Poluentes Emergentes - USP

QFL3201 - Química das Águas
Poluentes e Fontes: Orgânicos
Audrey Schön Rodrigues nº USP 5637886
Elias da Silva Araújo 5637969
Larissa Ciccotti 5167200
Luiz Gustavo Bittar Souza 5637931
Roberto Grillo 3002196
Sérgio Fernando Hennies Leite 5450401
Abril/2008

Introdução / Catástrofes

Introdução
Crise global -> alertas negligenciados
Platão: desmatamento;
Roma: erosão;
Carta do chefe Seattle (1854) :
“...O que ocorrer com a terra recairá sobre os filhos da
terra...”
“...Contamine suas camas e uma noite serão sufocados
pelos próprios dejetos...”.

Introdução
Fatalidades: acidentes de percurso;
Décadas de 70 e 80: aumento dos acidentes
ambientais -> mudanças de comportamento;
Seveso, Itália (1976);
Bhophal, Índia (1984);
Exxon Valdez, Mar do Alasca (1989).

1976: Seveso, Itália
Catástrofes
Nuvem tóxica (Triclorofenol, TCDD)

1984: Bhopal, Índia
Metilisocianato;
Catástrofes

1989: Exxon Valdez,
mar do Alasca
Derramamento óleo;
Catástrofes

Catástrofes
Poluentes orgânicos:
podem ser prejudiciais ao meio ambiente;
elevada diversidade;
esgotos domésticos e industriais.

Poluentes Orgânicos

Pesticidas;
Poluentes Orgânicos
Binfelinas Policloradas (PCBs);
Hidrocarbonetos Aromáticos Polinucleares
(PAHs);
Poluentes orgânicos persistentes (POPs).

Organoclorados;
Organosfosforados;
Carbamatos;
Piretróides.
Pesticidas

Estabilidade;
Organoclorados
baixa solubilidade em água;
Baixa toxicidade para seres humanos.

hexaclorobenzeno (HCB)
para-diclorodifeniltricloroetano
(DDT)
Organoclorados
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
H
Cl
Cl

P.H.Müller –Prêmio
Nobel de medicina
em 1948.
Desenvolveu o DDT
para controle de
artrópodes (vetores
de doenças e pragas
agrícolas):
“milagroso”
Organoclorados

Rachel Carson
Denuncia a
interferência e a
contaminação pelo
DDT como causa da
alta mortalidade de
aves (1962) :”elixir
da morte”.
Organoclorados

Organosfosforados
Menos persistentes que os organoclorados.
Lipossolúveis mas bioacumulativos.
Apresentam maior toxidade!!!
(inibe enzimas neurotransmissoras de modo irreversível).
Diclorvos

Carbamatos
Propriedades semelhantes aos
organofosforados;
Extremamente tóxico!!!!
Estrutura de Aldicarb®

Macerado de
Piretróides
flores de Chrysanthemum;
Alta eficiência: menor uso
por aplicação

Bifenilas Policloradas (PCBs)
Inúmeros usos:
Plastificantes
Aditivos anti-chama
Fluidos refrigerantes em
transformadores e
condensadores elétricos
Altamente persistente
Bioacumulativo
Uso cada vez mais
restritivo.

Hidrocarbonetos Aromáticos Polinucleares
Persistentes;
Muito lipossolúveis;
Mutagênico;
Presente no petróleo e
derivados;
(PAHs)
Importante poluente de
corpos d’água.
estrutura do naftaleno

Poluentes Orgânicos Persistentes
(POPs)
Resistentes à degradação química, fotolítica e
biológica;
Transportados pelos ventos, águas ou pelos
organismos (cadeia alimentar);
Atuam negativamente, sobretudo nos sistemas
reprodutivo, imunitário e endócrino dos animais;
Alguns com características mutagênicas.

Principais POPs controlados
(Johannesburgo, 2000)
Substância Uso
Aldrina Inseticida utilizado nas culturas de algodão e milho.
Endrina Rodenticída e inseticida usado nas culturas de algodão arroz e milho.
Dieldrina Inseticida utilizado nas culturas de algodão e milho.
Clordano Inseticida utilizado em diferentes culturas, como vegetais e grãos.
DDT Inseticida utilizado no combate aos transmissores da malária, febre amarela e tifo.
Heptacloro Inseticida usado contra insetos do solo e no combate à malária
Hexaclorobenzeno Fungicida. Aparece também como subproduto na indústria química.
Mirex Inseticida e retardante de chamas em plástico, borrachas e componentes elétricos.
Toxafeno Inseticida acarícidio, especialmente utilizado contra larvas de algodão.
PCBs Usado em condensadores, transformadores, em líquidos refrigeradores.
Dioxinas Subproduto de processos industriais de combustão, especialmente da produção de
plásticos, papel e pesticidas.
Furanos Subproduto de processos industriais de combustão, assim como as dioxinas.

Poluentes Orgânicos
Discussão ambiental;
Conferência de Estocolmo (1972), Rio-92;
Princípio da precaução;
Poluentes emergentes.

Poluentes emergentes

Poluentes Emergentes
Principais grupos:
Farmacêuticos;
Produtos de cuidado pessoal;
Interferentes endócrinos.

