Navegando por Autor "Magalhães, Vivian Maria de Arruda"
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Tese Argilas organofílicas aplicadas à remoção de carbamazepina visando a remediação de águas subterrâneas contaminadas(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-02-26) Viegas, Rayanne Macêdo Aranha; Chiavone Filho, Osvaldo; Furtini, Josy Anteveli Osajima; http://lattes.cnpq.br/2621516646153655; http://lattes.cnpq.br/8095792689248890; Silva Filho, Edson Cavalcanti da; Bezerra, Italla Medeiros; Magalhães, Vivian Maria de ArrudaNos últimos anos, tem crescido a preocupação com a contaminação das águas por contaminantes emergentes, como os fármacos. A carbamazepina (CBZ), um psicotrópico amplamente utilizado, tem sido frequentemente detectada em corpos hídricos, inclusive em águas subterrâneas. Argilas organofílicas têm sido utilizadas como adsorventes eficientes para poluentes farmacêuticos. Nesse estudo, quatro tipos de argilas organofílicas foram preparados a partir da modificação de argila bentonita com dois surfactantes catiônicos: brometo de hexadeciltrimetilamônio (HDTMA) e brometo de octadeciltrimetilamônio (ODTMA). Os materiais sintetizados foram amplamente caracterizados. Análises de difrações de raios-X mostraram que o espaçamento basal das argilas organofílicas variou de 1,54 a 2,93 nm, sugerindo a intercalação dos cátions orgânicos no espaço interlamelar da montmorillonita. Inicialmente, as argilas sintetizadas foram avaliadas como adsorventes para a sorção de CBZ por meio de experimentos de equilíbrio em batelada, nos quais foram variados o pH, o tempo de contato, a dosagem de adsorvente e a concentração inicial do fármaco. A variação de pH não mostrou influência na adsorção. A sorção de CBZ pelas argilas organofílicas seguiu uma cinética de pseudo-segunda ordem. O melhor desempenho de sorção foi obtido para a argila BCN1-HDTMA100, com capacidade de 34,34 ± 1,41 mg/g, cerca de dez vezes maior que a bentonita não modificada nas mesmas condições. Isto foi atribuído ao tipo e maior teor de surfactante. A isoterma de adsorção a 25 ºC apresentou um comportamento linear. As análises de FTIR e TG nos híbridos argila organofílica-CBZ confirmaram a incorporação do medicamento. A interação hidrofóbica foi a contribuição dominante para a adsorção de CBZ nas argilas. Além disso, foram realizados testes de toxicidade das argilas organofílicas e do meio na presença de CBZ antes e após o tratamento. A maioria das argilas organofílicas não apresentou toxicidade contra Artemia salina nas condições avaliadas e a toxicidade do meio após o tratamento foi eliminada. Após esse estudo em batelada, duas argilas organofílicas sintetizadas (BCN1-HDTMA100 e BCN1-ODTMA100) foram selecionadas para o estudo de adsorção contínua de CBZ através de ensaios em coluna de leito fixo preenchida com uma mistura de areia e argila organofílica visando aplicação como meio reativo de Barreiras Reativas Permeáveis (BRPs) para remediação de águas subterrâneas. Nessa etapa, o desempenho das argilas sintetizadas foi comparado ao de uma argila organofílica comercial, a Spectrogel Tipo C. O desempenho da adsorção foi avaliado por meio de curvas de ruptura. Os efeitos da concentração inicial do fármaco, da quantidade e do tipo de argila no leito foram avaliados. De modo geral, as argilas sintetizadas apresentaram desempenho superior à argila comercial Spectrogel Tipo C. A menor capacidade de adsorção de CBZ pela argila comercial pode estar associada a efeitos relacionados com a densidade de empacotamento dos cátions orgânicos no espaço interlamelar. Nas condições de 1,0g de argila no leito, 95 mg/L de concentração inicial de CBZ e taxa de fluxo de 1,0 mL/min, as argilas BCN1-HDTMA100 e BCN1-ODTMA100 apresentaram tempos de ruptura de 505 e 525 min e capacidades de adsorção de 46,6 e 50,1 mg/g, respectivamente. Portanto, as argilas organofílicas demonstraram um potencial promissor em serem utilizadas em aplicações de remediação de águas subterrâneas.TCC Avaliação do comportamento do benzo(a)pireno em subsuperfície e de sua degradação em solo contaminado por