produzidos, com a borra de café e um carvão comercial para fins comparativos. O efeito do pH inicial da solução também foi avaliado. Os estudos cinéticos de adsorção nas concentrações de 5, 20 e 30 mg/L de BPA foram ajustados os modelos de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem. A natureza do processo foi estudada pelos modelos de isoterma de Langmuir e Freundlich. Dentre os carvões desenvolvidos, o CAK e CAKC apresentaram baixo rendimento de produção, não sendo então submetidos aos ensaios de adsorção. As análises CHNS-O, DRX, FTIR e adsorção/desorção de N2 do CAH e CAZn geraram resultados próximos aos relatados na literatura. Em termos de área superficial específica, o CAH mostrou-se fora do esperado. Já o CAZn apresentou uma área de 1.038,51 m²/g. Dos materiais testados, o CAH não apresentou capacidade adsortiva enquanto que o CAZn foi o de melhor desempenho, com pouca variação na eficiência quando alterado o pH do meio. O emprego da borra de café como bioadsorvente não foi promissor, ficando 86 pontos percentuais abaixo da eficiência do CAZn. A cinética de adsorção revelou um processo relativamente lento para as concentrações estudadas, atingindo o equilíbrio após 720 minutos. Os dados cinéticos, para os três sistemas, apresentaram ordem fracionária próxima de 2, indicando assim um melhor ajuste pelo modelo de pseudo-segunda ordem. Os dados de equilíbrio foram melhores ajustados ao modelo de Langmuir, pressupondo que o CAZn possui uma superfície homogênea com a adsorção ocorrendo em monocamada. A capacidade máxima de adsorção de BPA segundo o mesmo modelo foi de 123,22 mg/g. Os resultados mostraram que o CAZn pode ser considerado um adorvente promissor na remoção de BPA, indicando a borra de café como uma matéria-prima alternativa para produção de carvão ativado com potencial de remoção de poluentes emergentes, como o BPA, em água.

A presença de produtos farmacêuticos no meio ambiente é uma questão emergente, devido à crescente resistência bacteriana. As tecnologias utilizadas em instalações de tratamento de água não são eficientes para remover todos os resíduos farmacêuticos e os efeitos dessas substâncias não são bem conhecidos. No presente trabalho, estudou-se a degradação do antibiótico sulfametoxazol (SMX) por fotólise. O SMX é uma sulfonamida, um dos grupos de antibióticos mais utilizados. A fotodegradação de SMX em solução aquosa foi realizada por radiação UVC, sendo o composto transformado por meio de absorção de fótons de comprimento de onda igual a 254 nm. Os experimentos foram conduzidos em um reator fotoquímico anular tubular feito de vidro Pirex (volume irradiado de 3,9 L). A irradiação foi feita por uma lâmpada de mercúrio de baixa pressão de 36 W posicionada ao longo do eixo do reator. Utilizaram-se 5,5 L de solução aquosa do antibiótico (10-50 mg/L). Os efeitos das concentrações iniciais de SMX e do pH (5, 7 ou 9) foram estudados a partir de um projeto experimental Doehlert. Os resultados indicaram remoções de SMX superiores a 99% em até 30 minutos de exposição à radiação UVC. A análise estatística dos resultados em termos do tempo necessário para redução de 50% da concentração inicial de SMX e da taxa inicial de degradação confirmou que para maior quantidade inicial do antibiótico é possível observar que o pH interfere na resposta, indicando que a fotólise do SMX é mais lenta em meio básico. Por outro lado, para concentrações iniciais mais baixas, não é possível afirmar se o pH interfere ou não na velocidade de degradação de SMX, já que esta ocorre muito rapidamente. Os compostos resultantes da degradação do SMX mostraram-se recalcitrantes, obtendo-se remoções de COT menores que 7%. Medidas de toxicidade baseadas na inibição da luminescência da bactéria Vibrio fischeri, segundo o método Microtox 500®, indicaram aumento de toxicidade das soluções aquosas após irradiação. Além disso, bioensaios respirométricos sugeriram que os produtos gerados na degradação são mais favoráveis à oxidação em sistemas biológicos de tratamento. / The presence of pharmaceuticals in the environment is an emerging issue due to the increasing bacterial resistance. The technologies used in sewage and wastewater treatment plants are not efficient to remove all pharmaceutical residues and the effect of these substances is not well known. In this work, the degradation of the antibiotic sulfamethoxazole (SMX) by photolysis has been studied. SMX belongs to the sulfonamides group, one of the first groups of antibiotics used. The photodegradation of SMX in aqueous solution was carried out by UV radiation, in which the target compound is transformed by absorbing photons with wavelength 254 nm. The experiments were carried out in an annular photochemical reactor made of Pyrex glass (irradiated volume of 3.9 L). The irradiation was provided by a 36 W low-pressure mercury vapor lamp set along the reactor axis. A total volume of 5.5 L of aqueous solution (10-50 mg/L) was used. The effects of SMX initial concentration and pH (5, 7 or 9) were studied according to a Doehlert experimental design. The results showed SMX removals greater than 99% after 30 minutes of UVC irradiation. Statistical analysis of the results in terms of the time needed to remove 50% of SMX initial concentration and the initial degradation rate showed that pH affects the response for higher initial amounts of antibiotic, showing that SMX photolysis is slower in basic medium. On the other hand, for lower initial concentrations, it is not possible to confirm wether pH affects the removal rate or not, because the decrease of SMX concentration is very fast. The compounds resulting from SMX degradation were shown to be recalcitrant, with TOC removals not greater than 7%. Bioassays based on the inhibition of Vibrio fischeri luminescence showed an increase of the toxicity of irradiated aqueous solutions. Moreover, respirometric bioassays suggested that the degradation products produced by SMX degradation are more favorable to oxidation in biological treatment systems.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-06-07T20:50:15Z No. of bitstreams: 1 Alessandra_Silva_2018.pdf: 2406267 bytes, checksum: fdec397e3ca9dc1b624c4be16eda7aac (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-07T20:50:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alessandra_Silva_2018.pdf: 2406267 bytes, checksum: fdec397e3ca9dc1b624c4be16eda7aac (MD5) Previous issue date: 2018-03-22 / The presence of medicines in potable water is one of the biggest concernings in public health, once that there is not a lot knownledge about their chronical effects in a long term intake. The potential risk of contamination in the supplied water has motivated new researches aiming the increasing of the efficiency on removing these emerging pollutants. Among these researches the photocathalysis has widelly been studied due its efficiency on decontaminating chemical pollutants, effluents treatment and residual water purification. Photochemical processes presents positive results on the degradation of organic pollutants compounds and the possibility of obtaining photocataliysts in nanometric scales through the electrophase makes it even more efficient. In this work, by electrophase, was obtained a polimeric solution containing PBAT/ZnO, ZnO particlules with reduced scales. The charcterization of the synthetized material was made by X-Ray Difraction (XRD), Differential Thermal Analysis (DTA) Differential Scanning Calorimetry (DSC), Scanning Electronic Microscopy (SEM) and UV-Vis Spectrophotometry. From the obtained results it was possible to conclude that, the reduced distance between the needle and the collector and electric tension used during the electronspinning of ZnO/PBAT nanowires, influency on getting fibres with smaller diameters, from which there is a possibility of obtaining nanoparticles of ZnO, with mean diameter of 46,96 nm, in its crystalline characteristic phase and equivalent to the commercial material by the electrophased process, however, with the smaller particules, which suggests that with the increasing of the contact surface the compound to be oxidized, the phocatalysis process may be favored. / A presença de fármacos em água