Remoção de diuron, diclofenaco e microcistina-LR por biofiltração aplicada ao pré-tratamento de águas

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dc.contributor.advisorKuroda, Emília Kiyomi
dc.contributor.authorNicolau, Rafael Henrique Garcez
dc.contributor.bancaTheodoro, Joseane Débora Peruço
dc.contributor.bancaYamashita, Cássia Reika Takabayashi
dc.coverage.extent144 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2024-10-04T17:48:26Z
dc.date.available2024-10-04T17:48:26Z
dc.date.issued2021-04-24
dc.description.abstractO aumento das cargas poluidoras e contaminação do meio ambiente tem levado aos corpos hídricos, muitas vezes utilizados para abastecimento público, uma série de compostos persistentes ao tratamento com técnicas convencionais, fazendo-se necessária a investigação de técnicas complementares que sejam eficientes na remoção de contaminantes emergentes. A biofiltração se mostra uma técnica promissora, pois utiliza a associação da ação microbiológica na biodegradação de contaminantes com a filtração em meio granular, sem a introdução de agentes químicos ao processo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da biofiltração, em escala de bancada, na remoção de Diuron – DIU, Diclofenaco – DCF e Microcistina-LR – MC-LR, como pré-tratamento de águas para abastecimento. O método quantitativo para análise dos compostos de interesse foi implementado e validado por cromatografia líquida de ultra eficiência com detector por arranjo de diodos – UPLC-PDA, obtendo-se linearidade, precisão, exatidão, especificidade/seletividade e efeito matriz adequados para o método. Para o experimento de biodegradação, as bactérias selecionadas apresentaram eficiência de degradação dos contaminantes variando de 0,0 a 12,8% para DIU; 4,4 a 48,7% para DCF e 0,0 a 12,2% para MC-LR, sendo a bactéria Pseudomonas putida – 1A selecionada para ser empregada nos experimentos de biofiltração. Foram avaliados nos experimentos de biofiltração a ativação específica com a bactéria 1A para os meios filtrantes areia de filtro rápido – AFR; areia de filtro lento – AFL e carvão ativado granular – CAG (Experimento C1); e ativação específica com a bactéria 1A associada à ativação natural, para o meio filtrante AFL (Experimento C2). Dentre os materiais granulares e as ativações avaliados, houve indicativos de que que a ativação associada melhorou ligeiramente o desempenho no meio granulares de AFL, e o filtro com CAG (Experimento C1) apresentou maior desempenho em relação à remoção dos contaminantes, com valores medianos de remoção de 99,7% para DIU, 79,3% para DCF e 99,5% para MC-LR, o que comprova a vantagem da associação da atividade microbiológica e dos processos adsortivos inerentes ao CAG, na remoção de contaminantes. Para todas as condições estudadas, pode-se verificar que o contaminante MC-LR foi o mais facilmente removido, com remoções superiores a 99% em todos os experimentos, e o contaminante DCF apresentou-se, dentre todos, o mais persistente. Na investigação da formação de biofilme na superfície dos materiais granulares AFR e AFL, pode-se concluir que a espectroscopia de infravermelho FTIR/ATR mostrou ser uma técnica de aplicação potencial para este fim, por possibilitar a indicação da presença de microrganismos nos meios granulares de forma rápida e simples
dc.description.abstractother1The increase in polluting loads and contamination of the environment has led to water bodies, often used for public supply, a series of compounds persistent to conventional treatment techniques, becoming necessary the investigation of complementary techniques that are efficient in removing emerging contaminants. Biofiltration is a promising technique, as it uses the association of microbiological activity for biodegradation of contaminants with filtration in granular media, without the introduction of chemical agents to the process. The objective of this study was to evaluate the efficiency of biofiltration, on a bench scale, in the removal of Diuron – DIU, Diclofenac – DCF, and Microcystin-LR – MC-LR, as a pretreatment of drinking water. The quantitative method for the analysis of the compounds studied was implemented by Liquid Chromatography with Photodiode Array Detector – UPLC-PDA, obtaining suitable linearity, precision, accuracy, specificity/selectivity, and matrix effect for the method. For the biodegradation experiment, the selected bacteria showed degradation efficiency of the contaminants ranging from 0.0 to 12.8% for DIU; 4.4 t0 48.7% for DCF, and 0.0 to 12,2% for MC-LR, with the bacteria Pseudomonas putida – 1A being selected for the biofiltration experiments. In the biofiltration experiment, specific activation with bacteria 1A was evaluated for fast-sand filter – AFR, slow-sand filter – AFL, and granular activated carbon – CAG (Experiment C1); and specific activation with bacteria 1A associated with natural activation, for AFL filter (Experiment C2). Among the granular materials and the activations evaluated, there were indications that the associated activation slightly improved the performance in the granular medium of AFL and the filter with CAG (Experiment C1) presented greater performance in relation to the removal of contaminants, with medians of removal values of 99.7% for DIU, 79.3% for DCF and 99.5% for MC-LR, which proves the advantage of the association of microbiological activity and adsorptive processes inherent to CAG in the removal of contaminants. For all conditions studied, it can be seen that the contaminant MC-LR was the most easily removed, with removals greater than 99% in all experiments, and the contaminant DCF was, among all, the most persistent. In investigating the biofilm formation on the granular materials surfaces, it can be concluded that FTIR/ATR infrared spectroscopy has proved to be a potential technique for this purpose, as it allows the indication of the presence of microorganisms in granular media with simple and quick analyses
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/17914
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCTU - Departamento de Construção Civil
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil
dc.subjectPseudomonas putida – 1A
dc.subjectContaminantes emergentes
dc.subjectAgrotóxicos
dc.subjectFármacos
dc.subjectBiodegradação
dc.subjectTratamento de água
dc.subject.capesEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.cnpqEngenharias - Engenharia Civil
dc.subject.keywordsPseudomonas putida – 1A
dc.subject.keywordsEmerging contaminants
dc.subject.keywordsPesticides
dc.subject.keywordsPharmaceuticals
dc.subject.keywordsBiodegradation
dc.subject.keywordsMedicines
dc.subject.keywordsWater - Treatment
dc.subject.keywordsEmerging pollutants
dc.subject.keywordsAgrochemicals
dc.titleRemoção de diuron, diclofenaco e microcistina-LR por biofiltração aplicada ao pré-tratamento de águas
dc.title.alternativeRemoval of diuron, diclofenac and microcystin-LR by biofiltration applied to water pretreatment
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Tecnologia e Urbanismo

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