DEGRADATION AND KINETIC STUDY OF REACTIVE BLUE BF-5G AND REMAZOL RED RB 133% DYES USING FENTON AND PHOTO-FENTON PROCESS

The textile industry is responsible for the generation of highly colored effluents, which need adequate treatment. Thus, the advanced oxidative processes (AOP) have been used to degrade the dye and convert organic matter. In the present study, the degradation of the reactive blue dyes BF-5G and red remazol RB 133% were evaluated through Fenton and photo-Fenton processes (solar and sunlight). To determine the best working condition, the pH, peroxide concentration, iron concentration and time variables were evaluated by performing a kinetic study in this condition. From a preliminary study, it was verified that the Fenton and photo-Fenton processes, using different radiations, presented similar results, reaching a degradation of more than 98% for each dye. The factorial design indicated better results for a concentration of H2O2 of 10 mg · L-1, iron concentration of 5 mg · L-1 and time of 15 min, obtaining degradation above 88% for the studied dyes. A good kinetic adjustment was verified for a pseudo first order kinetic model (R2 = 0.9921 and 0.9867 for blue and red dyes, respectively). Ultimately, the study of chemical oxygen demand indicated a conversion of 75.98% for the Fenton process, 86.63% photo-Fenton solar and 87.02% photo-Fenton sunlight

Direct red 83 textile dye degradation using photoperoxidation and photo-fenton: kinetic studies, toxicity and neural networks modeling

Textile dyes have been observed in aquatic matrices that receive effluents from different textile industries. These compounds have the peculiarity of being resistant to the physical, chemical and biological treatments commonly used in wastewater treatment plants. Thus, alternative treatments such as advanced oxidative processes (AOP) have been considered in order to promote the degradation of this type of pollutant, being the photoperoxidation and photo-Fenton processes the most used. Therefore, the present work evaluated the efficiency of these AOP in the degradation of direct red 83 dye. It was found a greater efficiency of the photoperoxidation process, especially in the degradation of functional groups observed at 289 nm. This AOP presented a pseudo first order reaction kinetics, with rapid decay in the first minutes. The MLP (5-21-2) neural network model was able to satisfactorily predict the degradation of the dye under study. Finally, it was found that the proposed process showed no adverse effects when studying the toxicity in bacteria

Degradation of the pharmaceuticals lamivudine and zidovudine using advanced oxidation processes

The existence of pharmaceuticals in nature is a growing environmental problem, turning necessary the use of efficient treatments for the degradation of these substances, as the advanced oxidation processes (AOPs). In this work the AOPs UV/H2O2 and photo-Fenton were applied to degrade the pharmaceuticals lamivudine and zidovudine in an aqueous solution using a bench reactor, composed of three UV-C lamps. It was verified that the UV/H2O2 process presented a degradation of 97.33 ± 0.14% for lamivudine and 93.90 ± 0.33% for zidovudine, after 180 min of treatment and for an initial concentratin of each pharmaceutical of  5 mg.L-1 and [H2O2] of 600 mg.L-1.  A methodology by artificial neural networks (ANNs) was used to model the photocatalytic process, with the MLP 7-23-2 ANN representing it well, and determining the relative importance (%) of each of the input variables for the pharmaceutical’s degradation process. Kinetic studies for the pharmaceutical degradation and the conversion of organic matter showed good adjustments to the pseudo first-order models with R2 raging from 0.9705 to 0.9980. Toxicity assays for the before treatment solution indicated that the seeds Lactuca sativa and Portulaca grandiflora showed growth inhibition whereas the post-treatment solution inhibited only the growth of Lactuca sativa

Oxidação fotocatalítica da clozapina empregando TiO2 imobilizado em poliestireno: efeito dos parâmetros operacionais e modelagem via redes neurais

In recent years, heterogeneous photocatalysis using semiconductors has proved to be efficient for the treatment of wastewater containing organic pollutants, such as drugs. Among some photocatalysts, titanium dioxide (TiO2) has been studied and applied for this purpose. Therefore, this work investigated the photocatalytic degradation of the antipsychotic clozapine under ultraviolet irradiation, using suspended and supported TiO2 in polystyrene material. Some experimental parameters were evaluated through a factorial design 23; a higher degradation rate of the compound was verified using 0.15 g of the immobilized catalyst, [H2O2] of 340 mg L-1 and pH 9, after 6 h of treatment. It was possible to obtain degradations above 93.48% and a two-stage model was proposed to describe the reaction kinetics. An artificial neural network was used to model the photocatalytic process and to determine the importance of the operational variables. It was also established that the use of this treatment resulted in 78.30% removal of chemical oxygen demand (COD) under optimized conditions. In addition, the stability of TiO2 support after five consecutive cycles was verified from reuse tests. However, by means of toxicological tests with Escherichia coli and Salmonella enteritidis, it was observed that the products generated by the reaction were more toxic than the original compound. Nos últimos anos, a fotocatálise heterogênea através de semicondutores demonstrou ser eficiente para o tratamento de águas residuárias contendo poluentes orgânicos, como os fármacos. Dentre alguns fotocatalisadores, o dióxido de titânio (TiO2) tem sido estudado e aplicado para esta finalidade. À vista disso, neste trabalho investigou-se a degradação fotocatalítica do antipsicótico clozapina sob irradiação ultravioleta, mediante emprego de TiO2 suspenso e suportado em material de poliestireno. Alguns parâmetros experimentais foram avaliados através de um planejamento fatorial 23; verificando-se uma maior taxa de degradação do composto ao utilizar 0,15 g do catalisador imobilizado, [H2O2] de 340 mg L-1 e pH 9, após 6 h de tratamento. Para tal obteve-se degradações superiores a 93,48% e um modelo de dois estágios foi proposto para descrever a cinética reacional. Uma rede neural artificial foi utilizada para modelar o processo fotocatalítico e determinar a importância das variáveis operacionais. Também ficou estabelecido que o emprego deste tratamento resultou em 78,30% de remoção da demanda química de oxigênio (DQO) nas condições otimizadas. Além disso, a partir de testes de reutilização foi verificada a estabilidade do suporte de TiO2 após 5 ciclos consecutivos. No entanto, por meio de ensaios toxicológicos com Escherichia coli e Salmonella enteritidis observou-se que os produtos gerados através da reação geram produtos mais tóxicos que o composto original

Degradação do contaminante emergente paracetamol empregando processos oxidativos avançados

Uma classe de poluentes tem sido investigada por pesquisadores de todo o mundo, estes são os contaminantes emergentes, que são considerados persistente e refratário. Estes compostos estão presentes em diferentes matrizes ambientais em baixas concentrações que requerem tratamentos alternativos de polimento capazes de promover a degradação destes poluentes, uma vez que os tratamentos convencionais não são capazes de removê-los. Este estudo avaliou a degradação do paracetamol utilizando processos oxidativos avançados (ação UV/H2O2 e foto-Fenton). Os resultados mostraram que o processo ação UV / H2O2 foi mais eficiente conseguindo promover a degradação de 99% do paracetamol, o que é corroborado pela estatística que mostraram que as experiências isentas da adição de ferro (UV / H2O2) foram os mais eficientes na degradação do paracetamol em solução aquosa solução. A metodologia para a identificação através de cromatografia foi validado de acordo exigência das agências existentes (INMETRO e ANVISA), assegurando a confiabilidade dos resultados

Avaliação cinética e ecotoxicológica da degradação do corante têxtil direct orange 26 por processos Fenton e foto-Fenton/solar

The presence of color in textile effluents has been studied because of the need for more effective treatments. Therefore, advanced oxidative processes (AOP) have been used in the degradation of dyes, as well as in the conversion of organic matter. This study evaluated the degradation of the direct orange 26 textile dye by Fenton and photo-Fenton processes (with natural solar radiation). A statistical analysis, based on factorial 23 indicated the best working conditions, being: [H2O2] = 100 mg·L-1 and pH 3-4, for both AOP in that the [Fe] =  1 e 5 mg·L-1, for photo-Fenton and Fenton, respectively. The results of the kinetic studies demonstrated a good fit to the nonlinear kinetic model proposed by Chan and Chu, with values of R2 > 0,996 (photo-fenton) and R2 > 0,939 (Fenton). The tests performed to evaluate the chemical oxygen demand indicated conversions of 62.05% (Fenton) and 66.41% (photo-Fenton). Finally, the ecotoxicity study indicated that the post-treatment samples were non-toxic to the bacteria Escherichia coli and Proteus mirabilis but showed growth inhibition for Lactuca sativa (Fenton and photo-Fenton) seeds and for Brassica juncea and Portulaca grandiflora (Fenton).A presença de cor em efluentes têxteis tem sido alvo de estudo, devido a necessidade de tratamentos mais eficazes. Diante disso, processos oxidativos avançados (POA) têm sido utilizados na degradação de corantes, assim como na conversão da matéria orgânica. Este estudo avaliou a degradação do corante têxtil laranja direto 26 via processos Fenton e foto-Fenton (com radiação solar natural). Uma análise estatística, baseada em planejamentos fatoriais 23 indicaram as melhores condições de trabalho, sendo elas: [H2O2] = 100 mg·L-1 e pH 3-4, para ambos os POA em quanto que a [Fe] =  1 e 5 mg·L-1, para o foto-Fenton e o Fenton, respectivamente. Os resultados dos estudos cinéticos demonstraram um bom ajuste ao modelo cinético não-linear proposto por Chan e Chu apresentando R2 > 0,996 (foto-Fenton) e R2 > 0,939 (Fenton). Os ensaios realizados para avaliação da demanda química de oxigênio indicaram conversões de 62,05% (Fenton) e 66,41% (foto-Fenton). Por fim, o estudo de ecotoxicidade indicou que as amostras pós-tratamento não são tóxicas para as bactérias Escherichia coli e Proteus mirabilis, mas apresentou inibição do crescimento para sementes de Lactuca sativa (Fenton e foto-Fenton) e para Brassica juncea e Portulaca grandiflora (Fenton)

Verificação de desempenho e estimativa de incerteza de medição de metodologia de determinação de cloreto de sódio em manteiga

The minimum parameters of identity and quality of butters in Brazil are governed by the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply. From them it is possible to carry out the performance verification of the methodologies to guarantee the results reliability. Thus, the objective of this study was to analyze the performance of the method of determination of NaCl in butter, based on ISO 1738:2004, evaluating accuracy, precision and the limit of quantification (LOQ). The precision was obtained since the coefficients of variation found in the tests were lower than the Horwitz value. The accuracy was approved as a consequence of the confirmation of the proficiency having as provider the FAPAS. The LOQ of 0.41g of NaCl/100g of butter was established by evaluating the accuracy and the recovery in a NaCl content determination test, using a solution prepared with Certified Reference Material. To assure quality, the uncertainty associated with the NaCl measurement was also estimated, through the evaluation of the possible sources of uncertainty, among which were: weighing, analyzer, glassware and the reagent purity, with a measurement uncertainty of 0.03g NaCl/100g of sample. Finally, it was verified the conformity of the NaCl content in commercial samples according to the Brazilian legislation.Os parâmetros mínimos de identidade e qualidade de manteigas no Brasil são regidos pelo Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento. A partir deles é possível realizar a verificação de desempenho das metodologias para garantir a confiabilidade dos resultados. Assim, objetivou-se analisar o desempenho do método de determinação de NaCl em manteiga, baseado na ISO 1738:2004, avaliando-se precisão, exatidão e limite de quantificação (LQ). Aprecisão foi alcançada visto que os coeficientes de variação obtidos nos ensaios foram inferiores ao valor de Horwitz calculado. A exatidão foi aprovada como consequência da confirmação da proficiência tendo como provedor o FAPAS. O LQ de 0,41g de NaCl/100g de manteiga foi estabelecido avaliando-se a precisão e a recuperação em ensaio de determinação do teor de NaCl em uma solução preparada com Material de Referência Certificado. Como forma de garantia da qualidade, estimou-se ainda a incerteza associada a medição de NaCl por meio da avaliação das possíveisfontes de incerteza, dentre as quais: pesagem, analista, vidraria e o grau de pureza do reagente, verificando-se uma incerteza de medição total de 0,03g NaCl/100g de amostra. Por fim, constatou-se a conformidade do teor de NaCl em amostras comerciais de acordo com a legislação brasileira vigente

