| Summary: | SOUZA, N. C. de. Avaliação de micropoluentes emergentes em esgotos e águas superficiais. 2011. 166 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil - Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. === Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-02-28T19:43:37Z
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Previous issue date: 2011-11 === In Brazil, studies evaluating emerging micropollutants in environmental matrices such as sewage and hospital wastewater, as well as surface waters, are still quite incipient as well as the removal of these compounds in low cost Wastewater Treatment Plants (WWTPs) such as stabilization ponds, as well as in activated sludge systems or anaerobic/aerobic compact systems. This work aimed to investigate the presence of micropollutants in environmental matrices such as sewage and hospital wastewaters, and in surface waters. Additionally, this study evaluated the removal of these compounds in low-cost WWTPs and studied the advanced oxidation process (AOP) – UV/H2O2 – as a post-treatment option. The main emerging micropollutants studied were: 2,4,6-trichlorophenol, pentachlorophenol, caffeine (CAF), dipyrone (DIP), sodium diclofenac (DCF), bis (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP), estrone (E1), 17β-estradiol (E2), estradiol acetate (EA2), 17α-ethinyl estradiol (EE2) and cholesterol (CHO). The samples were collected from WWTPs located in Fortaleza and its metropolitan region. The receiving surface waters investigated were: Maranguapinho River and Paupina Creek. For the pre-concentration studies of micropollutants, solid phase extraction (SPE) with C-18 cartridges was used, as well as the liquid-liquid extraction (LLE) method. The SPE technique was the most efficient method in concentrating the majority of emerging micropollutants, and the LLE proved to be the best technique for organochlorine compounds. Optimization studies were performed to detect the ideal conditions to determine the compounds by using gas chromatography (GC) and gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) techniques. In all wastewater samples pharmaceuticals and endocrine disrupting compounds were identified, and the range of effluent concentrations were: CAF (3.0-15.8 μg/L), DIP (0.3 μg/L), DCF (1.9 μg/L), DEHP (0.01-8.5μg/L), E1 (0.04-1.7 μg/L), E2 (0.03-4.0 μg/L), EA2 (0.14-9.3 μg/L), EE2 (1.0 μg/L) and CHO (0.01-6.2 μg/L). Endocrine disrupting compounds were identified in the Maranguapinho River and Paupina Creek. The wastewater treatment in the WWTPs was not enough for the complete removal of all micropollutants studied; however, the efficiency level for most of compounds was above 50%. Regarding the evaluation in stabilization ponds systems, the study revealed good removal of micropollutants in systems composed of anaerobic pond followed by facultative and maturation ponds, in which the lowest efficiency levels were verified when a single facultative pond was present. The evaluation of the AOP as a post-treatment option by multivariate factorial design showed that the optimal conditions for the removal of emerging micropollutants were acidic pH (pH 3), hydrogen peroxide concentration above 400 mg/L and hydraulic retention times in the reactor above 50 minutes. === No Brasil, estudos de avaliação de micropoluentes emergentes em matrizes ambientais como esgotos sanitários e hospitalares, e corpos de água, ainda são bastante incipientes, assim como a remoção desses compostos em Estações de Tratamento de Esgotos (ETEs) de baixo custo como lagoas de estabilização, assim como em sistemas de lodos ativados e sistemas anaeróbio-aeróbio compactos. O presente trabalho teve como objetivo geral investigar a presença de micropoluentes em matrizes ambientais como esgotos sanitários e hospitalares, e água superficial, avaliar a remoção destes compostos em ETEs de baixo custo e aplicar o processo de oxidação avançada (POA) UV/H2O2 como opção de pós-tratamento. Os principais micropoluentes emergentes estudados foram: 2,4,6-triclorofenol, pentaclorofenol, cafeína (CAF), dipirona (DIP), diclofenaco de sódio (DCF), bis (2-etil-hexil) ftalato (DEHP), estrona (E1), 17β-estradiol (E2), β-estradiol 17-acetato (EA2), 17α-etinilestradiol (EE2) e colesterol (COL). As amostras foram coletadas em ETEs localizadas em Fortaleza e em sua região metropolitana. Os corpos receptores investigados foram o Rio Maranguapinho e o Riacho Paupina. Para a pré-concentração dos micropoluentes utilizou-se extração em fase sólida (SPE) com cartuchos C-18 e extração líquido-líquido (ELL). A SPE foi a técnica mais eficiente na concentração da maioria dos micropoluentes emergentes, e a ELL se mostrou a melhor técnica para compostos organoclorados. Foram realizados estudos de otimização das condições de detecção dos compostos pelo uso de técnicas de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC/MS). Foram identificados compostos farmacêuticos e desreguladores endócrinos em todas as amostras de esgotos com as seguintes faixas de concentrações efluentes: CAF (3,0-15,8 μg/L), DIP (0,3 μg/L), DCF (1,9 μg/L), DEHP (0,01-8,5μg/L), E1 (0,04-1,7 μg/L), E2 (0,03-4,0 μg/L), EA2 (0,14-9,3 μg/L), EE2 (1,0 μg/L) e COL (0,01-6,2 μg/L). Nos dois corpos receptores estudados (Rio Maranguapinho e Riacho Paupina) foram identificados desreguladores endócrinos. Os tratamentos realizados pelas ETEs não foram suficientes para remoção total de todos os micropoluentes estudados, no entanto, a eficiência para a maioria dos compostos foi acima de 50%. Em se tratando da avaliação em sistemas de lagoas de estabilização, o estudo revelou boas eficiências de remoção em sistemas constituídos de lagoa anaeróbia seguida de facultativa e de maturação, sendo os menores valores de remoção alcançados quando uma única lagoa facultativa primária estava presente. A avaliação do uso do POA por meio do planejamento fatorial multivariado revelou que as melhores condições para remoção de micropoluentes emergentes foram pH ácido (pH 3), concentração de peróxido de hidrogênio acima de 400 mg/L e tempos de detenção hidráulica no reator acima de 50min.
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