Compostos recalcitrantesCompostos RefratriosProf. Paulo Roberto KoetzUPF FEAR CEA CEAPasso Fundo2007

Compostos recalcitrantes ou refratriosNo so biodegradados pelos organismosEm sistemas biolgicos de tratamentoNos tempos de reteno hidrulica aplicadosLanados nos corpos aquticos receptores.Responsveis pela toxicidade dos efluentesAcumulativoConcentraes superiores dose letal de alguns organismos

Compostos recalcitrantes ou refratriosOs efeitos cancergenos e mutagnicospodem ser observados em seres humanosbioacumulao ao longo da cadeia alimentar. Remoo de substncias contaminantesCompleta mineralizao

Substncias orgnicas txicasHidrocarbonetos aromticos policclicos (HPA)Os hidrocarbonetos de petrleo (BTX);Metil terc-butil ter (MTBE);OrganocloradosDioxinasFuranosDDTPCB;Pesticidas

Substncias orgnicas txicasSubstncias organocloradas de industria de papelFonte: Branqueamento45 kg/t (cloro elementar por massa de polpa)Resduo organocloradoRecalcitrantes e altamente txicos2 kg/t a 1,5 kg/t (em relao a polpa)

Substncias orgnicas txicasMedida de emisso de compostos organocloradosHalognios orgnicos adsorvveis AOXAdsorbable Organic HalogenMedida genrica de uma grande srie de compostos orgnicos que possuem ligaes com um ou mais tomos de halognioNNos processos de branqueamento por cloroanlise direta da quantidade de compostos organoclorados.

Substncias orgnicas txicas

Substncias orgnicas txicasEfluente textil. Azo dyesVisveis mesmo em concentraes to baixas como 1 mg/LAlteram a colorao natural dos riosGraves problemas estticos alm de reduzir alguns processos fotossintticosApresentam composio qumica variadaBaixa degradabilidade por processos biolgicosDQO elevadaPresena de compostos recalcitrantesAssociados toxicidade crnica e aguda

Substncias orgnicas txicasEfluentes da indstria farmacuticaFrao orgnica rapidamente biodegradvelCompostos refratriosque no so removidos por tratamentos biolgicos convencionaisAntibiticosbaixa biodegradabilidadeefeitos txicos a organismos aquticospromovem o desenvolvimento de cepas bacterianas multi-resistentes

Substncias orgnicas txicasHidrocarbonetos aromticos policiclicos HPACompostos semivolteisAssociados tanto fase de vapor quanto particuladaFontesNaturaisAntropognicasProcesso trmicos

Substncias orgnicas txicasHidrocarbonetos de petrleo BTXOcorrem em pequenas concentraes na natureza;FontesAntropognicasCarvoDerivados de petrleoMetil terc-butil ter (MTBE)Aditivo na gasolinaReduz a emisso de COAltamente voltilSolos: subsuperficiais

Substncias orgnicas txicasOrganocloradosLigeiramente volteis ou semi-volteisDDT, PCB, Aldrin, Dieldrin, Endrin, Dioxinas e Furanos;

Substncias orgnicas txicasPesticidas

Volatile organic compounds VOCQualquer tipo de substncia orgnica que possui ponto de ebulio menor ou igual a 250C presso padro de 101,3 kPa1 kPa = 1,01325102 atm

Volatile organic compounds VOCComposto de Carbono (C) que participa de processos fotoqumicosCom exceo doDixido de carbono (CO2)Monxido de carbono (CO)Carbonatos metlicosCarbetoscido carbnicoCarbonato de amnio.

Volatile organic compounds VOCComposto de Carbono (C) que participa de processos fotoqumicosExemplosHidrocarbonetos aromticos e alifticosCompostos orgnicos halogenadossteresteresCetonaslcois

VOCContedo de VOCSignifica a massa de compostos orgnicos, expressos em gIL, na formulao do produto na sua condio de pronto para usoA massa de VOC, em um dado produtoque reage quimicamente durante o processo de cura/secagem para formar parte do revestimento, no deve ser considerado como tal

Processos de tratamentoRemoo de substncias contaminantesCompleta mineralizao

Processos de tratamentoBiolgicosNo removem totalmente compostos apolaresPodem complementar a transformao de compostos recalcitrantes para biodegradveis, nos processos oxidativosSistemas mistos. VantagensEfeito sinrgico dos mtodos qumicos e biolgicosReduo da dosagem de produtos qumicos (custo), pelo uso dos tratamentos biolgicosFlexibilidade no tempo de residnciaPossibilidade de mineralizao completa dos poluentes com menores custos

