Resumo Este estudo foi voltado a caracterização e avaliação do potencial da combinação de estratégias de tratamento para a remoção de compostos fenólicos, cor e ecoxicidade de um efluente gerado por uma indústria madeireira de Produção de Laminados. A caracterização de uma amostra do efluente gerado pelo processo de laminação de pinus coletada em uma indústria da região Sudoeste do estado do Paraná confirmou o potencial impactante do efluente, com destaque para o elevado teor de compostos fenólicos (1.530 ±50 mg/L), cor (2.159 ±30 unidades), significativa toxicidade aguda (63% de mortalidade de microcrustáceos Artemia. salina) e baixa biodegradabilidade (DBO5 /DQO=0,53) podendo, se eventualmente lançado em corpos receptores, causar irreversíveis e deletérios efeitos a microbiota aquática. Os processos de tratamento estudados neste trabalho envolveram ozonização catalítica mediada por material catalítico ferroso baseado em carepas de aço e processo biológico com fungos Pleurotus florida, avaliados de forma individual e integrados da sequinte forma: Ozonização catalítica>>processo biológico e vice-versa. Os melhores resultados foram obtidos pela aplicação da sequência “ozonização catalítica>>processo biológico”, que resultou em reduções de 96,2% em concentrações de lignina solúvel, 93,3% nas unidades de cor e mais de 99% na redução de fenóis totais, além de baixa taxa de mortalidade de A. salina (≈10%). No processo integrado, a aplicação da ozonização catalítica antes do processo biológico apresenta maiores vantagens em razão do processo de pré-decomposição de compostos recalcitrantes pela ação química da ozonização catalítica, que pode converter estes compostos em biodegradáveis, facilitando a ação do processo biológico para a remediação do efluente estudado.

Abstract This study characterized and evaluated the potential of a combination of treatment strategies for the removal of phenolic compounds, color, and ecotoxicity of an effluent generated by a laminated wood industry. The characterization of a sample of the effluent generated by the pine lamination process collected in an industry in the Southwest region of the state of Paraná confirmed the potential impact of the effluent, with emphasis on the high content of phenolic compounds (1,530 ±50 mg/L), color (2,159 ±30 units), significant acute toxicity (63% mortality of microcrustaceans Artemia salina) and low biodegradability (BOD/COD=0.53), which, if eventually released into receiving bodies, can cause irreversible and harmful effects to the aquatic microbiota. The treatment processes studied in this work involved catalytic ozonation mediated by ferrous catalytic material based on steel scale and biological process with Pleurotus Florida fungi, evaluated in an individual way and sequentially integrated as follows: Catalytic ozonation>>biological process and vice-versa. The best results were obtained by applying the sequence "catalytic ozonation>>biological process", which resulted in reductions of 96.2% in soluble lignin concentrations, 93.3% in color units and more than 99% reduction in total phenols, in addition to a low mortality rate of A. salina (≈10%). In the integrated process, the application of catalytic ozonation before the biological process presents greater advantages because of the pre-decomposition process of recalcitrant compounds by the chemical action of catalytic ozonation, which can convert these compounds into biodegradable, facilitating the action of the biological process for the remediation of the effluent.

RESUMO Considerado um poluente prioritário de reconhecida toxicidade e recalcitrância, o 2,4-dinitrofenol (2,4-DNF) presente em águas residuárias dificulta tratamentos convencionais, especialmente os de princípio biológico, como lagoas aeradas e sistema de lodos ativados. Em função de sua potencialidade de transformar a estrutura de poluentes em elementos de capacidade poluidora reduzida, os processos oxidativos avançados (POAs) representam atualmente uma alternativa para o tratamento de efluentes contaminados com compostos dessa natureza. A presente pesquisa teve como objetivo realizar estudos de degradação de 2,4-DNF em solução aquosa por meio de processos de oxidação avançada do tipo Fenton utilizando uma fonte não convencional de ferro na forma de um resíduo siderúrgico (carepa de aço). A condução de um delineamento experimental fundamentado em planejamento fatorial de experimentos revelou que as variáveis quantidade de peróxido de hidrogênio e de carepa influenciaram significativamente a degradação de 2,4-DNF, proporcionando, em condições otimizadas (20 g de carepa, 0,5 mL de H2O2 em pH 3), elevada eficiência na degradação tanto do composto modelo quanto de seus intermediários reacionais, tendo reduzido também a toxicidade aguda medida na forma de inibição de crescimento de E. coli. Ensaios adicionais sugeriram que os mecanismos reacionais pelos quais ocorre a degradação do 2,4-DNF são mediados tanto pela superfície das partículas de carepa quanto pelo ferro lixiviado, caracterizando o processo como uma combinação de oxidação homogênea e heterogênea. Finalmente, ensaios de reusabilidade e operação em reator de fluxo contínuo sugeriram significativa potencialidade do sistema carepa/H2O2.

