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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37518
ORCID: | ![]() |
Tipo de documento: | Dissertação |
Tipo de acceso: | Acesso Embargado |
Fecha de embargo: | 2025-03-09 |
Título: | Comparação dos processos UV-C, UV-C/H2O2, UV-C/S2O82- e UV-C/HSO5- para a degradação de micropoluentes orgânicos em efluente sanitário terciário |
Título (s) alternativo (s): | Comparison of UV-C, UV-C/H2O2, UV-C/S2O82- and UV-C/HSO5- for degradiation of organic micropolutants in tritious sanitary waste |
Autor: | Alberto, Edna Argentina |
Primer orientador: | Trovó, Alam Gustavo |
Primer miembro de la banca: | Muñoz, Rodrigo Alejandro Abarza |
Segundo miembro de la banca: | Bautitz, Ivonete Rossi |
Resumen: | A presença de micropoluentes em matrizes aquosas ambientais tem gerado preocupação devido à sua recalcitrância aos tratamentos convencionais das estações de tratamento de esgoto (ETE). Assim, os processos de oxidação avançada (POA) surgem como alternativa de tratamento complementar em ETE visando degradar os contaminantes de preocupação emergente. No presente trabalho, foi avaliada a degradação da mistura dos compostos fipronil, oxibenzona e propilparabeno (100 µg L–1 de cada) em efluente sanitário terciário através do processo UV-C isolado e/ou combinado com diferentes fontes de peróxido (H2O2, S2O82- e HSO5-). A eficiência dos processos foi monitorada através do decaimento da média da concentração dos compostos-alvo e pelo consumo dos oxidantes H2O2, S2O82- e HSO5-. Em pH 7,0, a fotólise direta resultou em 47% de degradação da mistura após 20 min de irradiação. Ao combinar a radiação com os oxidantes, houve um sinergismo na taxa de degradação da mistura e a eficiência de degradação melhorou ao aumentar a concentração de cada oxidante de 100 para 400 µmol L-1, atingindo-se acima de 75% de degradação e maior desempenho foi apresentado pelo processo UV-C/H2O2 (88%). A degradação é também dependente da estrutura do composto-alvo e das espécies radicalares. Assim, o perfil de degradação da mistura foi comparado ao do naproxeno (NAP) por ser um composto com sítios de alta densidade eletrônica, sendo obtida uma sequência da eficiência de degradação do NAP (UV-C/S2O82- > UV-C/HSO5- > UV-C/H2O2) inversa à da mistura. A influência do pH (3,0, 7,0 (natural da matriz) e 11,0) também foi avaliada e a diferença na eficiência de degradação variou de 92% (pH 3,0) a 78% (pH 11,0), 94% (pH 3,0) a 55% (pH 11,0) e 100% (pH 3,0) a 76% (pH 7,0) nos processos UV-C/H2O2, UV-C/S2O82- e UV-C/HSO5-, respectivamente. A espécie radicalar responsável pela degradação majoritária depende do pH. A degradação majoritária ocorreu via radicais sulfato (SO4●–) em pH 3,0 no processo UV-C/S2O82-, enquanto que os radicais hidroxila (HO•) foram responsáveis pela degradação majoritária em pH 7,0 e 11,0 nos processos UV-C/S2O82- e UV-C/HSO5-, respectivamente. Ambas espécies foram co-responsáveis pela degradação majoritária em pH 3,0 e 7,0 no processo UV-C/HSO5-. Por outro lado, a degradação majoritária no processo UV-C/S2O82- em pH 11,0 ocorreu via fotólise. Portanto, este trabalho sugere que a mistura de H2O2 e S2O82- seja uma melhor opção para aumentar a eficiência de degradação, evitando-se a utilização de HSO5- que para além de possuir um alto custo, demanda maior energia para sua ativação e pode reduzir o pH do meio. |
Abstract: | The presence of micropollutants in environmental aqueous matrices has generated concern due to their recalcitrance to conventional treatments in sewage treatment plants (WWTP). Thus, the advanced oxidation processes (AOPs) arise as a complementary treatment alternative in STP aiming at degrading the contaminants of emerging concern. In the present work, the degradation of the mixture of the compounds fipronil, oxybenzone and propylparaben (100 µg L-1 of each) in tertiary sanitary effluent through the UV-C process alone and/or combined with different peroxide sources (H2O2, S2O82- e HSO5-) was evaluated. The efficiency of the processes was monitored by the decay of the average concentration of the target compounds and by the consumption of the oxidants H2O2, S2O82- e HSO5-. At pH 7.0, direct photolysis resulted in 47% degradation of the mixture after 20 min of irradiation. When combining the irradiation with the oxidants, there was a synergism in the degradation rate of the mixture and the degradation efficiency improved when increasing the concentration of each oxidant from 100 to 400 µmol L-1, reaching above 75% degradation and higher performance was presented by the UV-C/H2O2 process (88%). The degradation is also dependent on the target compounds structure of the and radical species. Thus, the degradation profile of the mixture was compared to that of naproxen (NAP) as it is a compound with high electronic density sites, and a sequence of the degradation efficiency of NAP (UV-C/S2O82- > UV-C/HSO5- > UV-C/H2O2) inverse to that of the mixture was obtained. The influence of pH (3.0, 7.0 (natural matrix) and 11.0) was also evaluated and the difference in degradation efficiency ranged from 92% (pH 3.0) to 78% (pH 11.0), 94% (pH 3.0) to 55% (pH 11.0) and 100% (pH 3.0) to 76% (pH 7.0) in the UV-C/H2O2, UV-C/S2O82- and UV-C/HSO5- processes, respectively. The radical species responsible for the majority degradation is pH dependent. Majority degradation occurred via sulphate radicals (SO4●–) at pH 3.0 in the UV-C/S2O82- process, while hydroxyl radicals (HO•) were responsible for majority degradation at pH 7.0 and 11.0 in the UV-C/S2O82- and UV-C/HSO5- processes, respectively. Both species were co-responsible for the majority degradation at pH 3.0 and 7.0 in the UV-C/HSO5- process. On the other hand, the majority degradation in UV-C/S2O82- process at pH 11.0 occurred via photolysis. Therefore, this work suggests that the mixture of H2O2 and S2O82- is a better option to increase the efficiency of degradation, avoiding the use of HSO5- that besides having a high cost, demands more energy for its activation and can reduce the pH of the medium. |
Palabras clave: | contaminantes de preocupação emergente estações de tratamento de esgoto fipronil oxibenzona processos de oxidação avançada propilparabeno radiação radiation propylparaben oxybenzone advanced oxidation processes wastewater treatment plants contaminants of emerging concern |
Área (s) del CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ANALISE DE TRACOS E QUIMICA AMBIENTAL |
Tema: | Química Esgotos - Formas de tratamento Água - Estações de tratamento Resíduos orgânicos - Purificação |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
Programa: | Programa de Pós-graduação em Química |
Cita: | ALBERTO, Edna Argentina. Comparação dos processos UV-C, UV-C/H2O2, UV-C/S2O82- e UV-C/HSO5- para a degradação de micropoluentes orgânicos em efluente sanitário terciário. 2023. 95 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.155 |
Identificador del documento: | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2023.155 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37518 |
Fecha de defensa: | 27-feb-2023 |
Aparece en las colecciones: | DISSERTAÇÃO - Química |
Ficheros en este ítem:
Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
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ComparaçãoProcessosUV-C.pdf Hasta 2025-03-09 | Dissertação | 1.15 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir Request a copy |
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