Degradation of Microcystin - LR in the treatment of supply water in conventional system followed homogeneous photocatalysis (UV/H2O2)

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2021.008.0025

Keywords:

Treatment, Cyanotoxin, Advanced Oxidative Process, Photolysis (UV/H2O2)

Abstract

The objective of the present study was to evaluate the degradation of microcystin-LR in the treatment of water supply in conventional system followed by homogeneous photocatalysis (UV /H2O2). The optimal conditions for the conventional treatment were determined in jar test with the dosage (50 mg.L-1) of Aluminum Sulphate, initial pH (6.8) of coagulation and sedimentation time of 15 min. In these conditions, the coagulation, flocculation, sedimentation and filtration stages of the conventional water method were efficient in the removal of true color (80%) and turbidity (97%), not satisfactory to the removal of microcystin-LR. However, there was significant removal of this micropollutant by the advanced oxidative process. Of the six treatments performed in the photocatalytic reactor, only the one of 1000 mM concentration (UV / H2O2) reached the maximum value allowed No. 005/2017 Annex XX for potability standards after 15 minutes of oxidation. At 60 minutes of the process there was an 83.3% removal of the microcystin-LR for this same dosage of H2O2 that reached the approximate final value of 0.5 μg.L-1 of microcytin-LR. The method used to analyze the oxidation of microcystin-LR by HPLC-MS was highly sensitive and rapid in detecting fragments resulting from the oxidation of (UV / H2O2) by identifying the ADDA amino acid present in the analyte from the m / z 135 fragment and thus proving the effectiveness of the treatment. It is concluded that the combination of a conventional treatment followed by advanced oxidative process (AOP) applied to the treatment of water of a eutrophic reservoir is an effective and safe solution for obtaining potable water.

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Author Biographies

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). 

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.

Amanda da Silva Barbosa Cartaxo, Universidade Estadual da Paraíba

Possui Graduação (2014) em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual da Paraíba - UEPB. Especialização (2016) em Etnobiologia (UEPB). Mestrado em Ciência e Tecnologia Ambiental pelo Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental (PPGCTA) da Universidade Estadual da Paraíba - UEPB (2018). Atualmente Doutoranda em Engenharia Ambiental- UEPB, atuando na linha de Pesquisa: Tecnologias de Tratamento de Água destinada ao Consumo Humano, com ênfase em comunidades do semiárido brasileiro que não dispõem de água tratada . Foi membro do projeto: Monitoramento do SARS-CoV-2 em águas residuárias produzidas pela população da cidade de Campina Grande (PB): Indicadores de mapeamento georeferencial e disseminação da COVID-19. Dispõe de experiência nas áreas de Ciências, Biologia do Ensino Médio, Ensino de Biologia Geral, Citologia, Microbiologia Geral e Saneamento Ambiental.

Maria Célia Cavalcante de Paula e Silva, Universidade Estadual da Paraíba

Mestre em Ciência e Tecnologia Ambiental pela UEPB, graduada em Licenciatura Plena em Ciências Biológicas pela Universidade Estadual da Paraíba (1991) e Bacharelado em Administração de Empresa pela UFPB. Professora de Biologia da Rede Estadual de Ensino da Paraíba. Ministrou o componente Curricular Ecologia Básica na Especialização em Meio ambiente pela UVA- Universidade Vale do Acaraú. Atuou como pesquisadora na tecnologia de microalgas para o tratamento terciário de águas residuárias junto ao GPESA (Grupo de Pesquisa em Saneamento Ambiental-UEPB)..Doutora em Engenharia Ambiental, com ênfase na aplicação de microalgas Imobilizadas na remoção de nitrogênio e fósforo de Lixiviado de Aterro Sanitário. Atua como Coordenadora Pedagógica da Escola Cidadã Integral, Félix Araújo- SEECT- Paraíba. 

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.

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.

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. 

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Published

2021-08-22

Issue

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

Section

Engenharia Ambiental

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