Remoção de ácido perfluoroctanóico (PFOA) e ácido perfluorooctano sulfônico (PFOS) por adsorção em dois carvões ativados produzidos no Brasil

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Mafra, Wesley Adonai
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Adsorção
Ácidos
Carvão ativado
Brasil
Link de acesso: http://repositorio.unb.br/handle/10482/50906
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2024.
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spelling Remoção de ácido perfluoroctanóico (PFOA) e ácido perfluorooctano sulfônico (PFOS) por adsorção em dois carvões ativados produzidos no BrasilRemoval of perfluorooctanoic acid (PFOA) and perfluorooctane sulfonate (PFOS) by adsorption on two activated carbons produced in BrazilAdsorçãoÁcidosCarvão ativadoBrasilDissertação (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 HídricosBrandão, Cristina Celia SilveiraMafra, Wesley Adonai2024-11-13T19:53:32Z2024-11-13T19:53:32Z2024-11-132024-07-26info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfMAFRA, Wesley Adonai. Remoção de ácido perfluoroctanóico (PFOA) e ácido perfluorooctano sulfônico (PFOS) por adsorção em dois carvões ativados produzidos no Brasil. 2024. 113 f., il. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos) — Universidade de Brasília, Brasília, 2024.http://repositorio.unb.br/handle/10482/50906porA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-11-13T19:53:32Zoai:repositorio.unb.br:10482/50906Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-11-13T19:53:32Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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