oxidação(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-10-05) Souza, Joyce Azevedo Bezerra de; Chiavone Filho, Osvaldo; Magalhães, Vivian Maria de Arruda ; Sousa, Magna Angélica dos Santos Bezerra; Viegas, Rayanne Macêdo AranhaUma das consequências da contaminação de solos e águas subterrâneas por petróleo e seus derivados é a inserção de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) nesses meios, ocasionando riscos à saúde humana e ao meio ambiente. HPAs podem apresentar propriedades tóxicas, cancerígenas e mutagênicas. O benzo(a)pireno (BaP) é um HPA classificado pela USEPA como um poluente prioritário e, pela IARC, como um poluente potencialmente cancerígeno ao homem. Processos oxidativos avançados (POAs) são muito utilizados para o tratamento de áreas contaminadas por HPAs a fim de mineralizar os poluentes transformando-os em água e CO2 ou em compostos menos tóxicos que os iniciais. O presente trabalho objetivou realizar um levantamento bibliográfico acerca dos pontos relevantes do BaP, procurando levantar informações que norteassem a elaboração de planejamentos experimentais de testes de oxidação preliminares para remediação de solo contaminando artificialmente com BaP. Foram realizados dois planejamentos fatoriais completos do tipo 2³+3 pontos centrais. No primeiro planejamento, as variáveis estudadas foram a concentração de persulfato de sódio, a concentração da solução de ferro II e o pH e, no segundo, além das variáveis de concentração avaliou-se o tempo de reação. As amostras de solo foram extraídas e analisadas por um cromatógrafo líquido de alta eficiência acoplado a detector UV-Vis (HPLC-UV). Os dados obtidos como resultados foram tratados utilizando o software Statistica 7.0. Os testes preliminares dos ensaios de oxidação indicaram que a melhor condição experimental para a remediação da concentração de 20 mg kg-1de BaP seria: solução de [PS] = 20,0 g L-1, solução de [Fe+2] = 27,5 g L-1 e tempo reacional = 3 dias, com um pH de 3,0, que apresentou um percentual de aproximadamente 93,0% de remoção do contaminante, que corresponde a uma concentração residual de 1,77 mg kg-1 no solo tratado, valor que encontra-se dentro da faixa recomendada pela CETESB.Artigo Characterization and partitioning behavior of creosote in different matrices: soil, water, and air(Water, Air, and Soil Pollution, 2020-07-24) Chiavone Filho, Osvaldo; Aranha, Rayanne Macêdo; Magalhães, Vivian Maria de Arruda; Mendes, Gabriela Paupitz; Soares, Lélia C. R.; Barbosa, Alexandre Muselli; Nascimento, Cláudio Augusto Oller do; Vianna, Marilda M. G. R.Creosote is a multicomponent oil classified as a dense non-aqueous phase liquid (DNAPL) produced from coal tar distillation. The concept of phase distribution is critical in decision-making to remediate contaminated sites. The creosote mass transfer between sorbed, aqueous, vapor, and DNAPL phases is controlled by physicochemical characteristics, geology of the site, and environment conditions. This study evaluated phase distribution of the main polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) of creosote in a sandy soil with low organic matter content. The creosote was collected from a contaminated site in São Paulo, Brazil, and was characterized by gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS). Clean soil was collected upgradient from the same area. Initially, the soil was artificially contaminated with creosote. After, the contaminated soil was put in contact with clean water in sealed vials for 72 h. Samples of the soil, vapor, and liquid phases were collected and analyzed by GC-MS. In total, 50 compounds were identified in the creosote, and 9 PAHs were selected to be studied, which represented around 30% of total creosote mass. The major contaminant concentration was detected in the sorbed phase. For instance, naphthalene mass was distributed in sorbed (33.0%), DNAPL (1.5%), aqueous (3.4%), and vapor (0.2%) phases. The results provided an understanding of the contaminant species partitioning that occurs in a real contaminated siteArtigo Clay-based catalyst synthesized for chemical oxidation of phenanthrene contaminated soil using hydrogen