Eduardo Bessa Azevedo.

Este projeto objetiva estudar a degradação simultânea de dois antibióticos (cefalexina e norfloxacina), em efluente hospitalar simulado, por um sistema solar híbrido, acoplando-se um reator fotoquímico (Raceway Pond Reactor, com os processos fotocatálise heterogênea ou foto-Fenton) a outro eletroquímico. Todo o sistema reacional será autossustentável por contar com painéis solares que fornecerão a energia necessária para o seu funcionamento. O objetivo geral é remover a atividade antimicrobiana (testada contra Escherichia coli ATCC 25922 e Staphylococcus aureus ATCC 25923) do efluente tratado, no menor tempo e com o menor custo possível. O reator fotoquímico será fabricado em uma impressora 3D DLP. Como fotocatalisador, utilizar-se-á um material responsivo à luz visível (WO3/g-C3N4) suportado numa estrutura cerâmica macroporosa de TiO2. O processo foto-Fenton será avaliado sem e com o uso de quelantes (citrato e/ou tartarato). Todos os resultados serão normalizados pela dose de energia incidente (medida com um espectrorradiômetro) e a operação do sistema reacional otimizada pela metodologia de superfícies de resposta. O reator eletroquímico será uma célula de fluxo do tipo filtro-prensa de compartimento único - anodo tipo MOM (Ti/Ru0.3Ti0.7O2) e catodo de malha de titânio. Sua entrada será acoplada à saída do reator fotoquímico. As concentrações dos antibióticos serão determinadas por um método cromatográfico multirresíduo. A cinética de degradação de cada um dos antibióticos será determinada e os produtos de degradação identificados por espectrometria de massas, após as amostras terem sido preparadas por extração em fase sólida. A ecotoxicidade e a lipofilicidade dos produtos formados serão estimadas in silico (ECOSAR 2.0 e Chemicalize).

A meta basal do INCT C@MP é concatenar ações estratégicas de seus membros para catalisar a transição da lógica linear (cradle-to-grave) para a lógica circular (cradle-to-cradle) na cadeia de produção, transformação, consumo e destinação de materiais poliméricos, considerando sua pegada ambiental, mas sem negligenciar suas mais variadas demandas tecnológicas e aplicações. Objetiva-se que a equipe do INCT C@MP atue de forma coordenada e retroalimentada para desacelerar a abstração de recursos naturais virgens e finitos para a produção de polímeros, suprimir a abordagem descartável de plásticos de uso único, promover a recuperação e o reuso de artefatos plásticos pelo projeto centrado na circularidade e na melhoria das propriedades para aumento do ciclo de vida e, por fim, fomentar a circulação dos plásticos e de seus átomos constituintes no ciclo econômico em detrimento de sua disposição imediata no ciclo biológico. Para fazê-lo de forma consistente e efetivamente gerar impacto em toda a cadeia do plástico e na sociedade, também objetivos genuínos do INCT C@MP, todas as ações serão alicerçadas em análises quantitativas e holísticas de impacto ambiental global, de viabilidade técnico-econômica e de riscos e efeitos colaterais, assim como integradas a um sólido plano de transbordamento do conhecimento.

Este projeto de pesquisa estudará a remoção de alguns dos pesticidas mais prevalentes em corpos d'água do Estado de São Paulo. Para tanto, dois processos serão acoplados em um único sistema reacional contínuo, sem reciclo, operado em estado estacionário: o processo ZVI (do inglês zero-valent iron, um processo redutivo) e um processo oxidativo avançado (produção do radical sulfato a partir do persulfato). Inicialmente, será desenvolvido um método cromatográfico multirresíduo capaz de identificar e quantificar simultaneamente os pesticidas selecionados. O sistema será objeto de uma otimização multivariada usando-se a Metodologia de Superfícies de Resposta, objetivando-se a maximização da remoção conjunta dos pesticidas. Além dos testes químicos necessários para o acompanhamento do desempenho do acoplamento, serão também realizados testes biológicos: ecotoxicologia (Raphidocelis subcapitata) e atividade estrogênica (MCF-7). Caso os pesticidas tenham sido removidos, mas ainda persista atividade biológica significativa no efluente tratado, a rotina de otimização será repetida com foco na redução desta atividade. Espera-se que este projeto tenha um grande impacto positivo ao propor um sistema de tratamento simples, de baixo custo, que dispensa a presença constante de operadores, para a remoção eficiente de pesticidas, um desafio atual nas ETAs e ETEs ao redor do mundo.

