Remoção de microplásticos no tratamento de água utilizando a semente de Moringa oleifera como coagulante natural

Abstract

Diante dos efeitos deletérios causados pelos microplásticos (MPs) encontrados em distintos compartimentos ambientais, estudos ainda incipientes vêm buscando avaliar a eficiência de sua remoção no tratamento de água. Deste modo, a partir da realização de ensaios de jar test, o presente trabalho objetivou aferir a eficiência de remoção de microplásticos de policloreto de vinila (MP-PVC, 106 μm) utilizando um coagulante natural, a semente de Moringa oleifera. Adotando-se uma concentração inicial de 30,0 mg/L do MP-PVC, a avaliação de sua remoção foi efetuada mediante a averiguação da redução de turbidez, dada a correlação reportada entre estas variáveis. Assim, foram estudados os efeitos do uso da farinha da semente de M. oleifera (F-SMO, 0 a 110 mg/L) e do extrato salino da farinha 1% (m/v) (ESF-SMO, 0 a 50 mg/L). Com a constatação de que a F-SMO não exerceu efeitos de remoção nas dosagens abrangidas, foram avaliados os efeitos de diferentes valores de pH de coagulação e do uso de coagulantes auxiliares em conjunto com o ESF-SMO para a remoção do MP-PVC. Nessa conjuntura, foram aplicados um floculante natural (Alginato de Sódio, AS) e um floculante sintético (Poliacrilamida Aniônica, PAM), adotando-se as concentrações de 0 a 1 mg/L. Como resultado, verificou-se que o ESF-SMO foi capaz de promover uma remoção máxima de 69,0 ± 1,7% (50 mg/L) com uma velocidade de sedimentação de 0,12 cm.min-1, sendo observado que cerca de 50% do MP-PVC pôde ser removida mesmo na ausência do coagulante. Complementarmente, a análise dos resultados de pH indicou que o ESF-SMO não alterou significativamente o pH da água tratada, sendo capaz de atuar com um bom desempenho para o intervalo de pH de 6 a 9. Por fim, constatou-se que a adição de 0,6 mg/L dos polieletrólitos em conjunto com 50 mg/L do ESF-SMO em pH neutro potencializou a remoção de MP-PVC, atingindo valores de 81,2 ± 3,0 % e 85,6 ± 1,5% para o PAM e o AS, respectivamente. Contudo estes resultados foram novamente obtidos com uma velocidade baixa de sedimentação (0,12 cm.min-1), o que evidenciou que, embora tenha apresentado um potencial para a remoção de MP-PVC, é necessário o desenvolvimento de otimizações que promovam um incremento do tamanho e da densidade dos flocos formados com o uso deste biocoagulante, a fim de compatibilizar a velocidade terminal dos flocos com as taxas de aplicação superficial usualmente empregadas em decantadores convencionais.

Given the harmful effects caused by microplastics (MPs) found in different environmental compartments, studies that are still incipient are seeking to evaluate the efficiency of their removal in water treatment. Therefore, by carrying out jar test tests, the present work aimed to measure the removal efficiency of polyvinyl chloride microplastics (MP-PVC, 106 μm) using a natural coagulant, the Moringa oleifera seed. Adopting an initial concentration of 30.0 mg/L of MP-PVC, the evaluation of its removal was carried out by investigating the reduction in turbidity, given the reported correlation between these variables. Thus, the effects of using M. oleifera seed flour (F-SMO, 0 to 110 mg/L) and saline flour extract 1% (m/v) (ESF-SMO, 0 to 50 mg) were studied. /L). With the finding that F-SMO did not exert removal effects in the dosages covered, the effects of different coagulation pH values and the use of auxiliary coagulants in conjunction with ESF-SMO for the removal of MP-PVC were evaluated. At this juncture, a natural flocculant (Sodium Alginate, AS) and a synthetic flocculant (Anionic Polyacrylamide, PAM) were applied, adopting concentrations of 0 to 1 mg/L. As a result, it was found that ESF-SMO was able to promote a maximum removal of 69.0 ± 1.7% (50 mg/L) with a sedimentation speed of 0.12 cm.min-1, being observed that around 50% of the MP-PVC could be removed even in the absence of coagulant. Additionally, the analysis of the pH results indicated that the ESF-SMO did not significantly change the pH of the treated water, being able to perform with good performance for the pH range from 6 to 9. Finally, it was found that the addition of 0.6 mg/L of polyelectrolytes together with 50 mg/L of ESF-SMO at neutral pH enhanced the removal of MP-PVC, reaching values of 81.2 ± 3.0 % and 85.6 ± 1.5 % for PAM and AS, respectively. However, these results were again obtained with a low sedimentation speed (0.12 cm.min-1), which showed that, although it presented a potential for removing MP-PVC, it is necessary to develop optimizations that promote a increase in the size and density of the flakes formed with the use of this biocoagulant, in order to make the terminal velocity of the flakes compatible with the surface application rates usually used in conventional decanters.