Processos oxidativos avanadosProcessos fsico-qumicosAplicados ao tratamento de efluentesMudanas nas estruturas qumicas dos contaminantesProcessos que envolvem a gerao e uso de espcies transitriasprincipalmente o radical hidroxilaPode ser gerado por meios fotoqumicos ou outras formas de energiaPossui alta eficincia na oxidao da matria orgnica

Processos oxidativos avanadosA oxidao dos poluentesAtaque dos radicais hidroxila s molculas orgnicasque provocam a abstrao de um tomo de hidrognio ou a adio desse tomo s ligaes duplas das molculasAs molculas orgnicas poderiam ser mineralizadas at os produtos finais: gs carbnico e gua

Processos oxidativos avanadosEconmica e ecologicamente inadequados para tratar guas residurias que possuam alta concentrao de constituintes orgnicosO consumo de oxidantes aumenta com o aumento da quantidade de matria orgnicaOs processos podem ser usados para transformar os constituintes orgnicos recalcitrantes do efluente em compostos mais biodegradveis

Processos oxidativos avanadosOs mecanismos de reao alteram as propriedades estruturais e qumicas dos compostos orgnicosAs molculas so quebradas em fragmentos menores e uma maior porcentagem de oxignio aparece nestas molculas, na forma de funes lcoois, cidos carboxlicos, etcEstas espcies mais oxidadas so, na maioria dos casos, mais facilmente biodegradveis que as espcies anterioresO consumo de oxidantes reduzidoestgio biolgico posterior necessrio

Processos oxidativos avanadosOs custos so elevadosOs tratamentos biolgicos so baratos e segurosMas no podem tratar certos compostosCombinao dos processos pode ser uma alternativa economicamente vivel para a degradao de um efluente com presena de compostos txicos

Processos oxidativos avanadosAplicaesProcessos como03/UV03/H202/UVCatalisador/UV03/H20203/OHH202/UVEstados UnidosRemover tricloroetileno (TCE)Remover percloroetileno (PCE)Catalisador/H202/UV; TiO2/UV; H202/Fe2+

OxidantesPerxido de hidrognio (H2O2Permanganato de potssio (KMnO4)Oznio (O3)Oxignio dissolvido (OD)Reagente de Fenton: Fe2+ + H2O2 --> Fe3+ + OH- + ? OHAplicaesCompostos orgnicos volteis (VOC)Compostos orgnicos semi-volteis (SVOC)PesticidasHidrocarbonetos policclicos aromticos (HPA)Bifenilas policloradas (PCB)

Processos Oxidativos Avanados (POA)Gerao de molculas com radicaisespcies radicalares, principalmente o radical hidroxila (OH)O radical livre OH muito reativo e um dos agentes oxidantes mais fortes (E0 2,7 V)Rpida cintica de reao106 Lmol-1s-1 < k < 1010 Lmol-1s-1,As espcies tem um tempo de meia vida curtona ordem de ns e sSe transformam em O2 e H2O que no poluemPromovem a completa mineralizao da matria orgnicaOxidao a CO2, H2O e cidos inorgnicos.

Processos Oxidativos Avanados (POA)Mtodos qumicos para a gerao desta espcie radicalarSistemas fotoqumicosFotocatalticosEletroqumicosQumicosOzonizaoFentonAplicaesRemediao de efluentes industriaisIndstrias de papel e celuloseTxtilQumica

Processos Oxidativos Avanados (POA)Trabalhos complementaresSntese e caracterizao de nanocatalisadoresDesenvolvimento de reatoresMtodos de imobilizaoCatlise homognea e heterogneaModificao superficialEstudo de reatividade e mecanismo reacional de espcies orgnicas poluentesDeterminao de parmetros cinticosControle analticoTestes de toxicidadeBiodegradabilidade

Processos redutivosTratamento de compostos com centros deficientes de eltronsCompostos halogenados e/ou nitrogenadosque tendem a reagir muito lentamente com OHUsa nanopartculas de Fe0 (puras ou na forma de ligas com outros metais)Fonte ambientalmente adequada de Fe0material gerado durante processo metalrgicoAplicaoTratamento de efluentes da indstria txtilDuplo ganho ambiental a custo extremamente reduzidoOs processos qumicosGrande potencial na remediao de matrizes complexasMinimizar os efeitos deletrios de atividades antropognicas

POA de Fenoishttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-15092006-163920/

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