Use este identificador para citar ou linkar para este item:
https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35570
Tipo: | Dissertação |
Título: | Análise da qualidade da água e identificação de contaminantes emergentes no estuário do Rio Paraíba-PB |
Autor(es): | Ramalho, Raissa Tavares Estevam |
Primeiro Orientador: | Gomes, Ulrich Vasconcelos da Rocha |
Primeiro Coorientador: | Moreira, Edilene Dantas Teles |
Resumo: | A água é um recurso essencial, com grande valor econômico, social e ambiental. O aumento global no consumo de água doce, impulsionado pelo crescimento populacional e pelo desenvolvimento econômico, impacta negativamente sua qualidade. O lançamento de esgoto em rios é uma prática global que ameaça a saúde dos ecossistemas aquáticos e das comunidades que dependem dessas águas. No Brasil, apesar das leis e resoluções que regulamentam a qualidade da água e o tratamento de efluentes, apenas uma parte da população tem acesso ao tratamento de esgoto. No estado da Paraíba, a situação é preocupante devido à cobertura insuficiente na coleta e tratamento de esgoto, resultando em significativa poluição dos corpos de água. O Rio Paraíba, essencial para o abastecimento, agropecuária, pesca e recreação, enfrenta graves desafios causados pela poluição e pelas atividades antrópicas. O estudo avaliou a qualidade da água no baixo curso do Rio Paraíba, utilizando análises físicas, químicas e microbiológicas, além das técnicas de Infusão Direta em Espectrometria de Massa (DIMS) e Cromatografia Líquida de Ultra eficiência (UFLC). A metodologia desenvolvida avançou na detecção e caracterização de contaminantes, destacando a importância de técnicas analíticas para monitorar e proteger ecossistemas aquáticos. Os resultados mostraram que a baixa concentração de oxigênio dissolvido e os altos níveis de coliformes termotolerantes indicam condições críticas, com riscos à saúde pública e ao meio ambiente aquático. A análise dos pontos a montante e a jusante da Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) revelou variações significativas nos parâmetros de qualidade da água, com baixa qualidade de oxigênio e alta carga de coliformes na área a jusante e montante. Para as amostras do Rio Paraíba, as metodologias DIMS e UFLC, combinadas com Extração em Fase Sólida (SPE), identificaram contaminantes emergentes como bisfenol-A, lidocaína, ractopamina, venlafaxina, paracetamol, ibuprofeno, diazinona, cafeína, histamina e piocianina. A análise das propriedades Logaritmo do Coeficiente de Partição Óleo-Água (LogP) e da Área de Superfície Polar Total (tPSA) revelou o potencial de bioacumulação dos compostos. Além disso, os resultados estatisticamente significativos, alcançados na quantificação do teor de cafeína nas águas do Rio Paraíba por meio do uso da cromatografia UFLC-UV-Vis, evidenciam a precisão da análise. Conforme evidenciado pela Análise de Variância (ANOVA), o modelo obteve alta significância da regressão, com F-calculado (7353,60 x 10³) superior ao F-crítico (4,24), o que demonstra a adequação do modelo. Além disso, a ausência de falta de ajuste, confirmada pelo F-calculado (0,4444) inferior ao F-crítico (2,58), reforça a robustez do modelo construído, resultando na quantificação precisa de cafeína em amostras ambientais. Os resultados de previsão foram extremamente satisfatórios, alcançando valores da Raiz do Erro Quadrático Médio da Previsão (RMSEP) iguais a 0,14 mg L-1 e do Erro Relativo de Predição (REP) de 9,49%, respectivamente, comprovando a eficácia do método, mesmo na presença de interferentes nas amostras de água do Rio Paraíba. O estudo contribui diretamente para os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS), especialmente o ODS 14, que visa assegurar a vida na água, ao identificar contaminantes que são tóxicos ao ecossistema aquático e à população que utiliza os serviços ecossistêmicos fornecidos pelo Rio Paraíba. |
Abstract: | Water is an essential resource with significant economic, social, and environmental value. The global increase in freshwater consumption, driven by population growth and economic development, negatively impacts its quality. The discharge of wastewater into rivers is a global practice that threatens the health of aquatic ecosystems and the communities that depend on these waters. In Brazil, despite laws and regulations that govern water quality and effluent treatment, only a portion of the population has access to wastewater treatment. In the state of Paraíba, the situation is concerning due to insufficient coverage in sewage collection and treatment, resulting in significant pollution of water bodies. The Paraíba River, essential for water supply, agriculture, and recreation, faces severe challenges caused by pollution and anthropogenic activities. This study evaluated water quality in the lower course of the Paraíba River using physical, chemical, and microbiological analyses, as well as techniques such as Direct Infusion Mass Spectrometry (DIMS) and Ultra-fast liquid chromatography (UFLC). The developed methodology advanced the detection and characterization of contaminants, emphasizing the importance of analytical techniques in monitoring and protecting aquatic ecosystems. The results revealed that low dissolved oxygen concentrations and high levels of thermotolerant coliforms indicate critical conditions, posing risks to public health and the aquatic environment. The analysis of upstream and downstream points of the Sewage Treatment Plant (STP) demonstrated significant variations in water quality parameters, with low oxygen levels and high coliform loads in the downstream area. For the samples collected from the Paraíba River, the DIMS and UFLC methodologies, combined with Solid-Phase Extraction (SPE), identified emerging contaminants such as bisphenol A, lidocaine, ractopamine, venlafaxine, paracetamol, ibuprofen, diazinon, caffeine, histamine, and pyocyanin. Analyzing the Logarithm of the Octanol-Water Partition Coefficient (LogP) and Total Polar Surface Area (tPSA) properties revealed the bioaccumulation potential of the compounds. Additionally, statistically significant results obtained in the quantification of caffeine in the waters of the Paraíba River, using UFLC-UV-Vis chromatography, highlighted the precision of the analysis. As evidenced by the Analysis of Variance (ANOVA), the model showed high regression significance, with a calculated F-value (7353.60 x 10³) exceeding the critical F-value (4.24), demonstrating the adequacy of the model. Furthermore, the absence of lack-of-fit, confirmed by a calculated F-value (0.4444) lower than the critical F-value (2.58), reinforces the robustness of the constructed model, resulting in the precise quantification of caffeine in environmental samples. The predictive results were highly satisfactory, achieving Root Mean Square Error of Prediction (RMSEP) values of 0.14 mg L-1 and Relative Error of Prediction (REP) of 9.49%, respectively, demonstrating the method's efficacy, even in the presence of interferents in the water samples from the Paraíba River. This study directly contributes to the Sustainable Development Goals (SDGs), particularly SDG 14, which aims to ensure life below water, by identifying contaminants that are toxic to aquatic ecosystems and the population that relies on the ecosystem services provided by the Paraíba River. |
Palavras-chave: | Ecossistema aquático - Rio Paraíba Contaminantes emergentes Poluição ambiental Qualidade da água - Monitoramento Gestão sustentável - Políticas Emerging contaminants Environmental pollution Water quality Advanced analytical techniques |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Gerenciamento Ambiental |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil |
URI: | http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/ |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35570 |
Data do documento: | 13-Fev-2025 |
Aparece nas coleções: | Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) - Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
RaissaTavaresEstevamRamalho_Dissert.pdf | 3,96 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Este item está licenciada sob uma
Licença Creative Commons