A portaria 1.122/2020 do MCTIC definiu como prioritários projetos de pesquisa voltados para cinco áreas específicas de tecnologias. Este projeto enquadra-se na área de Tecnologias para o Desenvolvimento Sustentável, nos itens tratamento de poluição e preservação ambiental, e na área de Tecnologias para Qualidade de Vida, no item segu-rança hídrica. Será estudada a remoção de alguns dos contaminantes de preocupação emergente mais prevalentes em corpos dágua do Estado de São Paulo. Para tanto, dois processos serão acoplados em um único sistema reacional contínuo, sem reciclo, operado em estado estacionário: o processo ZVI (do inglês zero-valent iron, um processo redutivo) e um processo oxidativo avançado (produção do radical sulfato a partir do persulfato). Uma solução contendo os contaminantes percolará através de um reator recheado de palha de aço, reagindo com ela. O Fe(II), produzido como resíduo dessa reação, será então usado para ativar o persulfato, transformando-o em radical sulfato. Inicialmente, será desenvolvido um método cromatográfico multirresíduo capaz de identificar e quantificar os contaminantes selecionados simultaneamente. O sistema será objeto de uma otimização multivariada usando-se a Metodologia de Superfícies de Resposta objetivando-se a maximização da remoção conjunta dos contaminantes. Além dos testes químicos necessários para o acompanhamento do desempenho do acoplamento, serão também realizados testes biológicos -- ecotoxicologia (Raphidocelis subcapitata) e atividade estrogênica (células MCF-7) --. Caso os contaminantes te-nham sido removidos, mas ainda persista atividade biológica significativa no efluente tratado, a rotina de otimização será repetida com foco na redução desta atividade. Espe-ra-se que o sistema de tratamento seja capaz de remover os contaminantes selecionados, sem que haja atividade biológica residual significativa. Espera-se, também, que o pro-jeto tenha um grande impacto positivo ao propor um sistema de tratamento simples, de baixo custo, que dispensa a presença constante de operadores, para a remoção eficiente de contaminantes de preocupação emergente, um desafio atual nas ETAs e ETEs ao redor do mundo.

Este projeto estudará a possibilidade do reúso de esgoto doméstico tratado, contendo ainda resíduos de fármacos e interferentes endócrinos, em irrigação e aquicultura. Optar-se-á por um processo oxidativo avançado de baixo custo e elevada eficiência (foto-Fenton solar) para este propósito. Nesse processo, será usado um reator parabólico composto (CPC, Compound Parabolic Concentrator). Será desenvolvido e validado um método analítico para identificar e quantificar os micropoluentes, empregando-se SPE, GC-MS ou LC-MS; otimizada a degradação através de planejamentos experimentais (fatorial e composto central); e avaliada a inativação dos micropoluentes, baseando-se em testes ecotoxicológicos (Lactuca sativa), testes de atividade estrogênica (células MCF-7) e testes de atividade antimicrobiana (Escherichia coli). Espera-se que o tratamento proposto possibilite o reúso seguro de esgoto doméstico tratado em irrigação e aquicultura.

Os quimioterápicos antimicrobianos são considerados contaminantes emergentes, com a capacidade de criar resistência em bactérias. Têm sido o foco de inúmeras pesquisas relacionadas a impactos ambientais na última década. No Brasil, as pesquisas sobre a sua ocorrência ambientes aquáticos continentais e costeiros são escassas. A cidade de Ubatuba tem uma densidade demográfica cinco vezes maior que a média nacional. Os rios Acaraú, Lagoa, Grande e Indaiá deságuam na Baía de Ubatuba, comprometendo a qualidade das suas águas. Esse trabalho propõe investigar a contribuição da descarga desses rios para a ocorrência e distribuição de quimioterápicos antimicrobianos (fluoroquinolonas e sulfonamidas) na Baía de Ubatuba. Será analisado um total de 48 amostras de água superficial. As coletas serão realizadas no período chuvoso/seco de 2013/2014. Para a determinação e quantificação dos fármacos será aplicada a metodologia SPE/LC-MS. As características físico-químicas, fósforo total, nitrogênio Kjedahl, Carbono Orgânico Total (COT) e metais tóxicos também serão determinados para a melhor caracterização das águas da região. A distribuição espaço-temporal dos fármacos e a possível associação com os demais dados investigados será avaliada através de técnicas quimiométricas (PCA e MCR-ALS) visando à extração da maior quantidade possível de informações.

O projeto visa, numa primeira etapa, quantificar a presença de alguns metais (alumínio, cádmio, chumbo, ferro, manganês e zinco) em águas de abastecimento da cidade do Rio de Janeiro, desde a Estação de Tratamento de Águas (ETA-Guandu, CEDAE) até seu consumo em domicílios situ-ados na cidade do Rio de Janeiro, assim como em águas minerais de grande consumo na cidade. Utilizando-se, como referências, as legislações brasileira e internacional que tratam de padrões de potabilidade, objetiva-se a pesquisa de resinas que possam reduzir a níveis não tóxicos a presença desses metais em águas de abastecimento. Essa pesquisa é de grande relevância tecnológica e comercial, pois permitirá o desenvolvimento de filtros domésticos que acoplem os tratamentos biológico e químico, aumentando a potabilidade das águas de abastecimento.

