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Removal of perfluorooctanoic acid (PFOA) and perfluorooctane sulfonate (PFOS) by adsorption on two activated carbons produced in Brazil
No full textDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2024.Os PFAS, substâncias per- e polifluoroalquiladas, são compostos químicos artificiais usados
em ampla variedade de produtos e processos por apresentarem estabilidade química e
térmica e repelência à água e óleo. Seu uso intenso, persistência ambiental, bioacumulação
e riscos à saúde, preocupam a sociedade e as autoridades de saúde, e tem motivado o
estabelecimento de padrões para água de consumo humano em diferentes países. Diante da
necessidade de se remover tais substâncias do meio aquoso, este trabalho investigou a
remoção dos ácidos perfluoroctanóico (PFOA) e perfluorooctano sulfônico (PFOS) - duas
substâncias representativas dos PFAS - por dois carvões ativados - um de coco de babaçu
(CBAB) e outro de madeira de pinus (CPIN) - em matriz de água ultrapura. Inicialmente, os
adsorventes foram caracterizados por meio de termogravimetria e análise térmica diferencial
(TGA/ DTA), pH, pHPCZ, características ácido-base da superfície, área superficial BET e
número de iodo. Em seguida, foram realizados ensaios com três águas de estudo - com
concentrações de 600 μg/L de PFOA (AE1), 600 μg/L de PFOS (AE2) e uma mistura de 400
μg/L de PFOA com 400 μg/L de PFOS (AE3) - com o objetivo de avaliar a cinética, a
capacidade de adsorção e o efeito das características dos materiais adsorventes na remoção
dos contaminantes. Todos os ensaios foram executados com temperatura de
aproximadamente 25ºC e valor de pH de 6,5. Os resultados indicaram que ambos os carvões
apresentam características favoráveis à adsorção de PFOA e PFOS, com destaque para o
CPIN, que possui maior área superficial (588 m²/g) e volume de poros (0,285 cm³/g).
Independentemente da substância, o tempo de equilíbrio foi alcançado em 512 minutos com
um melhor ajuste dos dados ao modelo de cinética de pseudo-segunda ordem, sugerindo que
a quimissorção foi o mecanismo predominante no processo adsortivo. Os dados
experimentais dos ensaios de adsorção no equilíbrio se ajustaram melhor ao modelo de
isoterma de Freundlich, com kF na seguinte ordem, do maior para o menor: PFOSCPIN >
PFOSCBAB > PFOACPIN > PFOACBAB. A adsorção conjunta de PFOA e PFOS (AE3) resultou
em aumento na capacidade de adsorção do PFOS em detrimento ao PFOA na ordem de 20%.
O favorecimento da adsorção do PFOS se deu pela diferença na hidrofobicidade dos
compostos.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).PFAS, per- and polyfluoralkylated substances, are man-made chemical compounds used in
a wide variety of products and processes due to their chemical and thermal stability and
water and oil repellency. Their intense use, environmental persistence, bioaccumulation and
health risks concern society and health authorities, and have motivated the establishment of
standards for drinking water in different countries. Given the need to remove these
substances from the aqueous environment, this work investigated the removal of
perfluorooctanoic acid (PFOA) and perfluorooctane sulfonic acid (PFOS) - two PFAS
representative substances - by two activated carbons - one made from babassu coconut
(CBAB) and the other from pine wood (CPIN) - in an ultrapure water matrix. Initially, the
adsorbents were characterized by means of thermogravimetry and differential thermal
analysis (TGA/DTA), pH, pHPCZ, acid-base surface characteristics, BET surface area and
iodine number. Experiments were then carried out with three study waters - at concentrations
of 600 μg/L of PFOA (AE1), 600 μg/L of PFOS (AE2) and a mixture of 400 μg/L of PFOA
with 400 μg/L of PFOS (AE3) - in order to assess the kinetics, adsorption capacity and the
effect of the adsorbent material characteristics on contaminant removal. All experiments
were carried out at a temperature of approximately 25ºC and a pH value of 6.5. The results
showed that both carbons have favorable characteristics for PFOA and PFOS adsorption,
especially CPIN, which has a larger surface area (588 m²/g) and pore volume (0.285 cm³/g).
