Avaliação da qualidade de águas superficiais: uma abordagem local com proposta de mitigação por adsorção em fase sólida
| dc.contributor.advisor-co1 | Costa, Vinicius Câmara | |
| dc.contributor.advisor1 | Lima, Maria Tereza Weitzel Dias Carneiro de | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000-0002-8731-5093 | |
| dc.contributor.author | Rocha, Ana Kelly Simões | |
| dc.contributor.referee1 | Rosa, Thalles Ramon | |
| dc.contributor.referee2 | Costa, Eline Nayara Dantas da | |
| dc.contributor.referee3 | Costa, José Arnaldo Santana | |
| dc.contributor.referee4 | Athayde, Geisamanda Pedrini Brandão | |
| dc.date.accessioned | 2025-03-13T19:02:30Z | |
| dc.date.available | 2025-03-13T19:02:30Z | |
| dc.date.issued | 2024-12-17 | |
| dc.description.abstract | The assessment of surface water quality through continuous monitoring has received increased attention in recent years due to the increasing degradation of aquatic environments. This monitoring is essential to support Contaminated Area Management (CAM) studies, which include important steps such as the preliminary and detailed assessment of aquatic environments. The deltaic region of the Doce River, a floodplain highly vulnerable to contamination, is affected by mining, agricultural and industrial activities, and possibly by the effects of the Fundão dam collapse in 2015. Thus, the city of Degredo, which belongs to the deltaic region, was addressed in a specific case study, which identified high concentrations of Al, Ba, B, Co, Fe, P, Mn, Ni and Zn in the waters of points P1 and P3, above the CONAMA 357/2005 and IRMA legislation, constituting Potentially Toxic Elements (PTEs). A simulated Human Health Risk Assessment (HHRA) at this site ranged from "insignificant" to "low", with water ingestion as the main route of exposure. In addition, analyses showed that contamination levels increased after the dam breach (IPTTh between 0.40 and 23.73), contrary to the expected trend. The adsorption process was used as an alternative for the remediation of water contaminated by EPTs, using the CA-CaCO3 adsorbent, synthesised by dispersing CaCO3 on a porous carbon support derived from biomass. This material contained 12 wt% of nanocrystalline CaCO3 particles. The adsorbent and pure CA showed high efficiency, removing 99.9% of Fe2+, Mn2+, Cd2+, Ni2+, Zn2+ and Pb2+ ions in 20 min under optimised conditions (pH = 6.00 and adsorbent mass = 100 mg). Structural and chemical analyses (XRD, TG, SEM-EDX, mapping and ICP-OES) of CA and CA-CaCO3 helped to understand the structural and chemical characteristics of these materials, while kinetic and isothermal analyses showed that the process occurs by chemisorption. Thus, this work is linked to concepts of risk management, sustainability and circular economy, and provides an efficient and cost-effective alternative for the remediation of water contaminated by EPTs. | |
| dc.description.resumo | A avaliação da qualidade da água superficial por monitoramentos contínuos ganhou mais atenção nos últimos anos devido à crescente degradação dos ambientes aquáticos. Esses monitoramentos são fundamentais para subsidiar estudos de Gerenciamento de Áreas Contaminadas (GAC), que incluem etapas importantes, como a avaliação preliminar e detalhada de ambientes aquáticos. A região deltaica do rio Doce, uma planície de inundação altamente vulnerável à contaminação, é influenciada por atividades de mineração, agricultura, industriais e, possivelmente, pelos impactos do rompimento da barragem de Fundão, ocorrido em 2015. Dessa forma, a localidade de Degredo, pertencente a região deltaica, foi abordada em um estudo de caso específico, identificando se nas águas dos pontos P1 e P3 elevadas concentrações de Al, Ba, B, Co, Fe, P, Mn, Ni e Zn, acima das legislações CONAMA 357/2005 e IRMA, configurando elementos potencialmente tóxicos (EPTs). Uma simulação de avaliação de risco à saúde humana (ARSH), nessa localidade, variou de “insignificantes” a “baixos”, com a ingestão de água como a principal via de exposição. Além disso, análises indicaram que os níveis de poluição aumentaram após o rompimento da barragem (IPTTh entre 0,40 e 23,73), contrariando a tendência esperada. O processo de adsorção foi utilizado como alternativa de remediação para águas contaminadas por EPTs, utilizando o adsorvente CA-CaCO3, sintetizado pela dispersão de CaCO3 em um suporte de carbono poroso derivado de biomassa. Esse material apresentou 12% em peso de partículas nanocristalinas de CaCO3. O adsorvente e o CA puro demonstraram alta eficiência, removendo 99,9% dos íons Fe2+, Mn2+, Cd2+, Ni2+, Zn2+, e Pb2+ em 20 min sob condições otimizadas (pH = 6,00 e massa de adsorvente = 100 mg). As análises estruturais e químicas (DRX, TG, MEV-EDX, mapeamento e ICP-OES) do CA e CA-CaCO3 ajudaram a compreender as características estruturais e químicas desses materiais, enquanto análises de cinética e isotermas demonstraram que o processo ocorre por quimissorção. Assim, este trabalho está ligado a conceitos de gestão de riscos, sustentabilidade e economia circular, proporcionando uma alternativa eficiente e de baixo custo para remediação de águas contaminadas por EPTs. | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.ufes.br/handle/10/18452 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Doutorado em Química | |
| dc.publisher.department | Centro de Ciências Exatas | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Química ambiental | |
| dc.subject | Carvão ativado | |
| dc.subject | Adsorção | |
| dc.subject.cnpq | Química | |
| dc.title | Avaliação da qualidade de águas superficiais: uma abordagem local com proposta de mitigação por adsorção em fase sólida | |
| dc.title.alternative | Surface water quality assessment: a local approach with a proposal for solid phase adsorption mitigation | |
| dc.type | doctoralThesis |