Evaluation of toxicity of anaerobic and aerobic microorganisms of landfilm leach and effluent produced by the fenton process

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2021.008.0019

Keywords:

Urban solid waste, Toxicity, Advanced oxidative process, Biochemical potential of methane

Abstract

In this work, the toxicity of anaerobic and aerobic microorganisms from the Fenton process effluent applied to the treatment of leachate from the sanitary landfill (LAS) was studied. The leachate used was collected at the metropolitan landfill in the city of João Pessoa (PB). After collection, the substrate was transported to the Experimental Station for Biological Treatment of Sanitary Sewage (EXTRABES) for chemical characterization, taking into account the quantification of organic and nitrogenous material and other parameters, taking as reference the analytical methods recommended by APHA (2012). Toxicity tests to anaerobic microorganisms from landfill leachate and effluent from the fenton process were carried out following the methodology proposed by Angelidaki et al. (2009), the Biochemical Methane Potential (BMP). The evaluation of the toxicity of the 'in natura' leachate and the effluent from the fenton process to aerobic organisms was determined by the reduction of the oxygen consumption rate (TCO), using an open-type Beluga respirometer and semi-continuous aeration. After performing the fenton process, removal efficiencies of 96.4% of the color, 85.3% of the total COD and 41.7% of the Abs54 were observed. In the results from the BMP tests, it was found that the percentages of 4, 6, 8 and 10% of the effluent from the fenton process added to the substrate, providing inhibition levels above 50% in the production of biogas in relation to the control with period of 40 days of monitoring, confirming the toxic potential of LAS even after oxidative treatment. Only in the tests carried out with 2% of LAS added to the substrate, no inhibition was observed, as 122 mL.N.biogas.gCOD-1 was produced. In the tests carried out with 'in natura' LAS, the production of biogas was about 5.3 times lower. Regarding aerobic microorganisms, no decrease in TCO was observed, there was an increase in TCO of 2.15 and 6.94 mgO2.L-1.h-1 for the tests with application of 2 and 10% of fenton effluent, respectively. It was concluded that, even with high removal efficiencies of chemical parameters, the Fenton process did not produce a non-toxic effluent for all test organisms.

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Author Biographies

Elaine Gurjão de Oliveira, Universidade Estadual da Paraíba

Doutorado em Engenharia Ambiental pela Universidade Estadual da Paraíba (2015-2019). Mestre em Ciência e Tecnologia Ambiental pela Universidade Estadual da Paraíba (2015). Graduada em Engenharia Sanitária e Ambiental pela Universidade Estadual da Paraíba (2012). Atuou como pesquisador bolsista (2012-2013), modalidade Apoio Técnico,por um período de seis meses, na Estação Experimental de Tratamentos Biológicos de Esgotos Sanitários - EXTRABES/UEPB, auxiliando em pesquisas relacionadas ao tratamento de águas residuárias em lagoas de polimento. Tem experiência na área de Engenharia Sanitária, com ênfase em Saneamento Ambiental, atuando principalmente nos seguintes temas: processos aeróbios e anaeróbios de tratamento de águas residuárias, lagoas de estabilização, processos oxidativos avançados.

Valderi Duarte Leite, Universidade Estadual da Paraíba

Portador do Título de Técnico Agricola haja vista ter cursado Ensino Profissional de Nível Técnico no Colégio Agrícola de Lavras da Mangabeira no Estado do Ceará no período de 1966 a 1972. Graduado em Engenharia Química pela UFPB no ano de 1980. Mestre em Engenharia Civil (Área de Concentração: Saneamento Ambiental) pela UFPB no ano 1986 e Doutor em Hidráulica e Saneamento pela EESC/USP no ano de 1997. No ano de 2012 realizou estágio de Pós-Doutoramento no âmbito do PROCAD/CAPES/2007 entre as instituições parceiras PPGCTA/UEPB e DHS/EESC/USP. Desenvolve atividades de ensino e orientação no curso de graduação em Engenharia Sanitária e Ambiental, no mestrado em Ciências e Tecnologia Ambiental e no Doutorado em Engenharia Ambiental. É consultor "ad hoc" de periódicos nacional e internacional, de agências do governo Federal do Brasil e da Fundação de Amparo á Pesquisa do Governo do estado de São Paulo ( FAPESP). É detentor de uma confortável experiência em processo de tratamento anaeróbio de resíduos sólidos orgânicos e de tratamento físico, químico e biológico de lixiviado de aterro sanitário. Participou ativamente como pesquisador do PROSAB/FINEP e atualmente desenvolve atividades de pesquisa no âmbito do programa de Saneamento Básico e Habitação da FINEP e do CNPq. Tem coordenado vários projetos de pesquisa financiados pelo CNPq, CAPES, FINEP e UEPB. É vice líder do grupo de pesquisa em saneamento ambiental ( GPESA) e Professor Associado C do DESA/CCT/UEPB.