EVALUATION OF EFFICIENCY OF ADVANCED OXIDATIVE PROCESS IN DEGRADATION OF 2-4 DICHLOROPHENOL EMPLOYING UV-C RADIATION REATOR

The study accomplished to analyze, identify and quantify 2,4-dichlorophenol employing high efficiency chromatography with a previously validated analytical methodology. The validation was made by using some analytical parameters: linearity, precision, accuracy, quantification limit (LOQ) and detection limit (LOD). The analytical curve was linear for the studied range of concentration (10 up to 100 mg.L-1) presenting a linear regression coefficient (R2) above 0,99. Regarding the methodology accuracy, a repeatability analysis was performed by observing a coefficient of variance (CV) below 20% for each of the concentrations used. The LOD and LOQ were adequate for the analyzed compound, showing the values of 1.42 mg.L-1 and 4.30 mg.L-1, respectively. The tests to verify the accuracy, by the recovery method provided values above 79%, thus resulting in specific, sensitive, precise, linear and accurate methodology in the studied concentration range. In the advanced oxidative process UV/H2O2, the compound was degraded to 88.04% under the following experimental conditions: [H2O2] = 1016.0 mg∙L-1 in 120 minutes. Therefore, it can be affirmed that the treatment employed can be used as an alternative for industrial effluent treatment with phenolic compounds.

Verificação de desempenho de metodologia para determinação de íon nitrato em amostras de água potável

Contaminated water is one of the main public health risks. One way to assess its quality is by quantifying nitrate through ultraviolet (UV) spectrophotometry. In this work, the performance of the UV spectrophotometric method for nitrate ion determination in water was studied, with linearity, precision, accuracy, limit of detection (LOD), limit of quantification (LOQ) and robustness being verified. In the working range studied (5.0-25.0 mgN·L-1), all validation parameters are in accordance with the acceptance criteria established by INMETRO. In linearity, the value of r (0.999) was higher than the criterion (0.995). In the study of precision and accuracy, the coefficients of variation for repeatability and intra-laboratory reproducibility were 1.79 and 2.34%, and 1.44 and 2.52%, respectively (<5%). The value of the relative error (15.8 and 8.1%) was also lower than the criterion (≤ 20%). The LOD and LOQ obtained were 0.56 and 1.70 mgN·L-1, respectively. In the evaluation of the robustness no factor had a significant effect on the final result. Analyzing real samples, the percentages of recovery were between 88.5 and 103.6%, according to the established criteria (80-110%). In this way, it can be said that the method presents reliability to the intended purpose.Águas contaminadas representam um dos principais riscos à saúde pública. Uma forma de avaliar sua qualidade é pela quantificação de nitrato via espectrofotometria de ultravioleta (UV). Neste trabalho foi realizada a verificação de desempenho do método espectrofotométrico de UV para determinação de íon nitrato em água, estudando-se a linearidade, precisão, exatidão, limite de detecção (LOD), limite de quantificação (LOQ) e robustez. Na faixa de trabalho estudada (5.0-25.0 mgN·L-1), todos os parâmetros de validação estão em concordância com os critérios de aceitação estabelecidos pelo INMETRO. Na linearidade, o valor de r (0,999) apresentou-se maior que o critério (0.995). No estudo da precisão e exatidão, os coeficientes de variação para a repetitividade e reprodutibilidade intralaboratorial foram de 1.79 e 2.34 %, e 1.44 e 2.52 %, respectivamente (<5%). O valor do erro relativo (15.8 e 8.1 %) também foi inferior ao critério (≤ 20 %). O LOD e LOQ obtidos foram de 0.56 e 1.70 mgN·L-1, respectivamente. Na avaliação da robustez nenhum fator apresentou efeito significativo no resultado final. Analisando-se amostras reais, os percentuais de recuperação ficaram entre 88.5 e 103.6 % atendendo ao critério estabelecido (80-110 %). Desse modo, pode-se afirmar que o método apresenta confiabilidade à finalidade pretendida

