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Tipo: Dissertação
Título: Adsorção de alguns contaminantes emergentes em fibras de sabugo de milho e análise química por espectrometria de fluorescência de Raios X e Espectroscopia Raman
Título(s) alternativo(s): Adsorption of Some Emerging Contaminants in Corncob Fibers and Chemical Analysis by X- Ray Fluorescence Spectrometry and Raman Spectroscopy
Autor(es): Hirose Miyabara, Marcela
Primeiro Orientador: Schimidt, Fernando
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Santiago, Mariângela Fontes
metadata.dc.contributor.referee1: Schimidt, Fernando
metadata.dc.contributor.referee2: Da Col, José Augusto
metadata.dc.contributor.referee3: Oliveira, Lucas Nonato de
Resumo: A qualidade da água é um dos principais desafios que as sociedades irão enfrentar durante o século XXI, uma vez que sua degradação pode apresentar ameaças à saúde humana, limitar a produção de alimentos, reduzir as funções dos ecossistemas e dificultar o crescimento econômico. Logo, isso reflete na presença de contaminantes emergentes em águas, podendo ser provenientes da poluição causada pelo lançamento de efluentes, insuficientemente tratados ou sem tratamento, em matrizes aquáticas. Entretanto, os contaminantes emergentes geralmente não são monitorados, sendo que muitos desses são conhecidos ou suspeitos de serem disruptores endócrinos com efeitos adversos à saúde e ao meio ambiente. Por isso, há uma necessidade de promover o conhecimento científico sobre os contaminantes emergentes e implementar abordagens eficazes para monitorá-los, avaliá-los e controlá-los. A Espectrometria de Fluorescência de Raios X (FRX) e a Espectroscopia Raman são métodos alternativos potencialmente não destrutivos, que exigem preparação mínima da amostra e podem proporcionar a detecção de contaminantes na água. Deste modo, o presente estudo utilizou as técnicas Espectrometria FRX e Espectroscopia Raman para detecção e quantificação de contaminantes emergentes, como hormônios e Cafeína na água, utilizando fibras vegetais de sabugo de milho como biossorvente e a Quimiometria, mediante o uso do software CHEMOFACE (versão 1.64), para tratamento estatístico e multivariado dos dados. Nos resultados para a cinética de adsorção, o equilíbrio foi alcançado em 30 minutos para o Levonorgestrel e Cafeína e 45 minutos para o Acetato de Ciproterona e Gestodeno, considerando as condições estudadas. O modelo de pseudosegunda ordem foi o mais adequado em representar os dados da cinética de adsorção e o modelo de Freundlich o mais representativo dos dados de isoterma. Houve uma maior afinidade do biossorvente com o Acetato de Ciproterona, seguido do Gestodeno e Cafeína, com capacidade de adsorção máxima do biossorvente de 36,6 mg/g; 48,3 mg/g; e 100,4 mg/g, respectivamente, sendo o Levonorgestrel com adsorção desfavorável. Foram construídos os modelos de Análise de Componentes Principais (PCA), que permitiram a discriminação das amostras de cafeína e também modelos multivariados de calibração, como a Regressão por Quadrados Mínimos Parciais (PLS), para a quantificação de alguns contaminantes emergentes. Assim, conclui-se que a biossorção com sabugo de milho é eficaz e é possível detectar os hormônios e Cafeína na região de espalhamento dos raios X e Raman, entretanto os resultados referentes à previsão do modelo PLS no WDXRF obtiveram RMSEP altos e/ou coeficientes de correlação distantes de 1 e no Raman e EDXRF os coeficientes de correlação não foram robustos, mas satisfatórios (0,66 - 0,75), considerando a facilidade dos métodos alternativos.
Abstract: Water quality is one of the main challenges that societies will face during the 21st century since its degradation can pose threats to human health, limit food production, reduce ecosystem functions, and hinder economic growth. Therefore, this reflects the presence of emerging contaminants in water, which may come from pollution caused by the discharge of effluents, insufficiently treated or without treatment, in aquatic matrices. However, emerging contaminants are generally not monitored, many of which are known or suspected to be endocrine disruptors with adverse health and environmental effects. Therefore, there is a need to promote scientific knowledge about emerging contaminants and to implement effective approaches to monitor, evaluate, and control them. X-Ray Fluorescence Spectrometry (XRF) and Raman Spectroscopy are potencial non-destructive alternative methods that require minimal sample preparation and can detect of contaminants in water. Thus, the present study used the techniques XRF Spectrometry and Raman Spectroscopy to detect and quantify emerging contaminants, such as some hormones and Caffeine in water, using corncob fibers as a biosorbent and Chemometrics, using the CHEMOFACE software (version 1.64), for statistical and multivariate data processing. In the results for the adsorption kinetics, the equilibrium was reached in 30 minutes for Levonorgestrel and Caffeine and 45 minutes for Cyproterone Acetate and Gestodeno, considering the studied conditions. The pseudo-second-order model was the most adequate to represent the adsorption kinetics data and the Freundlich model the most representative of the isotherm data. There was a greater affinity of the biosorbent with Cyproterone Acetate, followed by Gestodene and Caffeine, with a maximum adsorption capacity of the biosorbent of 36,6 mg/g; 48,3 mg/g; and 100,4 mg/g, respectively, and Levonorgestrel with unfavorable adsorption. The Principal Component Analysis (PCA) models were built, which allowed the discrimination of caffeine samples and also multivariate calibration models, such as Partial Least Squares (PLS), for the quantification of some emerging contaminants. Thus, it is concluded that biosorption with corncob is effective and it is possible to detect the hormones and Caffeine in the scattering region of X-rays and Raman, however the results regarding the prediction of the PLS model in WDXRF obtained high RMSEP and/or correlation coefficients distant from 1 and in Raman and EDXRF correlation coefficients were not robust, but satisfactory (0,66 – 0,75), considering the ease of alternative methods.
Palavras-chave: hormônios
hormones
cafeína
caffeine
biossorvente
biosorbent
quimiometria
chemometrics
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Insitituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás
Sigla da Instituição: IFG
metadata.dc.publisher.department: Câmpus Goiânia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Educação Profissonal e Tecnológica
Citação: MIYABARA, M. H. Adsorção de alguns contaminantes emergentes em fibras de sabugo de milho e análise química por espectrometria de fluorescência de Raios X e Espectroscopia Raman. 2021. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia de Processos Sustentáveis) – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás, Goiânia, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ifg.edu.br:8080/handle/prefix/975
Data do documento: 27-Jan-2021
Aparece nas coleções:Mestrado Profissional em Tecnologia de Processos Sustentáveis

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