Maria Virgínia da Conceição Albuquerque, Universidade Estadual da Paraíba

Possui Graduação (2012) em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual da Paraíba - UEPB. Especialização (2016) em Gestão Ambiental e Desenvolvimento Sustentável pelo Centro Universitário Internacional - UNINTER. Mestrado (2017) em Ciência e Tecnologia Ambiental pela Universidade Estadual da Paraíba - UEPB. Doutorado (2022) em Engenharia Ambiental pelo Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - UEPB, atuando na linha de Pesquisa: Tecnologias de Tratamento de Água e de Resíduos, com especificidade na avaliação da degradação de cianobactérias e cianotoxinas presentes em águas destinadas a abastecimento público, investigando através de ensaios de ecotoxicidade o potencial efeito tóxico dos subprodutos produzidos por estes processos. Dispõe de experiência (2010-2012) na área de Ecologia (sub área Limnologia) com estudos nos reservatórios eutrofizados do semiárido nordestino, avaliando a dinâmica e taxonomia de espécies fitoplanctônicas e Ensino de Biologia (2013-2014). 

Wilton Silva Lopes, Universidade Estadual da Paraíba

Graduado em Química Industrial pela Universidade Estadual da Paraíba (1998), Mestre em Desenvolvimento e Meio Ambiente (2000) e Doutor em Química (2005) ambos pela Universidade Federal da Paraíba. Realizou Pós-Doutorado na Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (2009) e na Delft University of Technology (2015) na Holanda, ambos financiado com recursos da CAPES. Atualmente é Professor Associado C (Dedicação Exclusiva) do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da Universidade Estadual da Paraíba. Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental do DESA/CCT/UEPB. Têm interesse de pesquisa em tratamento químico de efluentes, tratamento biológico de resíduos e identificação de micropoluentes orgânicos presentes no ambiente e em efluentes de sistemas de tratamento. 

José Tavares de Sousa, Universidade Estadual da Paraíba

Graduado em Engenharia Química pela Universidade Federal da Paraíba (1980), especialização em Metodologia do Ensino Superior pelo Fundação Universidade Regional do Nordeste (1982), mestrado em Engenharia Civil pela Universidade Federal da Paraíba (1986) doutor em Engenharia Civil pela Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo (1996). Avaliador do SINAES em 2007. Foi diretor da Faculdade de Ciência e Tecnologia (1987 a 1989). Foi Pró-reitor de Pesquisa e Pós-graduação (1989 a 1991). Foi Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente (PRODEMA) UEPB/UFPB de 1996 a 2004. Coordenador do PIBIC/CNPq/UEPB (2004 a 2007). Foi Diretor do Centro de Ciência e Tecnologia-CCT da UEPB, durante o período de 2005 a 2008. Foi Coordenador do Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental de 2007 a março de 2010. Foi professor visitante em 2010 na Universidade de São Paulo, pelo período de seis meses, onde cumpriu o Pós-Doutorado PROCAD/CAPES. Orientou no Programa de Doutorado em Recursos Naturais da UFCG, durante o período 2003 a 2012. Líder de Grupo de Pesquisa em Saneamento Ambiental desde 1996. Foi membro do comitê de Assessoramento de Engenharia e Ciências Ambientais do CNPq de julho de 2013 a junho de 2016. É membro do comitê interno do PIBIC/UEPB. Foi coordenador do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental (Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental e Doutorado em Engenharia Ambiental) durante o período de 2016 a 2018. Atualmente ministra aulas na Engenharia Sanitária e Ambiental e no Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental da UEPB. Orienta no Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental da UEPB. É consultor ?ad hoc? de periódicos nacionais e internacionais. Participou como pesquisador do PROSAB/FINEP/CNPq. Tem coordenado projetos de pesquisa financiados pelo CNPq, BNB, FUNASA, FINEP e FAPESQ-PB. Tem experiência na área de Engenharia Sanitária com ênfase em Saneamento Ambiental, atuando principalmente nos seguintes temas: Tratamento de águas residuárias: digestão anaeróbia, tratamento descentralizado de esgotos. Utilização de Reator em Bateladas Sequenciais, recuperação de recursos da fase líquida e sólida, produção de água de reúso, agrícola e urbano na pespectiva da economia circular.