Análise de anti-inflamatórios em uma estação de tratamento de esgoto e água superficial em clima semiárido

This work aimed to analyze the presence of four common molecules (diclofenac, dipyrone, ibuprofen, and paracetamol) in the Ipojuca River, in the stretch of Caruaru municipality (Brazil), and in a wastewater treatment plant that discharges treated water to the river. Collections were conducted for three months at each point during April, May, and June. The samples were collected in three repetitions (sample, replica, and triplicate). Through Pearson’s correlation, the correlation between ibuprofen and diclofenac concentration and rainfall in the region was also verified. These drugs were detected in 100% of the samples, with concentrations between 7.4–548.2 and 81.8–231.8 μg.L-1, respectively. Paracetamol and dipyrone were not detected. The observed high concentrations are due to the high consumption of drugs and the low rate of sewage collection in the municipality. Both analyzed drugs — ibuprofen and diclofenac — had insignificant correlation results with rainfall (-0.022 and -0.071, respectively). Regarding the drugs in the WWTP, the treatment consisting of anaerobic followed by aerated lagoons showed efficiency ranging from 35.9 to 93.6% in the removal of diclofenac. The removal of ibuprofen was higher in April (86.6%), but in the other two months, it did not prove to be efficient, evidencing the need to implement more adapted technologies in the removal of drugs combined with the network expansion for sewage collection in the region. A study with longer time monitoring is needed to understand the rainfall effect on drug concentration in the river.Este trabalho teve como objetivo analisar a presença de quatro moléculas comuns (diclofenaco — DC, dipirona — DP, ibuprofeno — IBU e paracetamol — PAR) no rio Ipojuca, no trecho do município de Caruaru (Brasil), e em uma estação de tratamento de esgoto (ETE) que despeja água tratada no rio. Foram realizadas coletas mensais, por três meses, para cada ponto durante os meses de abril, maio e junho. As amostras foram coletadas em três repetições (amostra, réplica e triplicata). Por meio da correlação de Pearson, verificou-se também a correlação entre a concentração dos fármacos e a pluviometria da região. DC e IBU foram detectados em 100% das amostras, com concentrações de 7,4–548,2 e 81,8–231,8 μg.L-1, respectivamente. PAR e DP não foram detectados. As altas concentrações observadas devem-se ao alto consumo de fármacos e ao baixo índice de coleta de esgoto no município. Ambos os medicamentos analisados (IBU e DC) tiveram resultados de correlação insignificantes com a precipitação (-0,022 e -0,071, respectivamente). Com relação aos medicamentos na ETE, o tratamento em questão, constituído por lagoas anaeróbicas seguidas de aeradas, apresentou eficiência variando de 35,9 a 93,6% na remoção de DC. A remoção do IBU foi alta no mês de abril (86,6%), mas nos outros dois meses não se mostrou eficiente, demonstrando a necessidade de implantação de tecnologias mais adaptadas na retirada de drogas, aliada à ampliação da rede de coleta de esgoto na região. Um estudo com maior tempo de monitoramento é recomendado para compreender o efeito das chuvas na concentração dos fármacos no rio