Dissertação/Tese RAFAELLA AZEVEDO AGUIAR - PPGQ

A contaminação da água por ações antrópicas, tais como a geração e/ou utilização de agentes nocivos à saúde e ao meio ambiente, provenientes das indústrias químicas, têxteis, ambientes hospitalares e atividades agrícolas, tem gerado uma grande preocupação mundial. Nessa conjuntura, em razão destes contaminantes não serem normalmente removidos por técnicas convencionais de tratamento de água. A busca pelo desenvolvimento de novos materiais, com reuso de resíduos provenientes de indústrias, como da fundição de silício, torna-se bastante promissora. Nesse contexto, o objetivo dessa pesquisa foi desenvolver filtros cerâmicos adsorventes em diferentes proporções do resíduo de fundição de silício (RS) e cimento aluminoso (CA), por meio de tratamento térmico com variação nos intervalos de tempo para aplicação no tratamento de água contaminada por glifosato e Escherichia coli. Os filtros foram produzidos pelo processo de moldagem, conforme a norma ABNT NBR 5738, nas proporções (10RS/90CA, 30RS/70CA e 50RS/50CA) e intervalos de tempo (5h, 12h e 24h) para tratamento térmico a 1100 °C. Após essa etapa, a matéria-prima e os filtros foram conduzidas às análises: morfológica, cristalográfica e físico-química. Os testes como o de adsorção do herbicida glifosato comercial foram através do estudo de cinética (pseudo-primeira-ordem e pseudo-segunda-ordem), isoterma (Langmuir e Freundlich), pH, dessorção e reuso, posteriormente, avaliação da atividade antibacteriana, foram executados. Os filtros cerâmicos 10RS/90CA apresentaram, de forma geral, adsorção do herbicida superior em relação às demais proporções, mas esta diferença é pouco significativa. Estudos de cinética do glifosato se ajustaram ao modelo de pseudo-segunda-ordem e o processo de equilíbrio apresentou melhor concordância com o modelo de Langmuir. Em pH igual a 7 e 3, os filtros 30RS/70CA_12h e 24h apresentaram maior adsorção, mas esta diferença foi pouco significativa. Por outro lado, a remoção do herbicida foi desfavorecida em pH elevado, o que pode ser atribuído à formação de grupos carboxilatos, gerando a repulsão entre o adsorbato e adsorvente. Os filtros 10RS/90CA_24h e 30RS/70CA_5h apresentaram elevada eficiência, sendo 90% e 70%, respectivamente, os demais mantiveram próximos de 40%, de remoção do herbicida. Visando a sustentabilidade, foram utilizados os filtros 50RS/50CA_5h e 24h,30RS/70CA_12h com o maior teor de resíduo aplicado, na avaliação da atividade antibacteriana, com a E. coli, apresentou eficácia na inibição e desenvolvimento da bactéria, com resultado superior ao do antibiótico GEN10 (controle). Os filtros mostraram ser eficientes, conferindo aplicação no tratamento de água contaminada.

Water contamination by human actions, such as the generation and/or use of agents harmful to health and the environment, from the chemical, textile industries, hospital environments and agricultural activities, has generated great global concern. At this juncture, because these contaminants are not normally removed by conventional water treatment techniques. The search for the development of new materials, with the reuse of waste from industries, such as silicon foundry, becomes very promising. In this context, the objective of this research was to develop adsorbent ceramic filters in different proportions of silicon foundry residue (RS) and aluminous cement (CA), through thermal treatment with variation in time intervals for application in the treatment of water contaminated by glyphosate and Escherichia coli. The filters were produced by the molding process, in accordance with the ABNT NBR 5738 standard, in the proportions (10RS/90CA, 30RS/70CA and 50RS/50CA) and time intervals (5h, 12h and 24h) for heat treatment at 1100 °C. After this stage, the raw material and filters were analyzed: morphological, crystallographic and physical-chemical. Tests such as the adsorption test for the commercial herbicide glyphosate were carried out through the study of kinetics (pseudo-first-order and pseudo-second-order), isotherm (Langmuir and Freundlich), pH, desorption and reuse, subsequently, evaluation of antibacterial activity, were executed. The 10RS/90CA ceramic filters generally showed higher adsorption of the herbicide compared to the other proportions, but this difference is not very significant. Studies of glyphosate kinetics were adjusted to the pseudo-second-order model and the equilibrium process showed better agreement with the Langmuir model. At pH equal to 7 and 3, the 30RS/70CA_12h and 24h filters showed greater adsorption, but this difference was not very significant. On the other hand, herbicide removal was unfavorable at high pH, which can be attributed to the formation of carboxylate groups, generating repulsion between the adsorbate and adsorbent. The 10RS/90CA_24h and 30RS/70CA_5h filters showed high efficiency, being 90% and 70%, respectively, the others maintained close to 40% of herbicide removal. Aiming at sustainability, the filters 50RS/50CA_5h and 24h, 30RS/70CA_12h were used with the highest residue content applied, in the evaluation of antibacterial activity, with E. coli, it was effective in inhibiting and developing the bacteria, with a result superior to the of antibiotic GEN10 (control). The filters proved to be efficient, providing application in the treatment of contaminated water.