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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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.uepg.br:prefix/2051 |
| Date | 30 March 2017 |
| Creators | Benetti, Caroline Nocêra |
| Contributors | Tiburtius, Elaine Regina Lopes, Weinert, Patricia Los, Campos, Sandro Xavier de, Sauer, Elenise |
| Publisher | UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Programa de Pós-Graduação em Química Aplicada, UEPG, BR, Química |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG, instname:Universidade Estadual de Ponta Grossa, instacron:UEPG |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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