Uso de taninos na mitigação da eutrofização e no tratamento de água de reservatórios do semiárido
dc.contributor.advisor | Becker, Vanessa | |
dc.contributor.advisor-co1 | Santos, Hélio Rodrigues dos | |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/2999389235108507 | pt_BR |
dc.contributor.author | Medeiros, Guilherme Adler Aciole | |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/5354850798128102 | pt_BR |
dc.contributor.referees1 | Silva, Hérika Cavalcante Dantas da | |
dc.contributor.referees2 | Capelo Neto, José | |
dc.date.accessioned | 2024-09-13T21:24:46Z | |
dc.date.available | 2024-09-13T21:24:46Z | |
dc.date.issued | 2024-05-03 | |
dc.description.abstract | The coagulation process involves the destabilization of colloidal particles (including microorganisms) and suspended matter in water, for subsequent removal in separation units, through the addition of coagulants. Coagulation is one of the tools used in the mitigation of eutrophication, capable of removing algal biomass from water bodies. Additionally, coagulation plays a fundamental role in water treatment for supply, being an essential step in removing suspended particles and impurities, thus ensuring the quality and safety of the drinking water provided to the population. Therefore, this dissertation aimed to evaluate the use of organic coagulants of plant origin in the mitigation of eutrophication and the treatment of water from eutrophicated sources in the Brazilian semiarid region. The first chapter focused on eutrophication mitigation, evaluating the use of three organic plant-based coagulants in the Floc & Sink technique, which involves the coagulation and sedimentation of algal biomass and has been used as a means to mitigate the effects of eutrophication. The three tested coagulants are composed of extracted tannins, chemically modified through the cationization process, from the bark of three different trees: cashew (Anacardium occidentale), black jurema (Mimosa tenuiflora), and Tanfloc SG, obtained from black wattle (Acacia mearnsii). Three different doses of each coagulant (50, 100, and 200 mg.L-1 ) were applied to water samples from four reservoirs in the tropical semiarid region. The results showed that all treatments were capable of removing algal biomass and turbidity, except for the 50mg/L dose of cashew. Increased doses of coagulants resulted in greater removal of biomass and turbidity. Tannin-based coagulants were able to approach the zeta potential to the isoelectric point (0 mV), favoring the neutralization of surface charges of suspended particles. Additionally, no significant changes in water pH were observed after the application of coagulants. Thus, plant-based coagulants emerge as promising alternatives to inorganic coagulants in the Floc & Sink technique, aiming to mitigate the effects of eutrophication in the semiarid region. They represent a potentially more sustainable solution for removing algal biomass in future large-scale applications. The second chapter aimed to evaluate the use of natural tannins as an alternative to metallic coagulants in the treatment of water from eutrophicated reservoirs in the semiarid region for supply. In this chapter, jar test assays were performed with water samples from two semiarid reservoirs. The assays were conducted with 3 tannin-based coagulants: from cashew (Anacardium occidentale), black jurema (Mimosa tenuiflora), and Tanfloc SG, obtained from black wattle (Acacia mearnsii). Four doses (10, 25, 50, and 100 mg.L-1 ) of each coagulant were used. All analyzed coagulants demonstrated a reduction in both turbidity and chlorophyll-a. As the doses of coagulants increased, greater removal of algal biomass and turbidity was observed. The approximation of the zeta potential to the isoelectric point (0 mV) favored the tannins' ability to neutralize the surface charges of suspended particles. Overall, tannins did not cause significant changes in water pH. Although tannin-based coagulants removed algal biomass and turbidity from water, they failed to remove color satisfactorily, making them less promising alternatives for the treatment of water from the studied reservoirs. Our study demonstrated that the tested tannin-based coagulants are potential products for the mitigation of eutrophication in semiarid reservoirs due to their high capacity for removing algal biomass and turbidity. However, their use in water treatment plants for supply is compromised due to their low capacity for color removal. | pt_BR |
dc.description.resumo | A coagulação envolve a desestabilização de partículas coloidais (incluindo microrganismos) e em suspensão na água, para posterior remoção em unidades de separação, através da adição de coagulantes. O processo de coagulação é uma das ferramentas utilizadas na mitigação da eutrofização, sendo capaz de remover a biomassa algal de corpos d'água. Além disso, a coagulação desempenha um papel fundamental no tratamento de água para abastecimento, sendo uma etapa essencial para remover partículas suspensas e impurezas, garantindo assim a qualidade e a segurança da água potável fornecida à população. Diante disso, esta dissertação teve como objetivo avaliar o uso de coagulantes orgânicos de origem vegetal na mitigação da eutrofização e no tratamento da água de mananciais eutrofizados do semiárido brasileiro. O primeiro capítulo focou na mitigação da eutrofização, avaliando o uso de três coagulantes orgânicos de origem vegetal na técnica de Floc & Sink, que compreende a coagulação e sedimentação da biomassa algal e tem sido utilizada como forma de mitigar os efeitos da eutrofização. Os três coagulantes testados são compostos por taninos extraídos, e quimicamente modificados pelo processo de cationização, das cascas de três diferentes árvores: o cajueiro (Anacardium occidentale), a jurema preta (Mimosa tenuiflora) e o Tanfloc SG, obtido da acácia negra (Acacia mearnsii). Foram aplicadas três diferentes doses de cada coagulante (50, 100 e 200 mg.L-1 ) em amostras de água de quatro reservatórios da região semiárida tropical. Os resultados mostraram que todos os tratamentos foram capazes de remover a biomassa algal e a turbidez, exceto a dose de 50mg.L-1 do cajueiro. Foram observadas maiores remoções de biomassa e turbidez com o aumento das doses dos coagulantes. Os coagulantes a base de taninos foram capazes de aproximar o potencial zeta do ponto isoéletrico (0 mV), favorecendo a neutralização das cargas superficiais das partículas em suspensão. Além disso, não foram observadas mudanças significativas no pH da água após a aplicação dos coagulantes. Com isso, os coagulantes de origem vegetal surgem como alternativas promissoras, em substituição aos coagulantes inorgânicos metálicos, na técnica de Floc & Sink, visando mitigar os efeitos da eutrofização no semiárido. Eles representam uma potencial solução mais sustentável para remover a biomassa algal em futuras aplicações em larga escala. O segundo capítulo teve como objetivo avaliar o emprego de taninos naturais como alternativa aos coagulantes metálicos no tratamento de água de reservatórios eutrofizados do semiárido para abastecimento. Neste capítulo foram realizados ensaios em jartest com amostras de água de 2 reservatórios do semiárido. Os ensaios foram executados com três (03) coagulantes a base de taninos: do cajueiro (Anacardium occidentale), da jurema preta (Mimosa tenuiflora) e o Tanfloc SG, obtido da acácia negra (Acacia mearnsii). Para cada um destes coagulantes foram utilizadas 4 doses (10, 25, 50 e 100 mg.L-1 ). Todos os coagulantes analisados demonstraram uma redução tanto na turbidez quanto na clorofila-a. Conforme as doses dos coagulantes aumentaram, observou-se uma maior remoção da biomassa algal e da turbidez. A aproximação do potencial zeta ao ponto isoelétrico (0 mV) favoreceu a capacidade dos taninos de neutralizar as cargas superficiais das partículas em suspensão. De forma geral, os taninos não ocasionaram alterações significativas no pH da água. Embora os coagulantes à base de taninos tenham removido a biomassa algal e a turbidez da água, não conseguiram remover a cor de maneira satisfatória, o que os torna alternativas pouco promissoras para o tratamento de água dos reservatórios estudados. Nosso estudo demonstrou que os os coagulantes à base de taninos testados são potenciais produtos para a mitigação da eutrofização em reservatórios do semiárido devido sua alta capacidade de remoção de biomassa algal e turbidez. Entretanto, a sua utilização em estações de tratamento de água para abastecimento fica comprometida devido à baixa capacidade de remoção de cor. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.identifier.citation | MEDEIROS, Guilherme Adler Aciole. Uso de taninos na mitigação da eutrofização e no tratamento de água de reservatórios do semiárido. Orientadora: Dra. Vanessa Becker. 2024. 60f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/60157 | |
dc.language | pt_BR | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFRN | pt_BR |
dc.publisher.program | PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL | pt_BR |
dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
dc.subject | Taninos | pt_BR |
dc.subject | Coagulação | pt_BR |
dc.subject | Restauração | pt_BR |
dc.subject | Ponto isoelétrico | pt_BR |
dc.subject | Biomassa algal | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL | pt_BR |
dc.title | Uso de taninos na mitigação da eutrofização e no tratamento de água de reservatórios do semiárido | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
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