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Previous issue date: 2014Fundação Oswaldo Cruz. Escola Nacional de Saúde Pública Sergio Arouca. Rio de Janeiro, RJ, Brasil.O objetivo do presente trabalho foi estudar a degradação fotocatalítica de três corantes e
um interferente endócrino mediado pelo dióxido de titânio (TiO2). Foi estudada a
degradação fotocatalítica de dois azo corantes comerciais, respectivamente o C.I
Reactive Black 5 e o C.I Reactive Red 239. Para esse estudo foi utilizado o TiO2 P25
Evonik como catalisador e os experimentos foram realizados em solução aquosa com
reator artificial equipado com lâmpada de vapor de mercúrio 125W. Nesse estudo,
foram avaliados os seguintes parâmetros: concentração de TiO2, tempo de irradiação,
pH, concentração inicial de corante, presença de diferentes concentrações de peróxido
de hidrogênio e degradação em sistema bi-compartimental para os dois azo corantes. O
outro corante estudado foi o Índigo Carmine (IC). Primeiramente foi investigada a
descoloração do corante em efluente modelo usando processo físico e químico para sua
remoção. Os experimentos de descoloração do efluente contendo o corante IC foram
realizados usando carvão ativado no escuro e com irradiação. Além disso, o efeito do
carvão ativado/TiO2/UV foi avaliado pelo mesmo sistema. Os parâmetros da
degradação do IC foram realizados, seguindo: concentração de TiO2, pH, concentração
inicial de corante, presença de ânions inorgânicos, temperatura, concentração de
peróxido de hidrogênio. A eficiência de três diferentes reatores (Reator 1 – reator do
tipo batch com lâmpada vapor de mercúrio 125W; Reator 2 – reator do tipo batch
equipado com 4 lâmpadas daylight 20W; Reator 3 – reator tubular de fluxo contínuo
equipado com uma lâmpada daylight 20W) e reator batch com luz solar foram avaliados
para degradação do IC. Além disso, otimizados experimentos foram realizados em
planta piloto com compound parabolic collector reatores (CPC) na Plataforma Solar de Almería, Espanha, com TiO2 em suspensão e suportado. O IC foi estudado em
diferentes tipos de águas, sendo elas: água destilada, água sintética moderadamente
dura, água sintética e real de estação de tratamento de água residuária (ETAR). Testes
ecotoxicológicos para o IC foram realizados em dois diferentes níveis tróficos de cadeia
alimentar (Daphnia similis e Pseudokirchneriella subcapitata) e testes com minhocas
Eisenia andrei. A degradação fotocatalítica do Bisfenol A (BPA) em diferentes tipos de
águas na presença de TiO2 foi feita sob diferentes condições. O TiO2 em suspensão foi
utilizado para comparar a eficiência da degradação do BPA (20 mgL-1
) em batch e CPC
reatores. O TiO2 foi suportado em esferas de vidro pelo método sol-gel e usado em
reatores solares CPC em escala piloto para degradação do BPA (100 µgL-1
). A
influência das espécies reativas (OH•
, O2
•-
, h
+
) foi avaliada. Testes ecotoxicológicos
com minhocas Eisenia andrei também foram realizados para o BPA e seus produtos de
degradação.The aim this study was evaluated the photocatalytic degradation mediated titanium
dioxide (TiO2) for three dyes and one endocrine disruptor. The photocatalytic
degradation of two commercial textile azo dyes, respectively C.I Reactive Black 5 and
C.I Reactive Red 239 has been studied. TiO2 P25 Evonik was used as catalyst and
photodegradation was carried out in aqueous solution under artificial irradiation with a
125W mercury vapor lamp. The effects of the amount of TiO2 used, UV-light irradiation
time, pH of the solution under treatment, initial concentration of the azo dye and
addition of different concentrations of hydrogen peroxide were investigated. The effect
of the simultaneous photodegradation of the two azo dyes was also investigated. The
other dye studied was Indigo Carmine (IC). First was investigated the decolorization of
a model water effluent containing indigo carmine dye under physical and chemical
different treatments. Experiments on decolorization of the effluent containing indigo
dye were performed using activated carbon in the dark and under irradiation.
Furthermore the effect of activated carbon/TiO2/UV was tested for the same system.
The effects of parameters in the IC degradation were evaluated under artificial
irradiation with a 125 W mercury vapor lamp. The effects of the amount of TiO2, pH of
the solution, initial concentration of the dye, presence of inorganic anions, temperature
and addition of different concentrations of hydrogen peroxide were investigated. The
efficiency of three different artificial photoreactors (Reactor 1 – batch magnetically
stirred reactor with 125 watts mercury vapor lamp; Reactor 2 - batch magnetically
stirred reactor with 4 lamps daylight 20 watts; Reactor 3 - glass tubular continuous-flow
reactor, illuminated inside by one daylight 20W lamp) were evaluated. Also, the same parameters were evaluated for batch solar experiments. Furthemore, the optimized
experiments was performed in a solar compound parabolic collector (CPC) pilot plant in
Plataforma Solar de Almería, Espanha, under suspended and supported TiO2. IC was
spiked in several types of water such as distilled water, synthetic moderately hard
freshwater, synthetic and real secondary municipal wastewater treatment plant
(MWWTP). The ecotoxicological effects of IC were evaluated for two different food
chain levels (Daphnia similis and Pseudokirchneriella subcapitata) and Eisenia andrei
earthworms. Photocatalytic degradation of Bisphenol A (BPA) in waters and
wastewaters in the presence of titanium dioxide (TiO2) was performed under different
conditions. Suspensions of the TiO2 were used to compare the degradation efficiency of
BPA (20 mgL-1
) in batch and CPC reactors. A TiO2 catalyst supported on glass spheres
beads was prepared (sol-gel method) and used in a CPC solar pilot plant for the
photodegradation of BPA (100 µgL-1
). The influence of OH•
, O2
•-
, h
+
on the BPA
degradation were evaluated. Some toxicological effects of BPA and its photoproducts
on Eisenia andrei earthworms were evaluated
