Avaliação da contaminação no rio Paraíba do Sul por bisfenol A (BPA) e da sua remoção por adsorção

Abstract

Este estudo investigou a contaminação por Bisfenol A (BPA) no trecho paulista do rio Paraíba do Sul e propôs um tratamento avançado para sua remoção usando a casca da semente de Moringa oleifera como adsorvente. A contaminação por BPA foi quantificada em cinco pontos de captação de água para abastecimento público nos municípios de Santa Branca, Jacareí, São José dos Campos, Tremembé e Aparecida, além de um ponto na cidade de Queluz, ao longo de 2022, com concentrações variando de 11,1 a 116,9 ng L-1, e correlacionada com parâmetros físico-químicos, microbiológicos e bioanalíticos da qualidade da água. A atividade estrogênica foi confirmada em 50% das amostras analisadas, variando de 0,12 a 1,36 ng L-1 de equivalente de estradiol, indicando a presença de múltiplos compostos que contribuem para os efeitos estrogênicos. A avaliação do índice de qualidade da água (IQA) revelou qualidade comprometida nos locais estudados, principalmente no período chuvoso. A correlação entre os parâmetros IQA, concentração de BPA e atividade estrogênica sugere que os compostos desreguladores endócrinos impactam a qualidade da água, condição exacerbada pela infraestrutura inadequada de tratamento de águas residuais. O estudo também investigou a remoção de BPA da água usando casca de semente de Moringa oleifera modificada (H-MOH300) como um adsorvente ecológico. As cascas das sementes foram ativadas quimicamente com ácido fosfórico e tratadas termicamente a 300°C. O processo de ativação resultou em um material com área superficial específica de BET de 380 m² g-1 e volume total de poros de 0,282 cm³ g-1. O modelo de isoterma de Langmuir descreveu o processo de adsorção com maior precisão, mostrando capacidade máxima de adsorção de 27,5 mg g-1 a 22°C. A análise termodinâmica revelou que a adsorção foi espontânea e endotérmica, impulsionada principalmente por interações eletrostáticas e π-π. Estudos de regeneração indicaram que a H-MOH300 poderia ser efetivamente reutilizada, sugerindo seu potencial como adsorvente sustentável para remoção de BPA. Este trabalho destaca a necessidade de contínuo monitoramento de contaminantes emergentes em corpos hídricos e a utilidade dos resíduos agrícolas para a remediação ambiental, fornecendo uma solução econômica para a contaminação da água por poluentes emergentes, como o BPA.

This study investigated Bisphenol A (BPA) contamination in the São Paulo stretch of the Paraíba do Sul River and proposed an advanced treatment for its removal using Moringa oleifera seed husk as an adsorbent. BPA contamination was quantified at five water catchment sites for public drinking water supply in the municipalities of Santa Branca, Jacareí, São José dos Campos, Tremembé, and Aparecida, as well as one site in the city of Queluz throughout 2022, with concentrations ranging from 11.1 to 116.9 ng L-1, and correlated with physicochemical, microbiological, and bioanalytical water quality parameters. Estrogenic activity was confirmed in 50% of the analyzed samples, ranging from 0.12 to 1.36 ng L-1 estradiol-equivalent, indicating the presence of multiple compounds contributing to estrogenic effects. The water quality index (WQI) evaluation revealed compromised quality at the studied locations, particularly during the rainy season. The correlation between WQI parameters, BPA concentration, and estrogenic activity suggests that endocrine-disrupting compounds impact water quality, exacerbated by inadequate wastewater treatment infrastructure. The study also investigated the removal of BPA from water using modified Moringa oleifera seed husk (H-MOH300) as an eco-friendly adsorbent. The seed husks were chemically activated with phosphoric acid and thermally treated at 300°C. The activation process resulted in a material with a BET specific surface area of 380 m² g-1 and a total pore volume of 0.282 cm³ g-1. The Langmuir isotherm model best described the adsorption process, showing a maximum adsorption capacity of 27.5 mg g-1 at 22°C. Thermodynamic analysis revealed that the adsorption was spontaneous and endothermic, primarily driven by electrostatic and π-π interactions. Regeneration studies indicated that H-MOH300 could be effectively reused, suggesting its potential as a sustainable adsorbent for BPA removal. This work highlights the need for continuous monitoring of emerging contaminants in water bodies and the utility of agricultural residues for environmental remediation, providing an economical solution for water contamination by emerging pollutants such as BPA.