Occurrence and removal of emerging contaminants by conventional water and wastewater treatments

Orientador: Wilson de Figueiredo JardimTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuímicaResumo: Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência dos tratamentos empregados em cinco estações de tratamento de esgoto (ETE) e duas estações de tratamento de água (ETA) na remoção dos hormônios endógenos estrona (E1), 17?-estradiol (E2), estriol (E3), testosterona (TTN) e progesterona (PROG), hormônios sintéticos 17a-etinilestradiol (EE2), dietilestilbestrol (DES), norgestrel (NGT) e mestranol (MEE), produtos de uso industrial bisfenol A (BPA), fenolftaleína (PhPh), n-nonilfenol (nNP), n-octilfenol (nOP) e triclosan (TCS), o fármaco cafeína (CAF) e o pesticida atrazina (ATZ). Foi possível quantificar BPA, E1, E3, CAF e ATZ em esgoto bruto e BPA, E1, CAF e ATZ em água bruta. Para cada composto, tanto os tratamentos realizados pelas ETE quanto os realizados pelas ETA apresentaram eficiências de remoção variáveis. A cafeína foi o composto-alvo mais frequentemente encontrado nas amostras, sendo escolhida como indicador químico para avaliar a eficiência dos tratamentos. Foi encontrada uma taxa média de 99% para a remoção de CAF pelas ETE, sendo as etapas com tratamentos biológicos as mais eficientes. Os tratamentos anaeróbios apresentaram remoções médias superiores a 80% na remoção de CAF, e os tratamentos aeróbios foram capazes de remover cerca de 20% da carga do composto. Nas ETE, os tratamentos de coagulação e desinfecção foram pouco eficientes nas remoções dos compostos-alvo. Já para as ETA, foram observadas remoções de até 80% de CAF pelos tratamentos empregados, sendo a etapa de coagulação a responsável pela maior remoção de CAF da água bruta. A etapa de filtração em carvão ativado apresentou eficiências de remoção menores que 10%, enquanto a desinfecção demonstrou baixa eficiência na remoção de CAF. Na cidade de São José do Rio Preto ¿ SP foi possível quantificar, ao menos uma vez, BPA, E1, E3, PhPh, CAF, TCS e ATZ em água superficial, BPA, TCS e CAF em água subterrânea e BPA, CAF e ATZ em água de abastecimento.Abstract: Water and wastewater conventional treatments are often considered inefficient to remove micropollutants. The aim of this work was to evaluate the removal efficiency of the endogenous hormones estrone (E1), 17? estradiol (E2), estriol (E3), testosterone (TTN), and progesterone (PROG), the synthetic hormones 17a-ethinylestradiol (EE2), diethylstilbestrol (DES), norgestrel (NGT), and mestranol (MEE), the industrial chemicals bisphenol A (BPA), phenolphthalein (PhPh), n nonylphenol (nNP), n octylphenol (nOP), and triclosan (TCS), the pharmaceutical caffeine (CAF), and the pesticide atrazine (ATZ) by five wastewater treatment plants (WWTP) and two drinking water treatment plants (DWTP). The target compounds BPA, E1, E3, CAF, and ATZ were found in raw sewage, while BPA, E1, CAF, and ATZ in raw water. Both WWTP and DWTP treatments presented variable removal efficiency. Caffeine was the target compound more often detected in samples, thus it was chosen as a chemical indicator to evaluate treatment efficiencies. The average removal of CAF by WWTP was 99%, in which the biological treatment was more efficient. The anaerobic treatment presented an average removal of CAF above 80%, and around 20% for the aerobic treatments. Coagulation and disinfection treatments of WWTP showed low efficiency to remove the target compounds. DWTP treatment efficiency reached up to 80% removal, with coagulation step presenting highest removals of CAF. The activated carbon filtration showed removal efficiency under 10%, whereas the disinfection step presented low efficiency to remove CAF. At São José do Rio Preto city were found, at least once, BPA, E1, E3, PhPh, CAF, TCS, and ATZ in surface water; BPA, TCS, and CAF in groundwater, and BPA, CAF, and ATZ in drinking waterDoutoradoQuimica AnaliticaDoutor em Ciência