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Remoção de herbicidas de matrizes aquosas utilizando adsorventes preparados a partir do caroço de azeitona
| datacite.subject.fos | Engenharia e Tecnologia::Engenharia Química | pt_PT |
| dc.contributor.advisor | Queiroz, Ana | |
| dc.contributor.advisor | Ribeiro, António E. | |
| dc.contributor.advisor | Brito, Paulo | |
| dc.contributor.advisor | Menezes, Maraísa Lopes de | |
| dc.contributor.author | Pinheiro, Maísa Saldanha | |
| dc.date.accessioned | 2024-08-26T10:51:09Z | |
| dc.date.available | 2024-08-26T10:51:09Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.description | Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná | pt_PT |
| dc.description.abstract | Os pesticidas terbutilazina, alacloro e metolacloro são herbicidas que podem ser encontrados na natureza em matrizes aquosas naturais, como rios, ou em estações de tratamento incapazes de removê-los de forma eficaz. Esse fato torna-se uma problemática ambiental por afetar a saúde dos organismos por ele atingidos. Dada essa informação, o presente trabalho visa o preparo, bem como, a caracterização de um material adsorvente oriundo dos resíduos agroindustriais do caroço de azeitona, capaz de remover os herbicidas supracitados de soluções aquosas. A metodologia do estudo foi dividida no preparo e caracterização do carvão ativado a partir do caroço de azeitona. A ativação física foi feita pela pirólise a 800°C por 1 hora em mufla do resíduo previamente moído e seco (CF) enquanto a ativação química foi realizada com ácido fosfórico (CA). Ambos os carvões foram caracterizados quanto ao rendimento de carbonização, pHPCZ, quantificação de grupos funcionais, FTIR, análise termogravimétrica e determinação de propriedades texturais. Posteriormente, foram realizados os estudos de adsorção baseados na remoção dos herbicidas, cinéticas de adsorção, determinação da energia de ativação para o carvão com melhores resultados de remoção dos herbicidas, além da seleção da fibra da técnica de microextração em fase sólida (SPME) mais apropriada frente aos poluentes analisados, para trabalhos futuros. Na análise de SPME, a fibra composta por Polidimetilsiloxano/Divinilbenzeno (+OC), foi a que melhor respondeu à quantificação analítica. Entre os dois materiais adsorventes produzidos, o carvão com ativação física foi o que melhor removeu os herbicidas em matriz aquosa. O principal parâmetro de influência na remoção dos herbicidas foi a temperatura, sendo seu aumento responsável por uma maior tendência de remoção tendo como referência o melhor material adsorvente utilizado. O modelo que melhor descreveu o comportamento da cinética de adsorção foi o de pseudo-segunda ordem, caracterizando a predominância do processo de adsorção por quimissorção e em superfície heterogênea. No equilíbrio de adsorção para o CF na melhor temperatura de remoção (35°C), o modelo de Langmuir se destacou no ajuste, apontando que a adsorção ocorreu em monocamada para a terbutilazina e para o metolacloro. Para o alacloro, o modelo de Freundlich se ajustou melhor, sugerindo adsorção em multicamada. Os valores de energia de ativação determinados (-37,57 e -33,94 kJ mol-1) para a terbutilazina e alacloro, respectivamente, evidenciam um comportamento diferente do esperado, isto é, de que a constante cinética da reação diminui com o aumento da temperatura. Concluiu-se, então, que o caroço de azeitona é um material promissor na produção de diferentes tipos de materiais adsorventes cuja finalidade seja a remoção de poluentes desse tipo, visto que o carvão produzido mostrou capacidade na remoção tanto da terbutilazina, quanto do alacloro e metolacloro. | pt_PT |
| dc.description.abstract | The pesticides terbuthylazine, alachlor, and metolachlor are herbicides that can be found in nature in natural aqueous matrices, such as rivers, or in treatment plants that are unable to effectively remove them. This fact becomes an environmental issue as it affects the health of organisms impacted by it. Given this information, the present study aims to prepare and characterize an adsorbent material derived from agro-industrial olive stone waste, capable of removing the aforementioned herbicides from aqueous solutions. The study methodology was divided into the preparation and characterization of activated carbon from olive pits. Physical activation was performed by pyrolysis at 800°C for 1 hour in a muffle furnace of the previously ground and dried residue (CF), while chemical activation was carried out with phosphoric acid (CA). Both carbons were characterized in terms of carbonization yield, pH at the point of zero charge (pHPZC), functional group quantification, FTIR, thermogravimetric analysis, and determination of textural properties. Subsequently, adsorption studies were conducted based on the removal of herbicides, adsorption kinetics, determination of activation energy for the carbon with the best herbicide removal results, and the selection of the most appropriate solid-phase microextraction (SPME) fiber for the analyzed pollutants, for future work. In the SPME analysis, the fiber composed of Polydimethylsiloxane/Divinylbenzene (+OC) responded best to analytical quantification. Among the two adsorbent materials produced, the carbon with physical activation best removed the herbicides from the aqueous matrix. The primary parameter influencing the removal of the herbicides was temperature, with an increase in temperature being responsible for a greater tendency of removal, considering the best adsorbent material used. The model that best described the behavior of the adsorption kinetics was the pseudo-second-order model, characterizing the predominance of the adsorption process by chemisorption on a heterogeneous surface. In the adsorption equilibrium for the CF at the best removal temperature (35°C), the Langmuir model stood out in the fit, indicating that the adsorption occurred in a monolayer for terbuthylazine and metolachlor. For alachlor, the Freundlich model fit better, suggesting multilayer adsorption. The activation energy values determined (-37.57 and -33.94 kJ mol-1) for terbuthylazine and alachlor, respectively, indicate a behavior different from what is expected, that is, that the reaction rate constant decreases with increasing temperature. It was concluded that olive stone is a promising material for the production of different types of adsorbent materials aimed at removing such pollutants, as the produced carbon showed the capacity to remove terbuthylazine, alachlor, and metolachlor. | pt_PT |
| dc.identifier.tid | 203683951 | pt_PT |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/10198/30192 | |
| dc.language.iso | por | pt_PT |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ | pt_PT |
| dc.subject | Caroço de azeitona | pt_PT |
| dc.subject | Carvão ativado | pt_PT |
| dc.subject | Adsorção | pt_PT |
| dc.subject | Herbicidas | pt_PT |
| dc.subject | Matrizes aquosas | pt_PT |
| dc.title | Remoção de herbicidas de matrizes aquosas utilizando adsorventes preparados a partir do caroço de azeitona | pt_PT |
| dc.type | master thesis | |
| dspace.entity.type | Publication | |
| rcaap.rights | openAccess | pt_PT |
| rcaap.type | masterThesis | pt_PT |
| thesis.degree.name | Engenharia Química | pt_PT |