potável e de abastecimento é uma preocupação de saúde pública, visto que pouco se sabe sobre os efeitos crônicos do consumo ao longo prazo desses contaminantes. O potencial risco de contaminação da água de abastecimento, tem incentivado estudos com o objetivo de aumentar a eficiência na remoção desses poluentes emergentes. Dentre esses estudos, a fotocatálise vem sendo amplamente estudada devido a sua eficiência na descontaminação ambiental, redução, degradação, remediação ou transformação de resíduos químicos poluentes, tratamento de efluentes e purificação de águas residuárias. Os processos fotoquímicos apresentam bons resultados na degradação de compostos poluentes orgânicos e a possibilidade de obter fotocatalisadores em escala nanométrica através da técnica da eletrofiação pode torná-la ainda mais eficiente. Neste trabalho foi obtido através da eletrofiação de uma solução polimérica contendo PBAT/ZnO partículas de ZnO com escala reduzida. A caracterização do material sintetizado foi realizada por Microscopia Optica, Difração de Raios-X (DRX), Análise Térmica Gravimétrica (TGA), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectrofotometria UV-Vis. A partir dos resultados obtidos foi possível concluir que, a diminuição da distância entre a agulha e o coletor e tensão elétrica utilizadas durante a eletrofiação dos nanofios de ZnO/PBAT, influencia na obtenção de fios com diâmetros menores e que a partir destas fibras há possibilidade de obtenção de nanopartículas de ZnO, com diâmetro médio de 46,69 nm, com fase cristalina característica e equivalente ao material comercial, porém com tamanho de partículas menores, o que sugere aumento da superfície de contato do material particulado com o composto a ser oxidado, favorecendo o processo de fotocatálise.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2014-09-30T17:52:25Z No. of bitstreams: 2 YARA VANESSA PORTUGUEZ FONSECA_ MARIANGELA FONTES SANTIAGO_ESTUDO SOBRE A OCORRÊNCIA DE POLUENTES EMERGENTES NA ÁGUA DO RI.pdf: 4799034 bytes, checksum: e87c5460f5118c81795e4d5e3a1b5884 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-09-30T18:17:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 YARA VANESSA PORTUGUEZ FONSECA_ MARIANGELA FONTES SANTIAGO_ESTUDO SOBRE A OCORRÊNCIA DE POLUENTES EMERGENTES NA ÁGUA DO RI.pdf: 4799034 bytes, checksum: e87c5460f5118c81795e4d5e3a1b5884 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-30T18:17:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 YARA VANESSA PORTUGUEZ FONSECA_ MARIANGELA FONTES SANTIAGO_ESTUDO SOBRE A OCORRÊNCIA DE POLUENTES EMERGENTES NA ÁGUA DO RI.pdf: 4799034 bytes, checksum: e87c5460f5118c81795e4d5e3a1b5884 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-08-27 / Several studies indicates the presence of emerging pollutants in surface water, these substances not covered by the legislation came from untreated effluent discharges The present study aimed to evaluate the occurrence of anthropogenic marker caffeine and emerging pollutants Triclosan, β-blockers (atenolol and propranolol), analgesics (ibuprofen, naproxen, diclofenac, carbamazepine) and hormones (estrone, 17-β-estradiol, 17α-ethinylestradiol , cyproterone acetate, gestodene and levonorgestrel) in water Meia Ponte River in the city of Goiânia-GO. By High Performance Liquid Chromatography - HPLC and fast Ultra High Performance Liquid Chromatography - UHPLC. Physical, chemical and microbiological parameters (turbidity, temperature, pH, Phosphorus, Total Solids, Filterable Solids, Total Coliforms, E. Coli, COD, conductivity, nitrate, DO, BOD) were analyzed to assess the changes of these characteristics during sampling. There were two sampling campaigns in one rainy season and another in the dry season. Samples were collected at six points in the watercourse Meia Ponte, within the boundaries of the Goiânia. The samples were analyzed by UHPLC at LBGQA (UFScar).The compounds analysed were caffeine, ibuprofen, naproxen, diclofenac, carbamazepine, atenolol, propranolol, triclosan, estrone, 17-β-estradiol, 17αethinylestradiol. The physical, chemical and microbiological and Water-Quality Index -WQI indicated that the same river at the point where this capture held in poor condition with evidence of contamination by sewage. Nine Of the eleven emerging pollutants studied were detected at concentrations between 0.61- ng. L-1 22 ng. L-1. The highest concentrations were found in point 3, after the release of STP(Sewage Treatment Plant) Hélio Seixo de Brito in the dry season and the lowest in point 1 where it is held to capture WTP (Water Treatment Plant) Eng Rodolfo José da Costa e Silva, in the rainy season. Caffeine (rainy season 17,91 – 12746,18 ng. L-1 dry season 20,52 – 22917,10 ng. L-1), triclosan (rainy season 2,68 – 6,01 ng. L-1 dry season 5,17 – 82,43,10 ng. L-1) and β-blockers (rainy season 0,61 – 475,76 ng. L-1 dry season 1,46 – 961,08 ng. L-1)were identified with 100% frequency, analgesics (rainy season 7,35 – 120,03 ng. L-1 dry season 4,17 – 404,71ng. L-1) had an average frequency of 70% and from the hormones analyzed, only estrone (<LOQ - 8.60 ng. L -1) was detected in the points after the STP Hélio Seixo Brito in the dry season. The load calculation in this study showed that the behavior of the load did not follow the concentration at all times for all compounds. Some compounds had greater input in the rainy season even when its highest concentration was found in the dry season and others maintained high loads independent of the flow. A PCA was calculated correlating emerging pollutants detected and physical parameters, chemical and microbiological. And was identified a correlation between collection points and also between the variables. / Diversos estudos indicam a presença de poluentes emergentes em água superficial essas substâncias não contempladas pela legislação são provenientes de lançamentos de efluentes com pouco ou nenhum tratamento. O presente estudo objetivou avaliar a ocorrência do marcador antrópico Cafeína e dos poluentes emergentes Triclosan, β-Bloqueadores (atenolol e propranolol), Analgésicos (ibuprofeno, naproxeno, diclofenaco, carbamazepina) e Hormônios (estrona, 17-β-estradiol, 17α-etinilestradiol, Acetato de ciproterona, Gestodeno e Levonorgestrel) na água do rio Meia Ponte na cidade de Goiânia-GO. Por meio da Cromatografia Líquida de Alta Eficiência – HPLC e Ultra rápida Cromatografia Líquida de Alta Eficiência – UHPLC. Parâmetros físicos, químicos e microbiológicos (Turbidez, Temperatura, pH, Fósforo, Sólidos Totais, Sólidos Filtráveis, Coliformes totais, E. Coli, DQO, Condutividade, Nitrato, OD, DBO) foram analisados para avaliar as alterações dessas características no momento da coleta. Foram realizadas duas campanhas amostrais uma no período chuvoso e outro no período de estiagem. As amostras foram coletadas em seis pontos no curso d’água Meia Ponte, dentro do perímetro do município de Goiânia. As amostras foram analisadas por meio do UHPLC do LBGqA da UFScar e os compostos cafeína, ibuprofeno, naproxeno, diclofenaco, carbamazepina, atenolol, propanolol, triclosan, estrona, 17-β-estradiol, 17α-etinilestradiol foram analisados. Os parâmetros físicos, químicos e microbiológico e o Índice de Qualidade Água- IQA indicaram que o rio mesmo no ponto onde realizada captação esta numa condição ruim com indícios de contaminação por esgoto. Dos onze poluentes emergentes estudados nove foram detectados com concentrações entre 0,61 ng. L-1 a 22µg.l-1. As maiores concentrações foram verificadas no ponto 3, após o lançamento da Estação de Tratamento de Esgoto- ETE Hélio Seixo de Brito no período de estiagem e as Engº Rodolfo José da Costa e Silva, no período de cheia. A cafeína (Cheia 17,91 – 12746,18 ng. L-1 estiagem 20,52 – 22917,10 ng. L-1), o triclosan (Cheia 2,68 – 6,01 ng. L-1 estiagem 5,17 – 82,43 ng. L-1) e os β-Bloqueadores (Cheia 0,61 – 475,76 ng. L-1 estiagem 1,46 – 961,08 ng. L-1), foram identificados com 100% de frequência, os analgésicos (Cheia 7,35 – 120,03 ng. L-1 estiagem 4,17 – 404,71 ng. L-1) tiveram em media 70% de frequência e dos hormônios analisados apenas a estrona (<LQ - 8,60 ng. L-1) foi detectada nos pontos após a ETE Hélio Seixo de Brito no período