Matéria orgânica algal de Chlorella sorokiniana em água: impacto associado e métodos para remoção

Autor(es)

Luan de Souza Leite

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Carlos.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Escola de Engenharia de São Carlos (EESC/SBD)
• Data de defesa: 2024-06-07

Membros da banca

Luiz Antonio Daniel; Sidney Seckler Ferreira Filho; José Roberto Guimarães; Cassiana Carolina Montagner; Rodrigo Braga Moruzzi

• Orientador: Luiz Antonio Daniel

Resumo

 A presença de matéria orgânica algal (MOA) em reservatório de abastecimento é uma preocupação crescente para o tratamento de água, uma vez que as tecnologias tradicionalmente empregadas no sistema de tratamento não são eficientes para remoção da MOA. A Chlorella sorokiniana é uma espécie de microalga que floresce sob condições de alta intensidade de luz e temperatura, portanto, espera-se que sua prevalência na proliferação de algas aumente com as mudanças climáticas. Entretanto, a MOA de Chlorella sorokiniana não foi previamente investigada. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo estudar os impactos da presença da MOA de Chlorella sorokiniana em reservatórios de água de abastecimento e métodos alternativos e complementares para a sua remoção. A MOA de Chlorella sorokiniana foi um precursor de subproduto de desinfecção mais potente do que 80% das algas previamente investigadas na literatura. As concentrações encontradas de trihalometanos e hidrato de cloral foram de 57,9 e 46,0 μg·mg COD-1 após a cloração, enquanto as concentrações de trihalometanos, hidrato de cloral, haloacetonitrila, 1,1,1-tricloropropanona e cloropicrina foram de 33,6; 29,8; 16,7; 2,1 e 1,2 μg·mg COD-1 após a cloraminação, respectivamente. A cloraminação diminui a formação de trihalometanos (42%) e hidrato de cloral (35%), porém atuou como precursora para a formação de subprodutos nitrogenados. Apesar da MOA não ser tóxica na concentração ambiental esperada (5 mg·L-1), a formação de subprodutos da desinfecção após a cloração pode representar um risco para as espécies aquáticas, como demonstrados pelos ensaios com os cladóceros Ceriodaphnia silvestrii e Daphnia similis. Neste contexto, este estudo investigou a aplicação de processos oxidativos avançados (Fenton e foto-Fenton) e adsorção (carvões alternativos e novos adsorventes) como potenciais tratamentos complementares para a remoção de MOA de Chlorella sorokiniana. A remoção de MOA por adsorção utilizando quatro tipos de carvão ativado granular (betuminoso, coco de dendê, coco de babaçu e osso bovino) foi verificada. Foram encontradas altas remoções para o carvão betuminoso (99,5%), de coco de babaçu (95,5%), de osso bovino (88,2%) e de coco de dendê (78,8%). O tradicional carvão ativado betuminoso teve a melhor performance para a remoção de MOA, entretanto o carvão de coco de babaçu também foi efetivo e teve eficiências próximas ao carvão betuminoso. Em relação aos novos adsorventes, altas remoções foram encontradas para a sílica mesoporosa SBA-16 (88,8%) e grafeno proveniente do ácido cítrico (70,0%), enquanto remoções moderadas foram encontradas para os grafenos provenientes do açúcar (60,5%) e ácido cítrico imobilizado em areia (67,4%). Baixa remoção foi encontrada para peróxido de hidrogênio (12,02%) e as remoções mais altas para Fenton (29,8%) e foto-Fenton (67,0%) foram encontradas no tempo de reação de 150 min e usando 40 e 30 mg Fe.L-1, respectivamente. Os resultados encontrados elucidaram as primeiras informações sobre a MOA de Chlorella sorokiniana e potenciais tratamentos complementares às tecnologias do ciclo completo visando uma remoção eficiente da MOA dessa espécie. (AU)

• Processo FAPESP: 19/05759-1 - Estudo da remoção da Matéria Orgânica Algal (MOA) por coagulação-floculação e emprego de pré-tratamentos
• Beneficiário: Luan de Souza Leite
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado