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Tipo do documento: Dissertação
Título: Otimização da síntese de compósitos à base de TiO2 e carvão ativado e da remoção de hormônios estrogênios em água
Título(s) alternativo(s): Optimization of the synthesis of composites based on TiO2 and activated carbon and the removal of estrogen hormones in water
Autor: Fróes, Marina Rennó Silva 
Primeiro orientador: Gomes, Marcia Marques
Primeiro coorientador: Pastre, Marina Meloni Gória
Primeiro membro da banca: Silva, Rodrigo Coutinho da
Segundo membro da banca: Cunha, Deivisson Lopes
Terceiro membro da banca: Silva, Adriana Maria da
Resumo: A remoção de hormônios estrogênios como contaminantes de matrizes aquosas é fundamental devido aos seus impactos negativos, sobre os ecossistemas aquáticos e a saúde humana. Este estudo emprega uma estratégia avançada para avaliar a eficiência da combinação entre processos sortivos e fotocatalíticos na remoção simultânea de quatro estrogênios: estrona (E1), 17β-estradiol (E2), 17α-etinilestradiol (EE2) e levonorgestrel (LEVO) da água. Compósitos formados por nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) e carvão ativado comercial foram testados e o mais eficiente na remoção dos contaminantes foi selecionado com base em desenho experimental (DoE) do tipo delineamento composto central rotacional (DCCR) para otimização do processo. Os compósitos foram inicialmente sintetizados com razão mássica de carvão ativado (AC) variando de 2,93% a 17,07% (peso) e temperaturas de calcinação entre 259 °C a 541 °C. A partir de uma concentração inicial de 100 μg L-1 de dada um dos quatro hormônios em água ultrapura, o compósito formado por 15% de AC e calcinação a 541 °C (TiO2 -AC15%-541) foi o mais eficiente, promovendo altas taxas de remoção dos estrogênios, sob irradiação UV-A, a saber: 98,3 ± 1,15% para E1, 99,0 ± 1% para E2, 99,3 ± 1,15% para EE2 e 96,0 ± 2,65% para LEVO. Por meio de DCCR os seguintes níveis para três variáveis independentes (pH 2,64, concentração do hormônio de 380 µg L-1, e intensidade de irradiação UV-A de 41 W m-2) resultaram nas mais altas taxas de remoção a saber: 99,8% para E1, 99,8% para E2, 99,0% para EE2 e 92,1% para LEVO. Os resultados destacam a eficácia do tratamento do compósito TiO2 -AC15%-541 diante da energia necessária na remoção de hormônios estrogênios em mistura da água, demonstrando um grande potencial para aplicações em escala real.
Abstract: The removal of estrogenic hormones as contaminants of aqueous matrices is fundamental due to their negative impacts on aquatic ecosystems and human health. This study uses an advanced strategy to evaluate the efficiency of the combination of sortive and photocatalytic processes in the simultaneous removal of four estrogens: estrone (E1), 17β-estradiol (E2), 17α-ethinyl estradiol (EE2) and levonorgestrel (LEVO) from water. Compounds formed by nanoparticles of titanium dioxide (TiO2) and commercial activated carbon were tested and the most efficient removal of contaminants was selected based on the experimental design (DoE) of the central rotary compound design (DCCR) for process optimization. The composites were initially synthesized with activated carbon mass ratio (AC) varying from 2.93% to 17.07% (peso) and calcination temperatures between 259 °C and 541 °C. From an initial concentration of 100 μg L -1 of two four hormones in ultrapure water, the composite formed by 15% of AC and calcined at 541 °C (TiO2 -AC15%-541) was more efficient, promoting high rates of removal of estrogens under UV-A irradiation, namely: 98.3 ± 1.15% for E1, 99.0 ± 1% for E2, 99.3 ± 1.15% para EE2 e 96.0 ± 2.65% para LEVO. Through the DCCR, the following levels for three independente variables (pH 2.64, hormone concentration of 380 µg L-1, and UV-A radiation intensity of 41 W m-2) resulted in higher hormone removal rates, namely: 99.8% for E1, 99.8% for E2, 99.0% for EE2 and 92.1% for LEVO. The results highlight the effectiveness of the TiO2-AC15%-541 composite treatment in view of the energy required to remove estrogen hormones in a water mixture, demonstrating great potential for real-scale applications.
Palavras-chave: Engenharia ambiental
Estrógenos
Água - Poluição
Compostos orgânicos
Água - Purificação - Filtração
Environmental engineering
Estrogen
Water - Pollution
Organic compounds
Water - Purification - Filtration
Área(s) do CNPq: ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::SANEAMENTO AMBIENTAL::CONTROLE DA POLUICAO
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental
Citação: FRÓES, Marina Rennó Silva. Otimização da síntese de compósitos à base de TiO2 e carvão ativado e da remoção de hormônios estrogênios em água. 2025. 108 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Faculdade de Engenharia, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/24485
Data de defesa: 12-Mai-2025
Aparece nas coleções:Mestrado Profissional em Engenharia Ambiental



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