de estiagem. O cálculo das cargas neste estudo mostrou que o comportamento da carga não acompanhou o da concentração em todos os momentos para todos os compostos. Alguns compostos tinham maior presença na estação chuvosa mesmo quando sua maior concentração foi identificada no período de estiagem e outros mantiveram altas cargas independente da vazão do manancial. Foi calculado um PCA (análise de componentes principais) correlacionando os poluentes emergentes detectados e os parâmetros físico, químicos e microbiológicos e foi identificada uma correlação entre pontos de coleta e também entre as variáveis. menores no ponto 1 onde é realizada a captação da Estação de Tratamento de Água- ETA

As tecnologias utilizadas em estações de tratamento de água e efluentes não são eficientes para a remoção total de resíduos farmacêuticos e os efeitos dessas substâncias sobre o meio ambiente e a saúde humana ainda não são bem conhecidos. No presente trabalho, estudou-se a degradação do antibiótico enrofloxacina (ENRO) por fotólise e pelo processo H2O2/UV na presença de compostos bio-orgânicos (BOS), que têm se apresentado como interessantes promotores da oxidação de poluentes. Os experimentos foram realizados em um reator fotoquímico tubular de imersão com fonte radiante (lâmpada de xenônio) concêntrica, operado em batelada com recirculação. Utilizaram-se concentrações iniciais de ENRO e de BOS iguais a 50 mg L-1 e 20 mg L-1, respectivamente. Para todos os pH mantidos constantes (3, 5, 7 ou 9), a solução foi irradiada por 240 minutos. Os resultados indicam que o antibiótico não sofreu hidrólise em qualquer dos pH estudados em um período de 24 horas. Por sua vez, a fotólise da enrofloxacina mostrou-se eficiente somente na presença do composto bioorgânico CVT 230 (BOS C), com remoção de ENRO de quase 90% em meio neutro (pH 7). Resultados da literatura, associados a experimento realizado em meio anóxico, sugerem a participação de oxigênio singlete como principal espécie oxidante da enrofloxacina. Por outro lado, a degradação da ENRO pelo processo H2O2/UV apresentou remoção máxima do fármaco de 48% em pH 7, o que sugere que a ação de oxigênio singlete e/ou radicais hidroxila não foi eficaz na presença de peróxido de hidrogênio. Portanto, o BOS C pode ser empregado como promotor no tratamento de águas e efluentes aquosos contaminados com enrofloxacina sob baixas potências radiantes ou em sistemas irradiados por luz solar. / The technologies used in water and wastewater treatment plants are not efficient for the total removal of pharmaceutical compounds whose effect to the environment and to human health are still not well known. In this work, the degradation of the antibiotic enrofloxacin (ENRO) was studied by photolysis and by the H2O2/UV process in the presence of bio-organic substances (BOS), which have been identified as interesting promoters of pollutant oxidation. The experiments were carried out in a tubular immersion photochemical reactor equipped with a concentric radiant source (xenon lamp), and operated in batch mode with recirculation. Initial ENRO and BOS concentrations of 50 mg L-1 and 20 mg L-1 were used, respectively. The solution was irradiated for 240 minutes for all pH studied at constant values (3, 5, 7, and 9). The results show that the antibiotic did not undergo hydrolysis at any pH after 24 hours. The photolysis of enrofloxacin showed to be efficient only in the presence of the bio-organic substance CVT 230 (BOS C), with almost 90% ENRO removal in neutral solution (pH 7). Results from the literature, associated with an experiment carried out in anoxic conditions, suggest singlet oxygen as the main species responsible for enrofloxacin oxidation. On the other hand, ENRO degradation by the H2O2/UV process showed a maximum removal of 48% at pH 7, suggesting that the action of singlet oxygen and/or hydroxyl radicals was not effective in the presence of hydrogen peroxide. BOS C can therefore be used as an efficient promoter for the treatment of enrofloxacin-containing water and wastewater under low irradiant power or in solar-irradiated systems.

