Remoção de ácido perfluorooctanoico (PFOA) da água ultrafiltrada da ETA Lago Norte por adsorção em carvões ativados comercializados no Brasil : ensaios de adsorção em escala de bancada

Abstract

As substâncias per e polifluoroalquil (PFAS), amplamente utilizadas na indústria por suas propriedades químicas (estabilidade térmica e química; repelência à água e óleo), têm despertado grande preocupação devido à sua persistência no meio ambiente e aos potenciais efeitos adversos à saúde humana. Diante desse cenário, a remoção de PFAS da água para consumo humano torna-se essencial para a segurança sanitária. Este trabalho avaliou a eficiência de remoção do ácido perfluorooctanoico (PFOA) da água ultrafiltrada da ETA Lago Norte utilizando carvões ativados granulares (CAG) de origem vegetal (casca de coco, COCO) e mineral (carvão betuminoso, BETM). Para isso, foram realizados ensaios em reatores agitados em batelada para avaliação da cinética de adsorção, eficiência de adsorção, capacidade máxima de adsorção e influência das características dos carvões. Foram utilizados dois métodos analíticos para quantificação do PFOA: fluorescência e cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS). Os resultados mostraram que o carvão COCO atingiu o equilíbrio entre 256 e 512 minutos, enquanto o carvão BETM não alcançou o equilíbrio mesmo após 1024 minutos. Além disso, o modelo de pseudo-segunda ordem apresentou o melhor ajuste para ambos os carvões, sugerindo que o principal mecanismo de adsorção envolve interações químicas (quimiossorção). Nos ensaios de adsorção para avaliação da eficiência de adsorção, realizados com tempo de contato de 270 minutos, o modelo de Langmuir apresentou o melhor ajuste para o carvão BETM, sugerindo que a adsorção ocorreu principalmente em monocamada, diferente de COCO, em que o melhor ajuste, embora não satisfatório, foi usando o modelo de Freundlich, com adsorção multicamada. O carvão BETM mostrou maior eficiência de remoção de PFOA em concentrações a partir de 50 mg/L, com uma capacidade máxima de adsorção estimada de 42,58 mg/g (LC-MS/MS), devido à sua maior área superficial (880 m²/g) e maior volume total de poros (0,473 cm³/g) em comparação com o carvão COCO (673 m²/g e 0,345 cm³/g, respectivamente). A comparação entre os métodos analíticos mostrou que o método de fluorescência tende a superestimar ou subestimar os valores de concentração de PFOA, dependendo do experimento, sendo recomendado para estudos de caráter preliminar.