Poluentes Emergentes
Farmacêuticos
Antibióticos humanos e veterinários;
Analgésicos e antiinflamatórios;
Drogas psiquiátricas;
Reguladores lipídicos;
Beta-bloqueadores;
Constrastes Raio-X;
Hormônios esteróides.

Poluentes Emergentes
Produtos de cuidado pessoal
Fragrâncias;
Bronzeadores;
Repelentes de insetos;
Antisépticos;
Sabonetes;
etc.

Poluentes Emergentes
Interferentes endócrinos
Produtos químicos industriais;
Hormônios e esteróides;
Drogas psiquiátricas.

Poluentes Emergentes
Produtos Químicos Industriais:
Alquifenóis
Ftalatos
Bisfenol-A
Estireno
Retardantes de chama bromados (PBDEs)
Surfactantes (incluindo
perfluoroctanosulfonatos – PFOS)

Poluentes Emergentes
Pesticidas:
Atrazina
Lindano
Triclosan (também presente nas pastas dentais - antitártaro)
DBCP (dibromocloropropano)
PCP (pentaclorofenol)
Rifuralin

Poluentes Emergentes
Hormônios:
Estradiol;
Estrona;
Estriol;
Dietilestilbestrol.

Algumas
Estruturas

Poluentes Emergentes
Hormônios:
Atividades de órgãos completos;
Níveis de sais;
Açúcares e líquidos no sangue;
O uso e armazenamento de energia;
O crescimento e o desenvolvimento de um
determinado organismo, sua reprodução, suas
características sexuais.

Poluentes Emergentes
Interferentes endócrinos:
Baixas concentrações (0,001 g L -1 )
Defeitos de nascimento;
Alterações comportamentais e neurológicas;
Deficiência imunológica;
Puberdade acelerada;
Qualidade do sêmen;
Cânceres;
Efeitos deletérios – espécies aquáticas.

Fontes
Esgotos domésticos / Efluentes industriais / Águas superficiais
Excreção / Disposição / Lançamento
Esgoto
Estação de Tratamento de esgoto
Água superficial
Águas subterrâneas
Estação de Tratamento de água
Água potável
Solo

Poluentes Emergentes
Tratamento de esgotos:
Rio Paraíba do Sul

Poluentes Emergentes
Tratamento de esgotos:
Campinas (ETE – Samambaia) – Processo “Lodos ativados”

Valores obtidos em esgoto doméstico da ETE Samambaia
Poluentes Emergentes
Interferentes endócrinos:

Processos de Tratamento - Pesquisa

Processos Oxidativos Avançados
Princípio: geração de radicais hidroxila ( . OH);
Efetivo na oxidação de poluentes orgânicos
(Eº = 2,80 V );
Geração de radical hidroxila: ozônio, peróxido
de hidrogênio, sais de ferro, radiação
ultravioleta.

Processos Oxidativos Avançados
Ozonização
Importante agente oxidante (E° = 2,1 V);
Meio ácido: mecanismo direto;
Meio Básico: mecanismo indireto.
Mecanismo direto: O 3 + MO MO ox
OH -
Mecanismo indireto: O 3 . OH + MO MOox

Processos Oxidativos Avançados
Ozonização
O 3/H 2O 2 : 2O 3 + H 2O 2 2 . OH + 3O 2
O 3/UV: O 3 + H 20 H 2O 2 + O 2
hv
hv
H 2O 2 2 . OH

Processos Oxidativos Avançados
Peróxido de hidrogênio
H 2O 2/UV: H 2O 2 + hv 2 . OH
Sais de ferro
“Reagente de Fenton” (Fe 2+ /H 2O 2)
H 2O 2 + Fe 2+ Fe 3+ + OH - + . OH
Foto-Fenton (Fe 2+ /H 2O 2/UV)

Processos Oxidativos Avançados
Sais de ferro
Reação tipo-Fenton: Fe 3+
Fe 3+ + H 2O 2 Fe 2+ + . HO 2 + H +
Fe 3+ + . HO 2 Fe 2+ + O 2 + H +
H 2O 2 + . HO 2 H 2O + . OH + O 2
H 2O 2 + . HO H 2O+ . HO 2

Processos Oxidativos Avançados
Fotocatálise heterogênea (semicondutor)
Fotoexitação: sítios oxidativos e redutivos;
Semicondutor: dióxido de titânio (TiO 2)
POA: individualmente ou combinados,
como TiO 2/UV/O 3.

Processos Oxidativos Avançados
Não há solução única e definitiva;
Eficientes na degradação e
mineralização de compostos orgânicos;
Poluentes emergentes:
duplas ligações e anéis aromáticos;
diversidade de compostos, cotidiano,
esgotos domésticos -> entendimento
complexo.

“Abusamos da TERRA porque a vemos como
uma mercadoria que nos pertence. Quando a
virmos como um recurso ao qual pertencemos
podemos começar a utilizá-la com amor e
respeito.”
Aldo Leopold

Audrey Schön Rodrigues
Larissa Ciccotti
Roberto Grillo
Elias da Silva Araújo
Luiz Gustavo Bittar Souza
Sérgio Fernando Hennies Leite