peroxide and persulfate(Elsevier, 2020-04) Chiavone Filho, Osvaldo; Magalhães, Vivian Maria de Arruda; Mendes, Gabriela Paupitz; Costa Filho, José Daladiê Barreto da; Cohen, Renato; Partiti, Carmem S. M.; Vianna, Marilda M. G. RamosHydrocarbon contaminated sites are a critical issue. Soil is a complex substrate and its heterogeneity makes soil remediation a difficult task. Studies involving in situ chemical oxidation focusing on soil remediation are scarce in literature. Heterogeneous catalysts for oxidation process can be supported in clays. In this work, different claybased catalysts were synthesized. Concentrations of sodium hydroxide (NaOH), ferrous sulfate (FeSO4), and ferric sulfate (Fe3(SO4)2) were varied in accordance with a 23 experimental design. Modified clay catalysts (MCC) were applied in oxidation assays of phenanthrene (PHE) contaminated soil to evaluate the activation of two oxidants: sodium persulfate (SP) and hydrogen peroxide (HP). The experimental design response was the PHE removal. Most of the catalysts proved to be efficient in activating both oxidants and achieved around 80 % of PHE removal. Control assays showed that around 20 % of PHE can be naturally transferred from soil to the liquid phase. PHE removal did not occur during oxidation with raw clay (RC). The highest PHE removal was obtained using MCC 16 with HP, reaching 83 %. XRF analysis of MCC 16 indicated an increase of 160 % in iron content and the Mössbauer spectroscopy showed higher values of relative Fe3+ doublet area for MCC 16 than for RC. BET surface area measurements and scanning electron microscopy analysis suggested the impregnation of iron minerals on the MCC 16 surface. The catalyst proposed in this study can be applied in both in situ or ex situ remediation circumstances, reducing the environmental effects of organic contaminantsTese Ensaios de tratabilidade empregando catalisador sintetizado à base de argila em processo oxidativo avançado para remediação de solo com HPAs(2020-02-17) Magalhães, Vivian Maria de Arruda; Chiavone Filho, Osvaldo; Vianna, Marilda Mendonça Guazzelli Ramos; ; ; ; Mota, André Luis Novais; ; Silva, Douglas do Nascimento; ; Bezerra, Italla Medeiros; ; Sousa, Magna Angélica dos Santos Bezerra;A remediação de áreas contaminadas com hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), poluentes orgânicos persistentes e de toxicidade variada, torna-se um grande desafio em virtude da complexidade do solo e dos compostos envolvidos. Diversas estratégias de remediação de solos contaminados por HPAs têm sido propostas com diferentes graus de sucesso, entre elas está o processo oxidativo avançado. Diferentes oxidantes com diversas formas de ativação para geração de radicais têm sido investigados, podendo ocorrer por processo homogêneo ou heterogêneo. A eficácia da técnica de remediação é prevista por estudos de tratabilidade. Assim, o presente trabalho estudou a otimização da oxidação química de HPAs em solo artificialmente contaminado visando uma aplicação in situ. Processos com peróxido de hidrogênio (PH) ou persulfato de sódio (PS) com ativação por reação homogênea, usando sulfato ferroso e ajuste de pH, ou por reação heterogênea, usando catalisador sólido, foram avaliados. A síntese do catalisador sólido foi desenvolvida empregando íons de ferro suportados em argila. Os experimentos foram otimizados com auxílio de planejamentos experimentais para determinação das concentrações adequadas que fornecessem melhor eficiência de remoção do contaminante em estudo. Ensaios cinéticos e avaliações acerca da distribuição dos contaminantes nas fases sólido, líquido e vapor foram realizados. O processo oxidativo empregando PS ativado por catalisador de ferro à base de argila forneceu 80% de remoção de fenantreno e 94% de remoção de naftaleno, com boa reprodutibilidade dos ensaios. E, apesar dos processos homogêneos apresentarem remoções levemente superiores comparados aos heterogêneos nas condições aplicadas, a quantidade de ferro aplicada na reação heterogênea foi inferior e não houve ajuste de pH, que são vantagens significantes relacionadas à redução de custos e precaução com o meio ambiente. Uma maior afinidade dos HPAs selecionados como representativos do creosoto com a fase sólida foi observada nos ensaios de avaliação do particionamento. Além disso, uma diferença entre a quantidade inicial da contaminação, com o solo seco recém contaminado, e a quantidade determinada ao final dos ensaios foi observada, devido à fenômenos de sorção e interferência da água, por exemplo, que dificultaram a extração dos compostos. Remoções dos compostos em torno de 96% foram alcançadas nos ensaios oxidativos, as quais foram relacionadas a processos de degradação e sorção, tanto no solo quanto no catalisador à base de argila.Dissertação Remoção de carbonatos para otimizar a biolixiviação de rejeito calcopirítico empregando consórcio de microrganismos(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016-01-28) Magalhães, Vivian Maria de Arruda; Chiavone Filho, Osvaldo; Vianna, Marilda Mendonça Guazzelli Ramos; ; http://lattes.cnpq.br/0798435300280612; ; http://lattes.cnpq.br/2621516646153655; ; http://lattes.cnpq.br/2110588393272063; Mota, André Luis Novais; ; http://lattes.cnpq.br/6655822329418320; Silva, Dannielle Janainne da; ; http://lattes.cnpq.br/3744730955893225A biolixiviação da calcopirita ainda não possui aplicação em escala comercial devido à baixa eficiência, por isso esse processo tem sido bastante estudado nos últimos anos. A biolixiviação de rejeito calcopirítico se torna ainda mais difícil devido a presença de maior quantidade de impurezas, entre elas encontram-se os carbonatos. A presença de carbonatos no minério promove o aumento do pH da solução podendo inibir o desenvolvimento da biolixiviação. Assim, essa pesquisa tem como objetivo a aplicação do tratamento ácido para otimização do processo de biolixiviação, a fim de recuperar o cobre perdido ao longo do processo além de reduzir o teor desse metal tóxico na lagoa de rejeitos. A remoção e recuperação de metais tóxicos é grande relevância na proteção do meio ambiente e para saúde dos seres humanos. Os experimentos de biolixiviação foram realizados em duas etapas, na primeira fez-se uso do rejeito pré-tratado com ácido sulfúrico na biolixiviação e na segunda fez-se uso do rejeito sem tratamento, com a adição de ácido sulfúrico no início da biolixiviação. O tratamento ácido foi realizado em biorreatores com a adição de três volumes diferentes de H2SO4 96% e um experimento controle. Todos os experimentos de biolixiviação foram realizados em triplicada mais um controle, sem adição de inóculo. Os resultados mostraram que o tratamento ácido foi eficiente na remoção dos carbonatos e conseguiu promover a biolixiviação da calcopirita em ambas as etapas estudadas, sendo possível atingir cerca de 47% de recuperação de cobre ao final dos experimentos.Dissertação Remoção de fenol em amostras de água utilizando persulfato ativado por ferro zero suportado em biochar(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-07-24) Souza, Joyce Azevedo Bezerra de; Chiavone Filho, Osvaldo; http://lattes.cnpq.br/2621516646153655; http://lattes.cnpq.br/5912824216354914; Anjos, Raoni Batista dos; https://orcid.org/0000-0002-4612-0855; http://lattes.cnpq.br/3288309475928312; Braga, Renata Martins; Magalhães, Vivian Maria de ArrudaA modernização, o elevado crescimento populacional e a produção acelerada de insumos estão desencadeando o aumento da geração de efluentes industriais, que representa um grave problema a nível global, visto que podem contaminar a água, solo e o ar. A indústria petrolífera é uma das principais fontes de contaminação das águas, e seus produtos e subprodutos possuem inúmeros contaminantes com propriedades toxicológicas, carcinogênicas e mutagênicas, que podem comprometer a qualidade do meio e causar impactos negativos na saúde humana, animal e vegetal. O fenol é um representante dos poluentes desta indústria, estando presente em efluentes como a água produzida de petróleo e em refinarias. Para o tratamento de águas contaminadas com este poluente, os Processos Oxidativos Avançados (POA) estão sendo largamente utilizados. Assim sendo, este trabalho teve por objetivo realizar o