The equilibrium time was achieved in 512 minutes with a better data fit to the pseudo-second
order kinetics model, suggesting that chemisorption was the predominant mechanism in the
adsorption process. The data obtained from the equilibrium adsorption experiments best
fitted the Freundlich isotherm model, with the following order of kF, from highest to lowest:
PFOSCPIN > PFOSCBAB > PFOACPIN > PFOACBAB. The combined adsorption of PFOA and
PFOS (AE3) resulted in a 20% increase in the adsorption capacity of PFOS over PFOA. The
adsorption of PFOS was favored by the difference in the hydrophobicity of the compounds.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Civil e Ambiental (FT ENC)Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídrico
APROVEITAMENTO E DISPOSIÃÃO FINAL DE LODOS DE ESTAÃÃES DE TRATAMENTO DE ÃGUA NO MUNICÃPIO DE PALMAS â TO
No full textOs lodos de Estações de Tratamento de Ãgua (ETAs) têm sido dispostos de forma inadequada, na maioria das vezes, em cursos de água sem nenhum tratamento prévio. Contudo, as legislações brasileiras estão exigindo uma alteração nesse comportamento. Os usos benéficos de maior potencial de utilização para o Estado do Tocantins são: aterros sanitários; disposição controlada em certos tipos de solos; co-disposição com biossólidos gerados em estações de tratamento de esgotos; incineração dos resÃduos; recuperação de áreas degradadas; lançamento na rede coletora de esgoto; bem como aplicações industriais diversas tais como fabricação de tijolos ou outros materiais de construção. A busca por soluções economicamente viáveis e ambientalmente vantajosas para o tratamento e disposição final de lodos de ETAs continua sendo um grande desafio em todos os paÃses, principalmente no Brasil, onde esse assunto está em seu inÃcio. Dentre as várias soluções de aproveitamento e disposição final para o Estado do Tocantins destacam-se: a fabricação de cerâmica vermelha, o aterro sanitário e a recuperação de áreas degradadas
ANÃLISE AMBIENTAL E DE MAQUINÃRIO DE MARMORARIAS NO MUNICÃPIO DE PALMAS-TO
No full text Este trabalho avaliou processos e maquinários presentes em marmorarias que realizam a manufatura de rochas ornamentais no municÃpio de Palmas â TO. Observaram-se as expectativas de crescimento e modernização do setor visando à melhoria nos processos e a redução de impactos ao meio ambiente. O diagnóstico do setor foi realizado com visitas e entrevistas nas marmorarias da cidade, que permitiram a identificação das empresas, o levantamento da quantidade de insumos e produtos utilizados, a análise dos processos de produção, a verificação dos equipamentos instalados e suas pretensões futuras, além da contabilização da geração, disposição temporária e destinação final dos resÃduos sólidos e do passivo ambiental. Foi estudada uma alternativa para o reuso dos resÃduos provenientes de rochas ornamentais, constatando-se sua possÃvel utilização como matéria-prima na indústria de tijolo ecológico.
PALAVRAS-CHAVE: rochas ornamentais, marmorarias, maquinário, resÃduos, reuso.
ABSTRACT
This study evaluated the processes and machinery in marble shops that realize the ornamental stone manufacture in the city of Palmas â TO. The expectations of growth and modernization of the sector were observed aiming processes improvement and the reducing of environmental impacts. The diagnosis of the sector was conducted with visits and interviews in the marble shops of the city, which allowed the identification of companies, the survey of the quantity of inputs and products used, an analysis of the production processes, a verification of installed equipment and their future claims, besides accounting for generation, temporary and final disposal of solid waste and environmental liabilities. An alternative for the reuse of residues from ornamental stone was studied, showing its possible use as raw material in the ecological brick industry.
KEYWORDS: ornamental stones, marble shop, machinery, waste, reuse.
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