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A comissão europeia (CE) identificou as substâncias poli- e perfluoroalquil (PFAS) como contaminantes prioritários dentro da estratégia para um ambiente livre de compostos tóxicos, com a nova diretiva para águas para consumo a entrar em vigor no início de 2021 e a propor um valor paramétrico para PFAS totais e para o somatório de PFAS . A 22 de Fevereiro de 2021 a Agência para a Proteção do Ambiente dos EUA reemitiu o regulamento para a determinação de contaminantes na quarta lista de contaminantes candidatos, criando regulamentos para dois contaminantes na classe dos PFAS, o ácido perfluorooctanosulfónico (PFOS) e o ácido perfluorooctanóico (PFOA). A estratégia para um uso sustentável de PFAS requer em combinação com o avanço de práticas de monitorização, gestão e regulamentação, o desenvolvimento de soluções alternativas para a mitigação de casos de contaminação de águas. A grande variedade de fontes de contaminação, a sua mobilidade ambiental, e a sua persistência, são extremamente impactantes na eficiência das estratégias que almejam o seu tratamento nos pontos de origem. As estações de tratamento de águas conseguem apenas atingir remoções cuja eficiência é discutível, com remoções completas apenas a serem evidentes em estações com recurso a sistemas de ultrafiltração ou de osmose inversa. Assim, não existe atualmente nenhuma solução para o tratamento de águas contaminadas com PFAS que não requeira a produção de efluentes secundários concentrados ou a sua acumulação em adsorbentes que requerem tratamentos subsequentes.
A equipa do F-CAT propõe um estudo sistemático de processos catalíticos de defluorização como um caminho para uma solução sustentável para a mitigação da contaminação por PFAS. A proposta procura ultrapassar dificuldades nos processos de defluorização de PFAS através da clarificação dos mecanismos reacionais envolvidos, utilizando catalisadores desenhados com vista à otimização da sua eficiência e conversão completa de PFAS em água. A sua conv  |
Resumo
A comissão europeia (CE) identificou as substâncias poli- e perfluoroalquil (PFAS) como contaminantes prioritários dentro da estratégia para um ambiente livre de compostos tóxicos, com a nova diretiva para águas para consumo a entrar em vigor no início de 2021 e a propor um valor paramétrico para PFAS totais e para o somatório de PFAS . A 22 de Fevereiro de 2021 a Agência para a Proteção do Ambiente dos EUA reemitiu o regulamento para a determinação de contaminantes na quarta lista de contaminantes candidatos, criando regulamentos para dois contaminantes na classe dos PFAS, o ácido perfluorooctanosulfónico (PFOS) e o ácido perfluorooctanóico (PFOA). A estratégia para um uso sustentável de PFAS requer em combinação com o avanço de práticas de monitorização, gestão e regulamentação, o desenvolvimento de soluções alternativas para a mitigação de casos de contaminação de águas. A grande variedade de fontes de contaminação, a sua mobilidade ambiental, e a sua persistência, são extremamente impactantes na eficiência das estratégias que almejam o seu tratamento nos pontos de origem. As estações de tratamento de águas conseguem apenas atingir remoções cuja eficiência é discutível, com remoções completas apenas a serem evidentes em estações com recurso a sistemas de ultrafiltração ou de osmose inversa. Assim, não existe atualmente nenhuma solução para o tratamento de águas contaminadas com PFAS que não requeira a produção de efluentes secundários concentrados ou a sua acumulação em adsorbentes que requerem tratamentos subsequentes.
A equipa do F-CAT propõe um estudo sistemático de processos catalíticos de defluorização como um caminho para uma solução sustentável para a mitigação da contaminação por PFAS. A proposta procura ultrapassar dificuldades nos processos de defluorização de PFAS através da clarificação dos mecanismos reacionais envolvidos, utilizando catalisadores desenhados com vista à otimização da sua eficiência e conversão completa de PFAS em água. A sua conversão total em ácidos carboxílicos (ou perfluorados quando se atinge uma conversão parcial) é uma solução para atingir a sua completa mineralização quando aplicados em conjunto com técnicas de oxidação avançadas, como por exemplo a ozonização catalítica. Um sistema catalítico heterogéneo apresenta vantagens que já têm sido demonstradas na remoção de poluentes inorgânicos. Este tipo de sistemas pode atingir a remoção completa de contaminantes tais como bromato, nitrato, e perclorato sem a produção de correntes secundárias concentradas ou sem necessitar de tratamentos posteriores para degradar contaminantes capturados. Adicionalmente, um sistema catalítico heterogéneo utilizando um agente redutor externo pode ser facilmente dimensionado para uma aplicação industrial, o que coloca este tipo de sistemas como uma alternativa atraente para a mitigação de contaminações de difícil resolução, evitando diversas limitações que se encontram no desenho de reatores para por exemplo processos eletroquímicos ou de fotocatálise.
As cinétias de reação atualmente reportadas para a dehalogenização de PFAS a temperatura e pressão ambiente são notoriamente lentas, com as constantes de reação a serem geralmente calculadas com ordens de magnitude por-dia. Sugere-se que o passo limitante para esta reação é a clivagem da ligação formada pela complexação com o catalisador no estado reduzido, que é mediada pela transferência de um protão e que resulta na libertação de um ião F-. A estratégia proposta pelo F-CAT beneficia dos conhecimentos da equipa no desenho de sistema catalíticos que promovem a redução catalítica de contaminantes em águas. A combinação de catalisadores de hidrodefluoração (HDF) com catalisadores capazes de quebrar a ligação molecular do hidrogénio tem o potencial para incrementar a cinética de reação através do aumento da disponibilidade de protões e eletrões, em particular quando utiliza uma fonte externa de hidrogénio (ou seja, alimentado ao sistema). Adicionalmente, a escolha e a modificação de um suporte catalítico adequado permite um incremento adicional às cinéticas de reação ao proporcionar uma plataforma para a migração de eletrões e protões entre os centros catalíticos. |