Railson de Oliveira Ramos, Universidade Federal da Paraíba

Doutor em química pela UFPB (2021), com ênfase na área de automação e instrumentação analítica, atualmente é pesquisador a nível de pós-doutorado junto ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental da Universidade Estadual da Paraíba. Também é membro do Laboratório de Automação e Instrumentação em Química Analítica e Quimiometria da Universidade Federal da Paraíba. É sócio da startup de base tecnológica Alcalitech F.A.M.C LTDA, uma empresa que atua no ramo da automação e instrumentação analítica para o mundo 4.0. A Alcalitech foi aprovada no programa de aceleração Centelha e está incubada na ITCG da fundação PaqTecPB. Formado em Química Industrial pela Universidade Estadual da Paraíba (UEPB) em 2015, Mestre na área de engenharia sanitária e ambiental PPGCTA-UEPB em 2017. Realizou estagio de 2013 a 2015 na Companhia de Água e Esgoto da Paraíba-CAGEPA, na Subgerência de controle e qualidade da água do compartimento da Borborema. Desenvolveu pesquisa na Estação Experimental de Tratamento Biológico de Esgotos Sanitários-EXTRABES/UEPB de 2011-2014 e no Laboratório de Referência em Dessalinização-LABEDES/UFCG de 2014-2015. 

Roberta Milena Moura Rodrigues, Universidade Estadual da Paraíba

Atualmente é discente de Doutorado em Engenharia Ambiental pelo Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - UEPB, atuando na linha de Pesquisa: Tecnologias de Tratamento de Água e de Resíduos, com ênfase em validação de método de cromatografia iônica e cromatografia líquida de alta eficiência na determinação de parâmetros de processos biológicos. Mestra em Ciência e Tecnologia Ambiental pela Universidade Estadual da Paraíba (2017), pelo Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, atuou na linha de pesquisa tecnologias de tratamento de água e resíduos, trabalhando com validação de método para determinação de ácidos graxos voláteis em efluentes de biorreatores anaeróbios através de cromatografia gasosa. Graduada em Química Industrial pela Universidade Estadual da Paraíba no Brasil (2013), atuou em projetos de pesquisa e também de extensão, na área de engenharia e demais áreas tecnológicas, especificamente em caracterizações físico-químicas e produção de alimentos funcionais e Formas de Proteção e Utilização da Água Armazenada em Mananciais, possui atividades complementares na área de ciência e tecnologia. Estagiou na Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária-CNPA,Campina Grande, no laboratório de solos e nutrição de plantas.

Evelyne Morgana Ferreira Costa, Universidade Estadual da Paraíba

Atualmente é discente de Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental pelo Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - UEPB, atuando na linha de Pesquisa: Tecnologias de Tratamento de Água e de Resíduos, com ênfase em tratamento físico, químico e biológico de lixiviado de aterro sanitário e vinhaça de cana de açúcar. Graduada em Engenharia Sanitária e Ambiental pela Universidade Estadual da Paraíba no Brasil (2019), atuou em projetos de pesquisa, na área de engenharia e demais áreas tecnológicas, especificamente em tratamento de resíduos sólidos orgânicos e lixiviado de aterro sanitário. Email:evelyne.fcosta@gmail.com

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Published

2021-08-22

Issue

Vol. 12 No. 8 (2021): Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais - Ago 2021

Section

Engenharia Sanitária

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