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Título: Avaliação da remoção do ácido 2,4-diclorofenoxiacético pelo sistema convencional de tratamento de água e pelo processo de nanofiltração
Autor(es): Souza, Karoline Barros de
Orientador: Coelho, Edumar Ramos Cabral
Palavras-chave: Nanofiltração
Agrotóxico
Ácido 2,4-Diclorofenoxiacético
Data do documento: 28-Nov-2013
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Resumo: Os agrotóxicos contribuíram para o aumento da produtividade agrícola. Entretanto, seu uso está relacionado a danos no meio ambiente e na saúde pública. O sistema convencional de tratamento de água, amplamente utilizado no país, é ineficiente na remoção de muitos destes compostos, sendo necessário o desenvolvimento de tecnologias alternativas. Os sistemas de filtração por membranas tem se mostrado uma tecnologia eficiente na remoção de agrotóxicos no tratamento de água. O objetivo da pesquisa foi avaliar a remoção do agrotóxico ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) pelo tratamento convencional de água em água bruta e pelo processo de nanofiltração em água ultrapura e água filtrada proveniente da Estação de Tratamento de Água (ETA). Os agrotóxicos foram detectados e quantificados através da cromatografia líquida de alta eficiência, em metodologia validada. Após a construção dos diagramas de coagulação para a água bruta coletada na ETA Carapina (Serra, ES) proveniente do rio Santa Maria da Vitória, a eficiência do sistema convencional de tratamento de água na remoção do 2,4-D foi realizada em ensaio de jarteste, com a adição do agrotóxico em sua fórmula comercial na água bruta. Os ensaios de nanofiltração foram realizados em água ultrapura e água filtrada fortificadas com 2,4-D. As amostras coletadas foram caracterizadas de acordo com os parâmetros: temperatura, turbidez, condutividade elétrica, absorbância em 254 nm, cor real, cor aparente, alcalinidade, carbono orgânico total (COT) e concentração dos agrotóxicos 2,4-D e ácido 2,4,5-triclorofenoxiacético (2,4,5-T) e do metabólito 2,4-diclorofenol (2,4-DCP). Os diferentes ensaios foram avaliados em termos da taxa de remoção destes parâmetros. O sistema convencional de tratamento de água mostrou-se eficiente na remoção de turbidez, Abs. 254 nm, cor aparente e real, entretanto não possibilitou a remoção do 2,4-D. A membrana NF-90 além de permitir a remoção dos parâmetros turbidez, condutividade elétrica, cor aparente, Abs. 254 nm e COT, apresentou altas taxas de remoção do agrotóxico 2,4-D. A remoção deste agrotóxico está associada com a massa molar e carga do agrotóxico e com a carga e massa molar de corte da membrana, não sendo influenciada pela matriz de estudo. A exclusão por tamanho e a repulsão eletrostática foram os principais fenômenos observados na remoção deste agrotóxico. Observou-se a formação do metabólito 2,4-DCP na água de retorno, podendo estar associado ao aumento da temperatura. Os valores de permeabilidade hidráulica e do fluxo do permeado foram reduzidos principalmente após os ensaios de nanofiltração em água filtrada, podendo estar relacionado com os valores mais elevados de condutividade elétrica, Abs. 254 nm e COT nesta matriz. Estes parâmetros podem provocar modificações na membrana NF-90, reduzindo sua eficiência. Diante dos resultados, pode-se afirmar que a nanofiltração mostrou-se eficiente na remoção do agrotóxico 2,4-D e outros parâmetros, atendendo aos valores máximos permitidos estabelecidos pela Portaria do Ministério da Saúde nº. 2.914/2011.
Pesticides have contributed to increased agricultural productivity. Nevertheless, its use is related to damage to the environment and public health. The conventional drinking water treatment, widely used in Brazil, is ineffective in removing many of these compounds, requiring the use of alternative technologies. The membrane filtration systems, particularly nanofiltration has been shown to be an efficient technology for the removal of pesticides in water treatment. The aim of this study was to evaluate the removal of the pesticide 2,4-D by conventional drinking water treatment in raw water and by nanofiltration in ultrapure water and filtered water from the water treatment plant. Pesticides were detected and quantified using high performance liquid chromatography with a validated methodology. After the construction of coagulation diagrams for raw water collected in Water Treatment Plant Carapina (Serra, ES) from Santa Maria da Vitória river, the efficiency of conventional drinking water treatment for removing of 2,4-D was performed through assay jar test, with the addition of the commercial pesticide in the raw water. The nanofiltration tests were performed with ultrapure water and filtered water fortified with 2,4-D in triplicate. The samples were characterized according to the parameters: temperature, turbidity, conductivity, absorbance at 254 nm, color, alkalinity, TOC and concentration of the pesticide 2,4-D and 2,4,5-T and metabolite 2,4-DCP. The different tests were evaluated in terms of the rejection of these variables. The conventional drinking water treatment was effective in removing turbidity, absorbance at 254 nm and color, though not allowed the removal of 2,4-D. The NF-90 membrane allowed the removal of turbidity, conductivity, color, absorbance at 254 nm and TOC and also showed high removal of the pesticide 2,4-D. The removal of this pesticide is associated with pesticide molecular weight and charge and with membrane charge and molecular weight cut-off not being influenced by the water matrix. The size exclusion and electrostatic repulsion were the main phenomena observed in the removal of this pesticide. The formation of the metabolite 2,4-DCP was observed in the retentate, which may be associated with an increase in temperature. The water permeability and permeate flux was reduced particularly after nanofiltration tests in filtered water, and may be associated with higher levels of conductivity, absorbance at 254 nm and TOC in this matrix. These parameters can cause changes in the NF-90 membrane, reducing its efficiency. Therefore, the nanofiltration was found to be effective in removing the pesticide 2,4-D and other parameters, attending the maximum allowed values established by Ordinance No. 2914/2011 of the Ministry of Health.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10293
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