Publicações
Acompanhe abaixo algumas das principais publicações dos pesquisadores do GEERA.
Termovalorização de resíduos sólidos orgânicos por processo aeróbio:
combustível derivado de resíduos alimentares
A disposição inadequada de resíduos alimentares representa um desafio ambiental e energético. A biodigestão aeróbia pressurizada surge como uma alternativa inovadora, permitindo a redução da massa residual e a obtenção de biocomposto com características energéticas. Neste estudo, resíduos alimentares foram submetidos a biodigestão aeróbia controlada por 14 dias, resultando em reduções de massa entre 60% e 79%. O biocomposto obtido foi caracterizado quanto à composição físico-química, com teores de carbono entre 37% e 44% e baixos teores de enxofre (<0,2%). As análises térmicas (TG/DSC) indicaram múltiplas etapas de combustão, com um perfil favorável para geração sustentada de calor. O poder calorífico superior (PCS) variou de 15,46 a 17,47 MJ/kg, valores comparáveis ao carvão vegetal e superiores a muitos biocombustíveis de origem agrícola. Os resultados demonstram a viabilidade do processo como uma estratégia rápida para valorização energética de resíduos alimentares, com potencial para reduzir impactos ambientais e contribuir para a matriz de energias renováveis.
Solar-driven sustainable process combined with heterogeneous photocatalysis (TiO₂): degradation of penicillin and indigo carmine blue dye
Remediation of Contaminants of Emerging Concern (CECs) in wastewater is a global demand that cannot be ignored. In this study, heterogeneous photocatalysis using titanium dioxide (TiO2) coupled with solar radiation was applied to catalytically degrade the food indigo carmine blue dye and the antibiotic penicillin through the generation of reactive oxygen species as degradation agents. Advanced Oxidation Processes (AOPs) have been widely used in wastewater treatment due to the ability of heterogeneous catalysts to promote fast and efficient degradation rates of CECs –primarily through the formation of reactive oxygen species, such as hydroxyl radicals and others. The proposed treatment was carried out using heterogeneous photocatalysis with TiO2 (Degussa P25, 30 mg/L) under solar radiation (during peak UV exposure hours), with pH variations of 4, 7, and 10. Degradation kinetics were monitored for 120 minutes in a closed recirculation system with synthetic wastewater driven by an oxygen injection pump. The solutions with studied CECs made with analytical grade (each at 30 mg/L), analyzed separately. The coupling of treatments enhanced the treatment, improving degradation efficiency while reducing costs. Thus, this innovative approach - solar-driven heterogeneous photo catalysis shows promising potential for the efficient degradation of CECs from the food and pharmaceutical industries.
Sediment toxicity assessment using zebrafish (Danio rerio) as a model system: Historical review, research gaps and trends
Sediment is an important compartment in aquatic environments and acts as a sink for environmental pollutants. Sediment toxicity tests have been suggested as critical components in environmental risk assessment. Since the zebrafish (Danio rerio) has been indicated as an emerging model system in ecotoxicological tests, a scientometric and systematic review was performed to evaluate the use of zebrafish as an experimental model system in sediment toxicity assessment. A total of 97 papers were systematically analyzed and summarized. The historical and geographical distributions were evaluated and the data concerning the experimental design, type of sediment toxicity tests and approach (predictive or retrospective), pollutants and stressors, zebrafish developmental stages and biomarkers responses were summarized and discussed. The use of zebrafish to assess the sediment toxicity started in 1996, using mainly a retrospective approach. After this, research showed an increasing trend, especially after 2014–2015. Zebrafish exposed to pollutant-bound sediments showed bioaccumulation and several toxic effects, such as molecular, biochemical, morphological, physiological and behavioral changes. Zebrafish is a suitable model system to assess the toxicity of freshwater, estuarine and marine sediments, and sediment spiked in the laboratory. The pollutant-bound sediment toxicity in zebrafish seems to be overall dependent on physical and chemical properties of pollutants, experimental design, environmental factor, developmental stages and presence of organic natural matter. Overall, results showed that the zebrafish embryos and larvae are suitable model systems to assess the sediment-associated pollutant toxicity.
Sustentabilidade Agroindustrial: Processos Oxidativos Avançados (POA) Utilizando Bioadsorventes Brasileiros
O objetivo deste trabalho foi avaliar bioadsorventes originários de resíduos agroindustriais brasileiros (casca de banana e mandioca) a serem utilizados na eliminação do poluente modelo azul de metileno (MB). Foram estudados neste contexto o processo de adsorção em diversas condições experimentais (temperatura de 25 a 50°C, massa do bioadsorventes variando de 0,5 a 1,0 g), assim como a modelagem cinética utilizando três diferentes modelos: pseudo primeira ordem, pseudo segunda ordem e difusão intrapartícula. Foi estudado posteriormente os Processos Oxidativos Avançados (POA) UVc-AC e UV-C/Casca em diferentes condições (temperatura de 25 a 50°C, e potência da lâmpada 11 a 33 W). Os resultados obtidos foram promissores, onde o s melhores resultados nos processos de adsorção foram aqueles utilizando o bioadsorvente casca de banana, com uma massa de 0,5 g e uma temperatura de 50 °C. Para os POAs utilizados, a melhor cinética de degradação do MB foi na condição C4 (55°C, 33 W) utilizando o resíduo casca de banana, mostrando um resíduo agroindustrial satisfatório e eficiente á ser aplicado em combinação com o UV, contribuindo para a sustentabilidade agroindustrial e para a melhoria dos parâmetros de qualidade da água.
Fotodescoloração dos corantes alimentícios vermelho eritrosina e azul brilhante por fotólise direta
Fernando Pereira de Sá, Analice Pereira, Francyelle Barbosa Gomes, Elisangela Cardoso de Lima Borges
O descarte de efluentes pelas indústrias de alimentos são importantes fontes de poluição da água, pois além da intensa cor devido a presença de substâncias cromofóricas, podem conter grande concentrações de matéria orgânica causando a eutrofização. Nesse trabalho o processo de fotodescoloração com utilização da radiação ultravioleta foi utilizado no tratamento de soluções aquosas dos corantes vermelho eritrosina e azul brilhante, os quais foram misturados com o propósito de eliminação total ou parcial da coloração. Os experimentos foram realizados em um fotoreator de radiação ultravioleta artificial, proveniente de uma lâmpada de vapor de mercúrio de baixa pressão. Os resultados mostraram que a fotodescoloração, utilizando fotólise direta, foi eficiente na diminuição da coloração das soluções dos corantes vermelho eritrosina e azul brilhante. A eficiência do processo atingiu percentuais acima de 80% para o corante vermelho eritrosina e 70% para o azul brilhante. O estudo de fotodescoloração, com modificação do pH das soluções, mostrou que não houve diferença significativa no processo de remoção do corante vermelho eritrosina com diferentes valores de pH. Portanto, a metodologia utilizada mostrou-se eficiente para a descoloração quase completa das soluções. O que traz a possiblidade real de aproveitamento destes mesmos processos para o tratamento de efluentes de indústrias alimentícias.
O REAPROVEITAMENTO DE RESÍDUOS SÓLIDOS
ORGÂNICOS PARA GERAÇÃO DE ENERGIA
TÉRMICA A PARTIR DA BIODIGESTÃO AERÓBIA
Tendo em vista a indiscutível necessidade de redução da disposição de resíduos sólidos no meio ambiente e do grande potencial energético advindo do tratamento destes, o uso de rejeitos é uma opção extremamente viável para a produção de energia renovável. A partir disso, o objetivo deste trabalho é apresentar um processo de geração de energia térmica a partir de resíduos sólidos orgânicos, tendo em vista que o processo de urbanização, além de gerar uma quantidade expressiva de resíduos, também exige a potencialização do sistema energético. Para tanto, foi realizado e analisado um processo de biodigestão aeróbia a partir de resíduos sólidos orgânicos no Instituto Federal de Goiás – Câmpus Inhumas – e desenvolvido um sistema para sua conversão em energia térmica, visando não somente a geração de energia renovável mas, principalmente, o caminho para uma sociedade limpa e economicamente sustentável. As principais qualidades dos combustíveis derivados da biomassa é o elevado teor de oxigênio, que resulta em uma baixa produção de material particulado (MP), monóxido de carbono (CO), hidrocarbonetos totais (HCT) e na ausência de óxidos de enxofre (SOx) e, com os resultados, confirmou-se a viabilidade e a eficácia desta técnica, a partir da boa qualidade do composto gerado, da obtenção de um bom poder calorífico e boa durabilidade do processo de combustão.
Reaproveitamento de materiais de alumínio para eletrocoagulação
Avaliou-se a aplicabilidade de materiais de alumínio de baixo custo como eletrodos de sacrifício no método de eletrocoagulação. A metodologia consistiu em testar um sistema eletrolítico de bancada com colheres de alumínio, latas de bebidas e placas de formas de empada. Na otimização avaliou-se em uma solução azul brilhante (1) o efeito da adição do eletrólito NaCl e (2) a distância entre os eletrodos, analisados no espectrofotômetro na região do visível. Os ensaios com colheres de alumínio e placas de forma obtiveram desempenho na clarificação da solução nas seguintes condições: distância entre os eletrodos 5 cm, adição de NaCl 1,5 g:500 mL, tensão 15 V, tempo da eletrólise 10 min, agitação contínua e temperatura ambiente. O emprego de latas de bebidas não mostrou coagulação satisfatória. A otimização do sistema com placas de forma foi realizado em águas de rio e lago obtendo-se a remoção de coliformes e 100% na clarificação.