tratamento de águas contaminadas com fenol através de um POA utilizando persulfato de sódio (PS), como oxidante, e a combinação entre ferro de valência zero (ZVI) suportado em biochar (BC) como forma de ativação do persulfato. O biochar foi obtido por pirólise (300°C por 1 h, com taxa de aquecimento de 10 °C. min-1), utilizando como biomassa as cascas dos frutos da Calotropis procera, e o ZVI foi obtido pelo método de redução química. O BC, o ZVI e ZVI suportado no BC (BC/ZVI) foram caracterizados estrutural, composicional e morfologicamente, por meio de FRX, DRX, MEV-EDS, FTIR, análise do potencial zeta, tamanho de partícula e índice de polidispersão. Em relação aos experimentos de oxidação, foi realizado um delineamento experimental no qual as variáveis analisadas foram a concentração do oxidante ([PS] = 1 a 9 mM) e do BC/ZVI ([BC/ZVI] = 1 a 5 g.L-1). Em seguida, foi realizada a otimização do processo, estudando a concentração do oxidante ([PS] = 5 a 13 mM), do ativador ([BC/ZVI] = 3 a 7 g.L-1) e do pH (3,0 a 11,0). Também foi possível comparar o agente ativador com o Fe0 comercial, buscando confrontálos com o POA proposto. Os resultados obtidos com a caracterização dos materiais confirmam que o biochar sintetizado mostrou-se similar ao sintetizado por outros trabalhos na literatura, sendo um material carbonáceo, com poros em sua estrutura e que apresentou diversos grupos oxigenados em sua superfície. O ZVI sintetizado apresentou estruturas com formatos irregulares e as partículas tenderam-se a aglomerar, comportamento similar ao encontrado em outros estudos literários. O BC/ZVI foi caracterizado como um material que possuiu porosidade, grupos funcionais em sua superfície e que o ZVI acomodou-se de forma eficiente em sua superfície, permitindo que estas partículas estivessem disponíveis para a oxidação. Os resultados do tratamento oxidativo indicaram que o sistema proposto PS/BC/ZVI é eficiente para a degradação do fenol, visto que bons resultados de remoção do fenol foram obtidos. Dos planejamentos realizados, têm-se que o melhor ponto obtido foi o ensaio 4, com as condições ótimas de [PS] = 9 mM e [BC/ZVI] = 5 g.L-1 e pH = 3,0, possuindo a taxa de remoção máxima de 89,99 % de remoção. A degradação de fenol utilizando o PS ativado com BC/ZVI obtida nesse trabalho é eficiente para tratamento de efluentes, além da sua aplicação para diminuição da toxicidade em casos de lançamentos em corpos de água sem os devidos tratamentos.TCC Tratamento do poluente emergente 17α-etinilestradiol utilizando processo oxidativo avançado foto-fenton(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-12-02) Ferreira, Taniele Araújo; Chiavone Filho, Osvaldo; Rackov, Celyna Káritas Oliveira da Silva; Magalhães, Vivian Maria de ArrudaNas últimas décadas, muitos estudos têm focado na contaminação da água por micropoluentes orgânicos, incluindo contaminantes emergentes, como: produtos farmacêuticos e hormônios. Os métodos convencionais de tratamento de água são ineficientes, pois permitem a transferência destes contaminantes para o ambiente. O processo de oxidação avançada é um tratamento que permite tratar a água contaminada por esses poluentes. Uma alternativa promissora é o peróxido de hidrogênio, juntamente com o catalisador Fe2+ ativados por luz UV-visível, em que é formado o radical hidroxila, e esse radical ataca as moléculas dos contaminantes, transformando-os em produtos inócuos. Portanto, este estudo tem como objetivo o tratamento de água contaminada com o hormônio sintético 17α-etinilestradiol, usando peróxido de hidrogênio com Fe2+ ativado pela irradiação UV, emitida por lâmpada luz negra de 40W, e pH igual a 3. Após diversas análises, o melhor resultado foi obtido utilizando a proporção de 20 mmolar de peróxido de hidrogênio para 0,75 mmolar de Fe2+, degradando 97% do 17α-etinilestradiol após 60 minutos de reação. Vale salientar que a concentração elevada de peróxido pode formar radicais indesejáveis (redutores) para a oxidação do EE2, diminuindo assim a quantidade de radicais hidroxilas formadas, tornando o sistema menos reativo e, por sua vez, reduzindo a eficiência da degradação.