Browsing by Author "Brion, Miguel Antonio M."
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- Development of an iron oxide nanoparticle-activated carbon adsorbent for water treatment of common human pharmaceutical chemicalsPublication . Brion, Miguel Antonio M.; Teixeira, Margarida Ribau; Moreira, José A.Nas últimas décadas assistiu-se a um enorme crescimento da Industria Farmacêutica (World Health Organization, 2011), o que levou a um aumento exponencial da quantidade e do número de compostos de origem farmacêutica que se podem encontrar no ambiente (Weber et al, 2014). Este novo tipo de poluentes designados por “human pharmaceutical compounds” (HPCs), como o ibuprofen (IBU), o paracetamol (PAR), o ácido acetilsalicílico (ASA), ou a amoxicilina (AMOX). Quando consumidos, tanto as drogas não metabolizadas como os seus metabolitos são libertados no ambiente por via das excreções. Sendo as drogas, e, ou os seus metabolitos biologicamente ativos, mesmo uma pequena quantidade dos mesmos pode ter impacto sobre os seres presentes nos meios aquáticos (Bacsi et al, 2016). Sendo alguns destes compostos particularmente resistentes aos tratamentos comummente usados no processamento das águas residuais, tal tem levado à procura de novos processos de tratamento de águas residuais (Ghafoori et al, 2014). Neste trabalho mostramos os resultados obtidos com um novo material compósito criado de modo a maximizar a adsorção e a facilitar o processo de separação e regeneração do adsorvente. Assim damos conta da síntese do um adsorvente de carvão ativado com propriedades magnéticas (PACMAG), este material combina a capacidade de adsorção do carvão ativado pulverizado (PAC) e as propriedades magnéticas de nanopartículas de óxido de ferro (FeNPs). As nanopartículas de óxido de ferro (FeNPs) foram sintetizadas por coprecipitação em meio básico, por este método foi possível obter nanopartículas com um rendimento quantitativo, mostrando estas um potencial zeta positivo, e uma ponto de carga zero a pH entre 8 e 9. Estas partículas forma posteriormente embutidas em carvão ativado pulverizado, resultando o novo material PACMAG. Foi testada a capacidade de adsorção de diversos HPC, nomeadamente o IBU, o PAR e o ASA, pelo PACMAG. Foram realizadas isotérmicas ao longo de 24 horas. O IBU foi escolhido como composto modelo para os analgésicos aromáticos, tendo sido as condições otimizadas para este composto. O comportamento do IBU foi comparado com o da AMOX, um antibiótico não aromático. De acordo com os resultados obtidos para estes dois fármacos foi determinado que, para concentrações de 15 mg/L de droga, o tempo de contacto necessário é de 120 minutos, e que o conteúdo em PAC ótimo, do adsorvente, é de 300 mg/L. Nestas condições observou-se uma remoção de 92,22 ± 0,08 % e de 79,90 ± 0,05 % para o IBU e a AMOX respetivamente. Em condições idênticas, foram repetidos, os testes de adsorção do IBU e da AMOX, usando água residual (WW) de uma Estação de Tratamento de Águas Residuais (ETAR) como solvente. Nestas condições observou-se uma diminuição da quantidade de droga adsorvida para 49,52 ± 0,15 % e 26,54 ± 0,01% para o IBU e para a AMOX, respetivamente. Tal deve-se à presença de outras moléculas orgânicas que competem com os fármacos em estudo pelos sítios de adsorção. Aumentando a quantidade de PAC no adsorvente para 1000 mg/L, o que foi feito para o caso da AMOX, a remoção aumenta para 76,720 ± 0,001%. Finalmente mostra-se que o PACMAG pode ser regenerado usando a reação de Fenton. O PACMAG regenerado removeu 53,840 ± 0,004% de AMOX de uma solução AMOX-WW. De acordo com os testes de sedimentação o PACMAG necessita de apenas 5 minutos para na presença de um campo magnético sedimentar, de modo a permitir a sua separação da água tratada. Os resultados deste trabalho são uma contribuição para a melhoria dos processos de tratamento de águas residuais, em particular na remoção de HPC compostos cada vez mais prevalentes nas águas a tratar.