ABSTRACT Considered a priority pollutant of recognized toxicity and recalcitrance, 2.4-dinitrophenol (2.4-DNP) present in wastewater hinders conventional treatments such as filtration, chemical coagulation, activated sludge system and activated carbon adsorption. Due to the potential of advanced oxidation processes (AOP) to transform the structure of pollutants into elements of reduced pollutant capacity, they presently represent an alternative for the treatment of effluents contaminated with these compounds. The present research aimed to study the degradation of 2.4-DNP in aqueous solution through advanced Fenton-type oxidation processes, using an unconventional source of iron in the form of a steel residue (steel waste). The conduction of an experimental design based on the factorial planning of experiments revealed that the variables hydrogen peroxide quantity and scale significantly influenced 2.4-DNF degradation, providing, under optimized conditions (20 g of steel waste, 0.5 mL of H2O2 at pH 3) high degradation efficiency of both the model compound and its reaction intermediates, as well as reducing acute toxicity, measured as E. coli growth inhibition. Further trials have suggested that the reaction mechanisms by which 2.4-DNF degradation occurs are mediated by both the surface of steel waste particles and the leached iron, characterizing the process as a combination of homogeneous and heterogeneous oxidation. Finally, reusability and continuous flow reactor operation tests suggested the significant potential of the steel waste/ H2O2 system.

RESUMO: O presente trabalho apresenta uma metodologia analítica baseada em Cromatografia Líquida de Alto Desempenho (CLAE) e Análise de Componentes Principais (ACP) para quantificação simultânea e diferenciação analítica de ácidos orgânicos e açúcares em amostras comerciais de suco de frutas (laranja, uva, maçã e tangerina). Além do desenvolvimento do método que gerou parâmetros de validação adequados para aplicações analítica quantitativas, a análise de catorze amostras comerciais e o uso da ACP indicaram a relação entre os analitos e a natureza química constitucional do suco. Em geral, nos sucos de uva e maçã não foi quantificado ácido ascórbico sendo o conteúdo de ácido cítrico muito baixo, no entanto, as concentrações de frutose e glicose foram as mais altas em ambos sucos. Nos sucos de laranja e tangerina, o conteúdo de todos os analitos, exceto o ácido ascórbico, não diferiram estatisticamente entre si. No entanto, diferiram significativamente dos demais, principalmente em relação ao conteúdo de sacarose. Finalmente, as amostras de suco de maçã diferiram de acordo com o teor de frutose e ácido málico, constituinte predominante da maçã. Os resultados mostraram que o método comatográfico simultâneo associado à análise de componentes principais gera informações importantes sobre as características dos sucos comerciais, com potencialidade para ser utilizado em sistemas de controle de qualidade e identificação de adulterações.

ABSTRACT: The present research presents an analytical methodology based on High Performance Liquid Chromatography (HPLC) and Principal Component Analyses (PCA) for simultaneous quantification and analytical differentiation of organic acids and sugars in commercial fruit juice samples (orange, grape, apple and tangerine). In addition to the development of the method that generated suitable validation paramters for quantitative analytical applications, the analysis of fourteen commercial samples and the use of Principal Component Analysis indicated the relationship between the constituents and the very constitutional chemical nature of the juice. In general, in grape and apple juices, ascorbic acid was not quantified and the citric acid content was very low; however, the concentrations of fructose and glucose were the highest in both juices. In orange and mandarin orange juices, the content of all analytes, except acorbic acid, did not differ statistically from each other. However, these differed significantly from the others, mainly in relation to sucrose content. Finally, the apple juice samples differed according to the content of fructose and malic acid, the predominant constituint of the apple. Results showed that the simultaneous chromatographic method associated with principal component analysis generated important information about characteristics of commercial juices, with the potential to be used in systems of quality control and identification of adulterations.

The production and use of nitroaromatic explosives have resulted in their dissemination into the environment, where their presence in waterways and soil represents an ecological and health hazard. The hazardous characteristics of these compounds need to be carefully studied, so that the impact of their discharge on the environment can be better evaluated. This work presents the characterization of wastewater from Brazilian TNT industry using as analytical techniques mass spectroscopy, chromatography, toxicity assays and other physico-chemical analyses.