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Título: Avaliação dos impactos ambientais de processos oxidativos avançados na remoção de micropoluentes e ecotoxicidade
Título(s) alternativo(s): Evaluation of the environmental impacts of advanced oxidative processes in the removal of micropollutants and ecotoxicity
Autor(es): Ramos, Heitor de Oliveira
Orientador(es): Freitas, Adriane Martins de
Palavras-chave: Gestão ambiental
Inventários
Impacto ambiental - Avaliação
Toxicologia ambiental
Águas residuais - Purificação - Oxidação
Environmental management
Inventories
Environmental impact analysis
Environmental toxicology
Sewage - Purification - Oxidation
Data do documento: 8-Jul-2022
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Citação: RAMOS, Heitor de Oliveira. Avaliação dos impactos ambientais de processos oxidativos avançados na remoção de micropoluentes e ecotoxicidade. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022.
Resumo: Processos avançados de oxidação (AOPs) têm se mostrado eficientes na degradação e remoção de micropoluentes (Mps) em efluentes. Por outro lado, pouco se discute acerca do desempenho e dos impactos ambientais que estes processos podem gerar ao tratar esses efluentes. A Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) tem se mostrado uma importante ferramenta para auxiliar na tomada de decisões no que diz respeito à melhor alternativa de tratamento, levando em consideração seus potenciais impactos ambientais. Neste contexto, o presente projeto avaliou os impactos ambientais de três processos (fotólise UVC, UVC/H2O2 e foto-Fenton/UVA) que foram utilizados como tratamento terciário de efluente doméstico sintético, com objetivo de remoção de micropoluentes e ecotoxicidade. A ACV foi utilizada como ferramenta para este estudo comparativo. Foram estipulados três diferentes cenários: a) processo anaeróbico + fotólise/UVC; b) processo anaeróbico + processo UVC/H2O2 e c) processo anaeróbico + processo foto-Fenton. A unidade funcional escolhida para fins de comparação foi 1 m³ de efluente sintético tratado. As entradas e saídas foram determinadas e a partir disso foi estabelecido o inventário considerando os tempos de tratamento de 30, 60 e 90 min. A análise do inventário revelou que dos três processos analisados, o processo UVC/H2O2 foi o que menos contribuiu para as categorias de impacto analisadas. Já a fotólise foi o processo que mais contribui para os impactos nas categorias Ecotoxicidade de água doce, Toxicidade humana (não cancerígena) e Toxicidade humana (cancerígena). O processo foto-Fenton foi o que mais contribuiu para os impactos nas categorias relativas ao aumento do aquecimento global (IPCC GWP 20a e IPCC GWP 100a) e Eutrofização Marinha. Em relação à maior eficiência na remoção dos Mps, do carbono orgânico total e da ecotoxicidade à Daphnia magna e Lactuca sativa, o processo foto-Fenton mostrou o melhor desempenho. Não houve diferença significativa em relação aos tempos de tratamento de cada processo (30, 60 e 90 min). Por fim, a falta de fatores de caracterização de ecotoxicidade e toxicidade humana é em parte devido à falta de dados de testes de toxicidade, especialmente ensaios de toxicidade crônica para muitos compostos orgânicos. Como micropoluentes estão presentes no ambiente em concentrações baixas (ng à ug/L), efeitos crônicos devem ser monitorados. Estas informações devem ser constantemente adicionadas aos bancos de dados, como USEtox, para que eles sejam atualizados e isto torne a avaliação dos impactos mais próxima da realidade.
Abstract: Advanced oxidation processes (AOPs) have been shown to be efficient in the degradation and removal of micropollutants (Mps) in effluents. On the other hand, little is discussed about the performance and environmental impacts that these processes can generate when treating these effluents. Life Cycle Assessment (LCA) has proved to be an important tool to assist in decision making regarding the best treatment alternative, taking into account its potential environmental impacts. In this context, the present project evaluated the environmental impacts of three processes (photolysis UVC, UVC/H2O2 and photo-Fenton/UVA) that were used as tertiary treatment of synthetic domestic effluent, with the objective of removing micropollutants and ecotoxicity. LCA was used as a tool for this comparative study. Three different scenarios were stipulated: a) anaerobic process + photolysis/UVC; b) anaerobic process + UVC/H2O2 process and c) anaerobic process + photo-Fenton process. The functional unit chosen for comparison purposes was 1 m³ of treated synthetic effluent. The inputs and outputs were determined and from that, the inventory was established considering the treatment times of 30, 60 and 90 min. The inventory analysis revealed that of the three analyzed processes, the UVC/H2O2 process contributed the least to the analyzed impact categories. Photolysis was the process that most contributed to the impacts in the categories Freshwater Ecotoxicity, Human Toxicity (noncarcinogenic) and Human Toxicity (carcinogenic). The photo-Fenton process was the one that most contributed to the impacts in the categories related to the increase in global warming (IPCC GWP 20a and IPCC GWP 100a) and Marine Eutrophication. Regarding the greater efficiency in the removal of PMs, total organic carbon and ecotoxicity to Daphnia magna and Lactuca sativa, the photo-Fenton process showed the best performance. There was no significant difference regarding the treatment times of each process (30, 60 and 90 min). Finally, the lack of ecotoxicity and human toxicity characterizing factors is in part due to a lack of toxicity test data, especially chronic toxicity assays for many organic compounds. As micropollutants are present in the environment at low concentrations (ng to ug/L), chronic effects must be monitored. This information must be constantly added to databases, such as USEtox, só that they are updated and this makes the impact assessment closer to reality.
URI: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30167
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