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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Freire, Renato Sanches
Título: Efluente de Indústria Papeleira: Processos Alternativos de Remediação e Emprego de Novas Metodologias Eletroanalíticas para Determinação de Compostos Fenólicos
Ano: 2002
Orientador: Prof. Dr. Nelson Eduardo Durán Caballero
Coorientador: Prof. Dr. Lauro Tatsuo Kubota
Departamento: Físico-Química
Palavras-chave: Efluente industrial, Remediação ambiental, Biossensores, Determinação de compostos fenólicos
Resumo: O presente trabalho de doutorado descreve o estudo comparativo entre diferentes processos fisico-químicos de remediação do efluente papeleiro Kraft E1 e o desenvolvimento de metodologias eletroanalíticas para a determinação de fenóis totais e/ou diferentes classes de compostos fenólicos, visando o monitoramento deste tipo de efluente. A remediação do efluente papeleiro foi realizada empregando-se os processos oxidativos: O3/pH11; O3/pH3; O3/H2O2/pH11; O3/UV/pH11; O2/UV/TiO2; O2/UV/ZnO; UV/H2O2; ZnO/UV/H2O2; O3/UV/ZnO; eletroquímico e fotoeletroquímico. A eficiência destes processos foi avaliada em função da capacidade de redução de: coloração, fenóis totais, carbono orgânico total e toxicidade do efluente. Os processos fotoquímicos, eletroquímicos e de ozonização empregados no tratamento do efluente papeleiro Kraft E1 apresentaram uma cinética de pseudo-primeira ordem para a degradação de fenóis, grupos cromóforos e mineralização da matéria orgânica. Os processos fotocatalíticos foram os mais eficientes na descoloração do efluente papeleiro Kraft E1, enquanto que os processos eletroquímicos e fotoquímicos com presença de peróxido de hidrogênio foram os que apresentaram uma melhor cinética de degradação de fenóis totais. Os tratamentos fotoquímicos com presença de peróxido de hidrogênio também se destacaram na redução da concentração de carbono orgânico total presente no efluente papeleiro. Em relação à determinação de compostos fenólicos por técnicas eletroanalíticas, foram desenvolvidos biossensores amperométricos a base de tirosinase e lacase. Estes biossensores apresentaram uma excelente sensibilidade para diferentes classes de compostos fenólicos. A grande versatilidade apresentada por estes biossensores permitiu o desenvolvimento de diferentes dispositivos, tais como, eletrodos bi-enzimáticos, eletrodos impressos, sensores remotos e sistema de análise em fluxo com célula de diálise. Estes sistemas foram empregados no monitoramento de espécies fenólicas no efluente papeleiro, assim como em outras amostras de interesse ambiental, permitindo a detecção e quantificação de diferentes compostos fenólicos e clorofenólicos em níveis de concentração inferiores a 10 mol L. Os sistemas desenvolvidos podem ser empregados para fornecer, continuamente, informações analíticas rápidas e confiáveis, contribuindo para aumentar a qualidade dos processos de monitoramento e remediação ambiental.
Abstract: This work describes a comparative study between different physical-chemical processes for the remediation of Kraft E1 paper mill effluent; and the development of electroanalytical methodologies for the determination of total phenols and/or of different phenolic compounds in this kind of effluent. The paper mill effluent remediation was accomplished by different oxidative processes: O3/pH11; O3/pH3; O3/H2O2/pH11; O3/UV/pH11; O2/UV/TiO2; O2/UV/ZnO; UV/H2O2; ZnO/UV/H2O2; O3/UV/ZnO; electrochemical and photoelectrochemical. The efficiency of these processes was evaluated in function of the capacity of reduction of color, total phenols, total organic carbon and toxicity. The remediation of paper effluent by photochemical, electrochemical and ozonization processes showed kinetics of pseudo-first order for the degradation of phenols, chromophore groups and mineralization of organic matter. The photocatalytic processes were the most efficient in the decoloration of Kraft E1 paper mill effluent, while the electrochemical process and photochemicaI/H2O2 process presented the best phenol degradation. The photochemical processes coupled with hydrogen peroxide also showed the best reduction of total organic carbon concentration presented in the effluent. Tyrosinase- and laccase-based amperometric biosensors for the determination of phenolic compounds by electroanalytical techniques were developed. These biosensors presented excellent sensitivity for different phenolic species. The great versatility, presented by these biossensores, allowed the development of different devices, such as: bi-enzymatic electrodes, screen-printed electrodes, remote sensors and a flow- system with microdialysis cell. These systems were used for determination of phenolic compounds related to paper mill effluents and other environmental matrices. These biosensors allowed a convenient detection and quantification of phenolic and chlorophenolic compounds down to 10 mol L levels. The systems developed may give, continuously, fast and reliable chemical information and, thus, increase the quality of monitoring activities and remediation processes.
Arquivo (Texto Completo): vtls000255867.pdf (tamanho: 6,44MB)

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