Gabrielli, M., Delli Compagni, R., Gusmaroli, L., Malpei, F., Polesel, F., Buttiglieri, G., Antonelli, M., Turolla, A. (2023). Modelling and prediction of the effect of operational parameters on the fate of contaminants of emerging concern in WWTPs. Science of the Total Environment 856(2), 159200. (link)

Título

Modelling and prediction of the effect of operational parameters on the fate of contaminants of emerging concern in WWTPs

(Modelagem e previsão do efeito de parâmetros operacionais no destino de contaminantes de preocupação emergente em ETARs)

Resumo

TRADUÇÃO LIVRE

As estações de tratamento de águas residuais (ETARs) fornecem uma barreira contra a descarga de contaminantes de preocupação emergente (CECs) no meio ambiente. A remoção de CECs é altamente específica para ETARs e os mecanismos subjacentes ainda são pouco compreendidos, dificultando a otimização das etapas de tratamento biológico para sua remoção. Para preencher essa lacuna de conhecimento, avaliamos a influência de quatro parâmetros operacionais do tratamento biológico de lodo ativado, a saber, sólidos suspensos totais, temperatura, pH e condições redox, na sorção e biodegradação de quatro CECs sob condições controladas de laboratório. O Design de Experimentos foi usado para abordar melhor os fatores que influenciam a remoção de CECs e as interações entre os parâmetros operacionais. Os modelos estatísticos derivados mostraram resultados em concordância com estudos anteriores e indicaram como a sorção e a biodegradação dos CECs investigados dependem da maioria dos parâmetros testados e de poucas de suas interações. As previsões dos modelos desenvolvidos foram comparadas com valores da literatura, indicando como os parâmetros testados são responsáveis ​​pela maior parte da variabilidade da sorção, enquanto eles não puderam generalizar de forma confiável as taxas de biodegradação. Os modelos desenvolvidos também foram implementados como uma extensão de um modelo de tratamento biológico mecanicista, descrevendo com sucesso o comportamento dinâmico de uma ETAR de grande escala, que foi observado durante uma campanha de monitoramento contínuo de três dias. Comparado a uma abordagem de modelagem tradicional, a que inclui os modelos desenvolvidos mostrou em média uma redução de incerteza quase três vezes maior, favorecendo seu uso para auxiliar os gerentes e reguladores de ETAR a melhorar a avaliação do destino e remoção de CEC. Finalmente, os modelos destacaram que, embora temperaturas mais altas e concentrações de sólidos favoreçam genericamente a remoção de CECs, a eficiência da remoção varia significativamente devido aos parâmetros operacionais e não existem condições globalmente ótimas para a remoção de CECs. O uso desses modelos abre as portas para o gerenciamento dinâmico combinado de contaminantes tradicionais e CECs em ETARs.

Artigo publicado no jornal Science of The Total Environment, o site Science Direct.