O presente Projeto propõe o estudo da eficiência do acoplamento das micro-ondas a POAs para a destruição de corantes, preferencialmente do tipo azo, analisando-se: descoramento, mineralização, tempo de tratamento, aumento da biodegradabilidade, aumento do estado de oxidação do efluente e remoção de ecotoxicidade. O uso das micro-ondas vem de encontro a vários trabalhos na literatura que relatam o aumento da eficiência desse acoplamento e a resultados obtidos no Projeto que está em vigor. Esse estudo estaria em total aderência aos princípios da Química e Engenharia Verdes, ge-rando métodos de tratamento que efetivamente promovem a destruição do poluente (ao invés de apenas transferi-lo de fase) e, consequentemente, mais benignos para o meio ambiente.

Os avanços em Química Analítica e em Biologia Molecular permitiram a correlação entre compostos de origem antrópica em baixas concentrações e efeitos biológicos observados em seres humanos, organismos aquáticos e plantas. Atualmente sabe-se que várias classes de contaminantes são encontradas em águas superficiais, estações de tratamento de esgoto e de água e apresentam riscos mesmo em concentrações muito baixas (ng L-1). Os processos de tratamento biológico convencionais não conseguem remover completamente esses contaminantes. Nesse contexto, este Projeto pretende estudar as melhores condições de acoplamento entre um processo anaeróbio-aeróbio ao processo foto-Fenton homogêneo e o Fenton heterogêneo visando à degradação de fármacos de consumo elevado e que são frequentemente encontrados em esgoto sanitário. Os experimentos de degradação serão realizados com esgoto sanitário como matriz visando adequação à legislação vigente, bem como a produção de água de reuso. Os intermediários de degradação também poderão ser identificados, fornecendo informações para o melhoramento dos processos estudados, bem como possível correlação com os efeitos biológicos observados.

O objetivo geral deste Projeto é: Modificar a superfície de nanopartículas de TiO2 sintetizadas pela dopagem com ametais e realizar testes fotocatalíticos que comprovem a atividade das partículas. Em seguida, através do uso da técnica de ressonância magnética nuclear de sólidos (15N, 17O, 29Si, 47Ti e 49Ti) e de modelagem computacional, correlacionar os cálculos teóricos com os resultados obtidos experimentalmente. Os objetivos específicos são: (1) Preparação do catalisador (método sol-gel) e do catalisador codopado com Si e N (método glicotermal); (2) Caracterizar cristalográfica e texturalmente os catalisadores preparados; (3) Realizar testes catalíticos com os catalisadores preparados, com luz visível e solar; e (4) Otimizar metodologias de cálculo, por meio de parametrizações, com os métodos semi-empíricos Zindo e PM3 para o estudo dos catalisadores sólidos.

Estudar a degradação de corantes têxteis (ácidos e reativos) em meio aquoso através de Proces-sos Oxidativos Avançados (POAs), podendo ser por fotocatálise heterogênea (TiO2/UV) ou pela associação desta com micro-ondas ou ultrassom. Como objetivos específicos, têm-se; a) Esco-lhida a tecnologia a ser utilizada, estudar o efeito dos parâmetros reacionais (através de planejamento experimental) sobre o desempenho do tratamento; b) Otimizar o tratamento tendo em vista quatro variáveis-resposta: descoramento da mistura reacional, mineralização da matéria orgânica, aumento da biodegradabilidade e remoção da fitotoxicidade; c) Identificar os intermediários formados durante o processo oxidativo de forma a se determinar o mecanismo de degradação; d) Determinar a cinética da reação, estimando-se, numericamente, as constantes das taxas de degradação, de forma a que se possam comparar as eficiências relacionadas às diferentes estruturas químicas testadas.

O objetivo geral deste Projeto é: Estudar a degradação da microcistina-LR através da fotocatálise heterogênea solar, usando-se o TiO2 como fotocatalisador.
Os objetivos específicos são: (1) Estudar o efeito dos parâmetros reacionais (através de planejamento experimental) sobre o desempenho do tratamento. Os parâmetros que podem ser estudados são: pH, concentração inicial da microcistina, tipo de fotocatalisador, vazão de reciclo, presença/ausência de substância húmicas etc.; (2) Otimizar o tratamento tendo em vista três variáveis-resposta: remoção da microcis-tina-LR, mineralização da matéria orgânica e remoção da hepatotoxicidade; (3) Identificar os intermediários formados durante o processo oxidativo de forma a se determinar o mecanismo de degradação; e (4) Determinar a cinética da reação, estimando-se, numericamente, as constantes das taxas de degradação.

Este projeto fundamenta-se na necessidade de fortalecimento dos programas de PG existentes em regiões onde tais programas encontram-se em fase de consolidação. Aqui, a parceria de três IES, duas do Nordeste, sendo uma com seu programa consolidado, e outra com seu programa ainda em estruturação em termos de linhas de pesquisa, mais uma IES da região sudeste, apresentando proficiência na área de estudo pretendida: ecologia e meio ambiente. Através do desenvolvimento de cinco subprojetos, envolvendo estudantes de mestrado e de doutorado, será possível estabelecer um rol de técnicas analíticas para a determinação e o controle de resíduos de contaminantes de interesse ambiental e da saúde humana. A formação de recursos humanos e o estabelecimento de uma nova área de atuação, dentro do programa de PG em Química da UFMA é o maior foco deste projeto.