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Type: Dissertação
Title: Valoração de lodo de indústria de celulose para desenvolvimento de hidrogel com potencial para a adsorção de bromazepam em meio aquoso
Author: Brandler, Danieli
First advisor: Pasquali, Gean Delise Leal
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Korf, Eduardo Pavan
metadata.dc.contributor.referee1: Colpani, Gustavo Lopes
metadata.dc.contributor.referee2: Fornari, Arielle Cristina
Resume: A contaminação hídrica por resíduos farmacêuticos, especialmente benzodiazepínicos como o bromazepam (BZP), representa um desafio ambiental crítico devido à sua pseudopersistência e potenciais riscos neurotóxicos a organismos não-alvo. Diante da incapacidade dos tratamentos convencionais, este estudo estruturou-se em dois eixos principais. Inicialmente, uma revisão sistemática identificou uma lacuna crítica em bioadsorventes derivados de resíduos direcionados especificamente à remoção de fármacos. Em seguida, apresenta-se o desenvolvimento inédito de um hidrogel híbrido obtido via upcycling de lodo da indústria de papel e celulose em esferas reticuladas com alginato de sódio. O sequestro de BZP foi avaliado em cenários de 1 a 10 mg L-1. O material exibiu superfície filamentosa rugosa, rede porosa interconectada com textura mesoporosa (9,35 m² g-1) e caráter anfótero (pHPZC= 8,04). Os ensaios revelaram uma rápida absorção inicial atingindo a capacidade experimental de 0,26 mg g-1, com a equação de Elovich proporcionando o melhor ajuste estatístico (R² = 0,994; AIC = -56,9), confirmando a adsorção em sítios energeticamente heterogêneos e governada por um decaimento da taxa dependente da cobertura superficial. O equilíbrio foi descrito pelos modelos de Freundlich (25 °C) e Henry (temperaturas superiores), enquanto a regenerabilidade com HCl 0,1 M foi mantida por múltiplos ciclos. Estes resultados validam o potencial de hidrogéis derivados de resíduos industriais como uma estratégia sustentável de resíduo zero para a remediação de contaminantes emergentes, apoiando os objetivos da economia circular.
Abstract: Water contamination by pharmaceutical residues, particularly benzodiazepines such as bromazepam (BZP), represents a critical environmental challenge due to their pseudo-persistence and potential neurotoxic risks to non-target organisms. Addressing the limitations of conventional wastewater treatment plants, this study is structured across two primary pillars. Initially, a systematic review identified a significant knowledge gap regarding the application of waste-derived bioadsorbents specifically targeted for pharmaceutical sequestration. Subsequently, we present the unprecedented development of a hybrid hydrogel synthesized through the upcycling of pulp and paper industry sludge into -crosslinked sodium alginate beads. BZP sequestration was evaluated in scenarios 1 a 10 mg L-1. The material exhibited a rough filamentous surface and an interconnected 3D porous network with a mesoporous texture (SSA de 9,35 m² g-1) and an amphoteric character (pHPZC= 8,04). Kinetic assays revealed a rapid initial uptake reaching a maximum experimental capacity of 0.26 mg g-1, with the Elovich model providing the superior statistical fit (R² = 0,994; AIC = -56.9). This confirms that adsorption occurs on energetically heterogeneous sites governed by coverage-dependent rate decay. Equilibrium behavior followed the Freundlich regime at 25 °C and transitioned to a linear (Henry-type) partition-controlled mechanism at higher temperatures. Furthermore, efficient regeneration using 0.1 M HCl allowed for sustained performance across multiple cycles. These findings validate the potential of industrial waste-derived hydrogels as a sustainable, zero-waste strategy for emerging contaminant remediation, directly supporting circular economy objectives."
Keywords: Bromazepam;
Hidrogel derivado de resíduos;
Economia circular;
Dinâmica de adsorção;
Resíduo da indústria de celulose
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Fronteira Sul
Acronym of the institution: UFFS
College, Institute or Department: Campus Erechim
Name of Program of Postgraduate studies: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
Type of Access: Acesso Embargado
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/9633
Issue Date: Mar-2026
metadata.dc.level: Mestrado
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental

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