As tecnologias utilizadas em estações de tratamento de água e efluentes não são eficientes para a remoção total de resíduos farmacêuticos e os efeitos dessas substâncias sobre o meio ambiente e a saúde humana ainda não são bem conhecidos. No presente trabalho, estudou-se a degradação do antibiótico enrofloxacina (ENRO) por fotólise e pelo processo H2O2/UV na presença de compostos bio-orgânicos (BOS), que têm se apresentado como interessantes promotores da oxidação de poluentes. Os experimentos foram realizados em um reator fotoquímico tubular de imersão com fonte radiante (lâmpada de xenônio) concêntrica, operado em batelada com recirculação. Utilizaram-se concentrações iniciais de ENRO e de BOS iguais a 50 mg L-1 e 20 mg L-1, respectivamente. Para todos os pH mantidos constantes (3, 5, 7 ou 9), a solução foi irradiada por 240 minutos. Os resultados indicam que o antibiótico não sofreu hidrólise em qualquer dos pH estudados em um período de 24 horas. Por sua vez, a fotólise da enrofloxacina mostrou-se eficiente somente na presença do composto bioorgânico CVT 230 (BOS C), com remoção de ENRO de quase 90% em meio neutro (pH 7). Resultados da literatura, associados a experimento realizado em meio anóxico, sugerem a participação de oxigênio singlete como principal espécie oxidante da enrofloxacina. Por outro lado, a degradação da ENRO pelo processo H2O2/UV apresentou remoção máxima do fármaco de 48% em pH 7, o que sugere que a ação de oxigênio singlete e/ou radicais hidroxila não foi eficaz na presença de peróxido de hidrogênio. Portanto, o BOS C pode ser empregado como promotor no tratamento de águas e efluentes aquosos contaminados com enrofloxacina sob baixas potências radiantes ou em sistemas irradiados por luz solar. / The technologies used in water and wastewater treatment plants are not efficient for the total removal of pharmaceutical compounds whose effect to the environment and to human health are still not well known. In this work, the degradation of the antibiotic enrofloxacin (ENRO) was studied by photolysis and by the H2O2/UV process in the presence of bio-organic substances (BOS), which have been identified as interesting promoters of pollutant oxidation. The experiments were carried out in a tubular immersion photochemical reactor equipped with a concentric radiant source (xenon lamp), and operated in batch mode with recirculation. Initial ENRO and BOS concentrations of 50 mg L-1 and 20 mg L-1 were used, respectively. The solution was irradiated for 240 minutes for all pH studied at constant values (3, 5, 7, and 9). The results show that the antibiotic did not undergo hydrolysis at any pH after 24 hours. The photolysis of enrofloxacin showed to be efficient only in the presence of the bio-organic substance CVT 230 (BOS C), with almost 90% ENRO removal in neutral solution (pH 7). Results from the literature, associated with an experiment carried out in anoxic conditions, suggest singlet oxygen as the main species responsible for enrofloxacin oxidation. On the other hand, ENRO degradation by the H2O2/UV process showed a maximum removal of 48% at pH 7, suggesting that the action of singlet oxygen and/or hydroxyl radicals was not effective in the presence of hydrogen peroxide. BOS C can therefore be used as an efficient promoter for the treatment of enrofloxacin-containing water and wastewater under low irradiant power or in solar-irradiated systems.