Remoção de microplásticos no tratamento de água para consumo humano [recurso eletrônico]
Larissa Silva Araújo
DISSERTAÇÃO
Português
T/UNICAMP Ar15r
[Microplastics removal in drinking water treatment]
Campinas, SP : [s.n.], 2022.
1 recurso online (118 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Ricardo de Lima Isaac
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo
Resumo: Microplásticos formam um grupo de contaminantes de interesse emergente cuja principal preocupação deve-se à sua ocorrência em diferentes matrizes ambientais, dentre elas corpos hídricos utilizados como fonte de água para abastecimento público, com potenciais riscos à biota e à saúde humana....
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Resumo: Microplásticos formam um grupo de contaminantes de interesse emergente cuja principal preocupação deve-se à sua ocorrência em diferentes matrizes ambientais, dentre elas corpos hídricos utilizados como fonte de água para abastecimento público, com potenciais riscos à biota e à saúde humana. Frente à ausência de metodologias padronizadas para a identificação e quantificação de microplásticos, até o momento pouco se sabe a respeito da eficiência de métodos convencionais de tratamento de água para a remoção desses poluentes. Assim, evidencia-se a premência de pesquisas que investiguem o comportamento e a remoção de microplásticos em meios aquosos. O presente estudo avaliou a remoção de microplásticos no tratamento convencional de água, em escala de bancada, simulando os processos unitários de coagulação, floculação e sedimentação. Foram realizados ensaios de tratabilidade em duas suspensões artificialmente preparadas em laboratório, com características distintas quanto à cor (presença ou ausência de matéria orgânica natural – MON). A primeira etapa da pesquisa envolveu a realização de ensaios de tratabilidade em aparelho de Jar-Test, sob diferentes condições de pH e concentração do coagulante cloreto de polialumínio (PAC), culminando em dois diagramas de coagulação elaborados em função da turbidez remanescente. Na segunda etapa, foram selecionadas e replicadas certas condições operacionais oriundas dos referidos diagramas, dessa vez com a adição de microesferas de poliestireno (diâmetro médio de 2 µm e densidade 1,05 g.cm-3) a uma concentração inicial de 1 x 105 part.L-1. As eficiências de remoção de microplásticos foram obtidas em função da turbidez e da contagem de partículas. Os ensaios foram realizados em valores de pH variando de 4,8 a 10,8 e concentrações de PAC de 5 mg.L-1 a 167 mg.L-1 (0,5 mg.L-1 a 15,9 mg.L-1 de Al3+). As maiores eficiências de remoção de turbidez foram obtidas na faixa de pH de 7 a 10, correspondendo à 98,5% e 88,5% nas matrizes aquosas 1 e 2, respectivamente, caracterizando a predominância do mecanismo de coagulação por varredura. Os melhores resultados obtidos na matriz aquosa 1 devem-se à ausência de MON, cuja presença na matriz aquosa 2 aumentou a estabilização do meio aquoso e dificultou a formação de flocos sedimentáveis. Nos ensaios com microplásticos, a matriz aquosa 1 apresentou, nas condições ótimas, resultados de turbidez remanescente semelhantes aos ensaios da primeira etapa, com eficiência de remoção máxima de 98,8% em pH 9,6. Todavia, os ensaios com microplásticos na matriz aquosa 2 apresentaram resultados inferiores aos da primeira etapa da pesquisa, requerendo maiores dosagens de PAC para atingir remoções similares (88%), sob as condições ótimas. Embora a metodologia adotada para a quantificação de partículas tenha apresentado interferência de outras partículas, foi possível verificar uma correlação entre remoção de turbidez e remoção de microplásticos. Assim, o estudo indicou que microplásticos são partículas passíveis de remoção durante o tratamento convencional de água, sendo a turbidez um parâmetro indicador indireto da remoção desses micropoluentes em ETA. A ausência de uma metodologia padronizada para a análise e quantificação de microplásticos impactou a execução da pesquisa, reforçando a necessidade de novos estudos que investiguem o tema mais a fundo
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Abstract: Microplastics are a group of contaminants of emerging concern mainly due to their occurrence in different environmental matrices, such as water bodies used for public water supply, with potential risks to biota and human health. With no standardized methods for the identification and...
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Abstract: Microplastics are a group of contaminants of emerging concern mainly due to their occurrence in different environmental matrices, such as water bodies used for public water supply, with potential risks to biota and human health. With no standardized methods for the identification and quantification of microplastics, little is known about the efficiency removal of these pollutants in conventional drinking water treatment processes. Thus, there is an urgent need for further research in investigating the behavior and removal of microplastics in aqueous media. This study evaluated the removal of microplastics in conventional water treatment, on a bench scale, simulating the processes of coagulation, flocculation and sedimentation. Treatment tests were carried out on two artificial suspensions, with distinct characteristics in terms of color (presence or absence of natural organic matter – NOM). The first stage of the tests involved the performance of treatment tests in a Jar-Test equipment, under different conditions of pH and polyaluminum chloride (PAC) coagulant concentration, culminating in two coagulation diagrams formulated in function of remaining turbidity. In the second step, some operation conditions from the coagulation diagrams were selected and replicated, adding polystyrene microspheres (mean diameter of 2 µm and density 1.05 g.cm-3) to an initial concentration of 1 x 105 part.L-1. The microplastics removal efficiencies were obtained in function of the turbidity and of particle counting. The pH ranged from 4.8 to 10.8 and PAC concentrations from 5 mg.L-1 to 167 mg.L-1 (0.5 mg.L-1 to 15.9 mg.L-1 of Al3+). The highest turbidity removal efficiencies were obtained in the pH range 7 to 10, corresponding to 98.5% and 88.5% removal efficiencies in waters #1 and #2, respectively, characterizing the predominance of the sweep coagulation mechanism. The better results obtained in water #1 are related to the absence of NOM, which presence in water #2 has increased the aqueous media stabilization and hindered the floc formation. In the microplastics experiments, water #1 presented, under optimal conditions, similar remaining turbidities to those on the first stage results, with maximum removal efficiency of 98.8% at pH 9.6. However, the results obtained for water #2 were lower than those in the first stage of the work, with higher PAC concentrations requirements for achieving similar removals (88%) under optimal conditions. Although the adopted method for the particles counting have had interferences from other particles, it was possible to link turbidity and microplastics removal. Therefore, the study indicated that microplastics can be removed during conventional water treatment, and turbidity is an indirect parameter indicator of the removal of these micropollutants in DWTPs. Furthermore, the absence of a standardized method for the analysis and quantification of microplastics emphasizes the need for new studies to further investigation of this topic
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