Aplicação da tecnologia eletroquímica para a remoção e monitoramento de metais pesados em efluentes aquosos
Heavy metals are present in industrial waste. These metals can generate a large environmental impact contaminating water, soil and plants. The chemical action of heavy metals has attracted environmental interest. In this context, this study aimed to test t he performance...
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| מחבר ראשי: | |
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| מחברים אחרים: | |
| פורמט: | doctoralThesis |
| שפה: | por |
| יצא לאור: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
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| נושאים: | |
| גישה מקוונת: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/19745 |
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Repositório Institucional |
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Cádmio Chumbo Eletrocoagulação Eletroanálise CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
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Cádmio Chumbo Eletrocoagulação Eletroanálise CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA Eiband, Maria Maésia Soares Gomes Aplicação da tecnologia eletroquímica para a remoção e monitoramento de metais pesados em efluentes aquosos |
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Heavy metals are present in industrial waste. These metals can generate a large environmental
impact contaminating water, soil and plants. The chemical action of heavy metals has attracted
environmental interest. In this context, this study aimed to test t
he performance of
electrochemical technologies for removing and
quantifying
heavy metals. First
ly
, the
electroanalytical technique
of stripping voltammetry
with glassy carbon electrode (GC) was
standardized in order to use this method for the quantificatio
n of metals during their removal
by electrocoagulation process (EC).
A
nalytical curves were evaluated to obtain reliability of
the determin
ation and quantification of Cd
2+
and Pb
2+
separately or in a mixture.
Meanwhile
,
EC
process
was developed using an el
ectrochemical cell in a continuous flow (EFC) for
removing Pb
2+
and Cd
2+
. The
se
experiments were performed using
Al
parallel plates with 10
cm
of
diameter
(
63.5 cm
2
)
. The optimization of conditions for
removing Pb
2+
and Cd
2+
,
dissolved in
2
L
of
solution
at
151 L h
-
1
,
were studied
by applying
different values of current
for 30 min.
Cd
2+
and Pb
2+
concentrations
were monitored during electrolysis using stripping
voltammetry. The results
showed that the removal of Pb
2
+
was
effective when the EC pro
cess
is used, obtaining removals of
98% in 30 min. This behavior is dependent on the applied current,
which implies an increase in power consumption. From the results also verified that the
stripping voltammetry
technique
is quite reliable deter
mining Pb
2+
concentration
, when
compared with the measurements obtained
by atomic absorption method (AA). In view of this,
t
he second objective of this study was to evaluate the removal of
Cd
2+
and Pb
2+
(mixture
solution) by EC
.
Removal efficiency
increasing current
was confirmed
when
93% and 100% of
Cd
2+
and Pb
2+
was removed
after 30 min
. The increase in the
current promotes the oxidation of
sacrificial electrodes, and consequently increased amount of coagulant, which influences the
removal of heavy metals in solution.
Adsortive voltammetry
is a fast, reliable, economical and
simple way to determine
Cd
2+
and
Pb
2+
during their removal.
I
t is more economical than those
normally used, which require the use of toxic and expensive reagents. Our results demonstrated
the potential
use of
electroanalytical techniques to monitor the course of environmental
interventions. Thus, the application of the two techniques associated can be a reliable way to
monitor environmental impacts due to
the pollution
of aquatic ecosystems by heavy metals. |
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Huitle, Carlos Alberto Martinez |
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ri-123456789-197452017-11-03T22:31:31Z Aplicação da tecnologia eletroquímica para a remoção e monitoramento de metais pesados em efluentes aquosos Application of electrochemical technology for removing and monitoring heavy metals in wastewater Eiband, Maria Maésia Soares Gomes Huitle, Carlos Alberto Martinez http://lattes.cnpq.br/1702066760263190 http://lattes.cnpq.br/2485073932883264 Melo, Jailson Vieira de http://lattes.cnpq.br/7275955550556570 Cavalcanti, Eliane Bezerra http://lattes.cnpq.br/3776663148814495 Araújo, Eliane Gonçalves de http://lattes.cnpq.br/4720265425355110 Cunha, Jardel Dantas da http://lattes.cnpq.br/3658783471840574 Cádmio Chumbo Eletrocoagulação Eletroanálise CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA Heavy metals are present in industrial waste. These metals can generate a large environmental impact contaminating water, soil and plants. The chemical action of heavy metals has attracted environmental interest. In this context, this study aimed to test t he performance of electrochemical technologies for removing and quantifying heavy metals. First ly , the electroanalytical technique of stripping voltammetry with glassy carbon electrode (GC) was standardized in order to use this method for the quantificatio n of metals during their removal by electrocoagulation process (EC). A nalytical curves were evaluated to obtain reliability of the determin ation and quantification of Cd 2+ and Pb 2+ separately or in a mixture. Meanwhile , EC process was developed using an el ectrochemical cell in a continuous flow (EFC) for removing Pb 2+ and Cd 2+ . The se experiments were performed using Al parallel plates with 10 cm of diameter ( 63.5 cm 2 ) . The optimization of conditions for removing Pb 2+ and Cd 2+ , dissolved in 2 L of solution at 151 L h - 1 , were studied by applying different values of current for 30 min. Cd 2+ and Pb 2+ concentrations were monitored during electrolysis using stripping voltammetry. The results showed that the removal of Pb 2 + was effective when the EC pro cess is used, obtaining removals of 98% in 30 min. This behavior is dependent on the applied current, which implies an increase in power consumption. From the results also verified that the stripping voltammetry technique is quite reliable deter mining Pb 2+ concentration , when compared with the measurements obtained by atomic absorption method (AA). In view of this, t he second objective of this study was to evaluate the removal of Cd 2+ and Pb 2+ (mixture solution) by EC . Removal efficiency increasing current was confirmed when 93% and 100% of Cd 2+ and Pb 2+ was removed after 30 min . The increase in the current promotes the oxidation of sacrificial electrodes, and consequently increased amount of coagulant, which influences the removal of heavy metals in solution. Adsortive voltammetry is a fast, reliable, economical and simple way to determine Cd 2+ and Pb 2+ during their removal. I t is more economical than those normally used, which require the use of toxic and expensive reagents. Our results demonstrated the potential use of electroanalytical techniques to monitor the course of environmental interventions. Thus, the application of the two techniques associated can be a reliable way to monitor environmental impacts due to the pollution of aquatic ecosystems by heavy metals. Os metais pesados estão presentes em resíduos industriais. Estes metais podem gerar um grande impacto ambiental contaminado água, solos e plantas. A ação química de metais pesados tem despertado grande interesse ambiental. Neste contexto, esta pesquisa teve como objetivo principal testar o desempenho de tecnologias eletroquímicas para a remoção e quantificação de metais pesados. Primeiramente, a técnica eletroanalítica de esgotamento ou redissolução (Adsortion stripping voltammetry, em inglês) com eletrodo de carbono vítreo (GC) foi padronizada a fim de usar essa metodologia para a quantificação dos metais durante sua eliminação mediante o processo de eletrocoagulação (EC). As curvas analíticas necessárias foram avaliadas visando obter confiabilidade na determinação e quantificação de Cd2+ e Pb2+ separadamente ou em uma mistura (soluções sintéticas contendo Cd2+ e Pb2+). Entretanto, o processo de remoção mediante a EC foi desenvolvida empregando uma célula eletroquímica em fluxo contínuo (EFC) para a remoção de Cd2+ e Pb2+. Os experimentos foram realizados utilizando eletrodos em placas paralelas de Al com 10 cm de diâmetro e área de 63,5 cm2. A otimização das condições para a remoção de Cd2+ e Pb2+ no tratamento de 2 L de solução, com fluxo de 151 L h-1 foram estudadas em função de diferentes valores de corrente aplicada durante 30 min. A remoção dos íons de Cd2+ e Pb2+ da solução foram monitoradas durante a eletrólise utilizando a voltametria de redissolução empregando o GC como sensor. Os resultados mostraram que a eliminação de Pb2+é eficiente quando o processo de EC é utilizado, obtendo valores de remoção de 98% em 30 min. Este comportamento é dependente da corrente aplicada, o que implica num aumento do consumo de energia. A partir dos resultados também verificou-se que a voltametria de redissolução (AdSV) é bastante confiável na determinação da concentração de Pb2+, quando comprada com a técnica de absorção atômica (AA). Diante disto, como segundo objetivo deste trabalho foi avaliar a remoção de Cd2+ e Pb2+ mediante a EC, acoplando esta tecnologia eletroquímica com a metodologia eletroanalítica para a quantificação destes metais durante sua remoção de efluentes sintéticos. A eficiência de remoção, com o aumento da corrente foi confirmada, obteve-se remoção 93% e 100% de Cd2+ e Pb2+ respectivamente, após 30 min de EC. O aumento da corrente promove a oxidação dos eletrodos de sacrifício, e consequentemente o aumento da quantidade de coagulantes, que influencia a eliminação dos metais em solução. A AdSV é uma maneira rápida, confiável, econômica e simples para determinar íons de Cd2+ e Pb2+ durante suas remoções, o método eletroanalítico pode ser utilizado com confiança aceitável, assegurando a precisão da quantificação e uma boa sensibilidade e, além disso, é mais barato do que os normalmente usados, que requerem a utilização de reagentes tóxicos e mais caros. Os nossos resultados demonstraram o potencial de técnicas eletroanalíticas para monitorar o curso de intervenções ambientais. Assim, a aplicação das duas técnicas associadas pode ser um caminho confiável para monitoramento de impactos ambientais devido à contaminação de ecossistemas aquáticos por metais pesados. 2016-02-02T22:08:17Z 2016-02-02T22:08:17Z 2015-01-28 doctoralThesis EIBAND, Maria Maésia Soares Gomes. Aplicação da tecnologia eletroquímica para a remoção e monitoramento de metais pesados em efluentes aquosos. 2015. 112f. Tese (Doutorado Em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/19745 por Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte Brasil UFRN PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA |