JULIANA DE CARVALHO IZIDORO

JULIANA DE CARVALHO IZIDORO

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Remoção de césio-137 em efluentes por adsorção em zeólita A sintetizadas a partir das cinzas do bagaço de cana-de-açúcar
2023 - ARAUJO, M.S.; COSTA E SILVA, D.L.; IZIDORO, J.; MELLO-CASTANHO, S.; FUNGARO, D.A.
Em decorrência do uso crescente de tecnologias com atividade nuclear, está a geração de rejeitos contaminados, em particular, os efluentes os quais representam grandes volumes de água contendo radionuclídeos ainda ativos em dispersão. Dentre os radionuclídeos gerados, o césio-137 (137Cs) está entre os mais preocupantes pelo fato de ser um emissor de raios gama e, ser também, um dos isótopos mais abundantes nos rejeitos radioativos da atividade nuclear e possuir meia-vida relativamente longa (30,4 anos). Atualmente, a adsorção é um dos métodos mais atraentes para a retenção de 137Cs em termos do bom desempenho de remoção de maneira segura. Vários materiais adsorventes inorgânicos têm sido amplamente utilizados, tendo destaque as zeólitas, que devido ao seu alto grau de cristalinidade, garantem maior seletividade e eficiência na adsorção em comparação a outros materiais como alumina, sílica gel e carvão ativo. Ainda, a possibilidade de ser sintetizada a partir de resíduos como as cinzas de bagaço de cana-de-açúcar, a torna um material de baixo custo. Desta forma, a presente pesquisa foi conduzida por meio do estudo da adsorção de uma solução de cloreto de césio por zeólita A sintetizada a partir das cinzas do bagaço de cana-de-açúcar e do impacto dos íons de Cs+ adsorvidos em sua estrutura cristalina. As amostras foram caracterizadas por diferentes técnicas a fim de avaliar sua composição química, tamanho de partícula, estrutura cristalina e comportamento térmico. Os resultados indicam a obtenção de zeólita tipo NaA de alta pureza e com elevada capacidade de adsorção. Ainda, o teor de sódio presente na zeólita foi completamente substituído pela troca iônica de íons de Na+ por íons de Cs+. Portanto, o material sintetizado é uma solução promissora para o tratamento e remoção de césio-137 em efluentes gerados contaminados.
Circular economy in the sugarcane agroindustry
2022 - FUNGARO, DENISE A.; IZIDORO, JULIANA de C.
The sugarcane industry in the process of producing sugar and ethanol generates bagasse in large amounts. The burning of bagasse used for steam and electricity generation produces 3 million tonnes of bagasse fly ash (BFA) annually. Handling and improper disposal of BFA cause pollution in soils, air, and water, which results in environmental challenges and human health problems. The valorization of BFA is a convenient and sustainable means to reduce solid waste generation and decrease the environmental pollution load. The purpose of this research is to investigate the application of BFA for the synthesis of zeolite. Because of three-dimensional structure and unique porous properties, zeolite is a value-added product with many applications such as adsorbent material and industrial catalysis. After separation of the coarser particles containing mainly unburned carbon, fine particles of BFA were used to synthesize zeolite by alkali fusion (550 oC; 1 h; BFA: NaOH= 1:1.2 w/w) followed by hydrothermal treatment at 100 °C for 3 h. Si/Al molar ratio of 1.0 was adjusted with an external alumina source. BFA and synthesized zeolite were characterized using XFR, XRD, and MEV. The results showed that BFA may be used effectively for the synthesis of zeolite NaA with high purity comparable with the commercial product. Zeolite NaA is employed in sugarcane mills in the dehydration processes for the removal of water from the hydrated ethanol. Thus, the application of BFA in zeolitization process strategy provides not only environmental and economic benefits for the sugarcane agroindustry but also contributes to a circular economy and towards the achievement of Sustainable Development Goal 12.
Column leaching test for the evaluation of immobilization of toxic elements in modified coal fly ash
2019 - IZIDORO, JULIANA; FUNGARO, DENISE; CAMPELLO, FELIPE; GUILHEN, SABINE
Gestão de resíduos sólidos agroindustriais e obtenção de produtos de valor agregado
2020 - IZIDORO, JULIANA de C.; BIBIANO, RAMIRO H. das N.; LIMA, DANIELE de A.V.; FUNGARO, DENISE A.
As atividades da agroindústria estão gerando grandes quantidades de resíduos devido aos processos produtivos e alto padrão de consumo da sociedade. A maioria desses resíduos é descartada por queima, despejo ou aterramento causando impactos ambientais e na saúde humana. O conceito de aproveitamento de resíduos como componente da economia circular é uma alternativa para a disposição inadequada. A valorização de resíduos envolve a determinação das características físico-químicas por diferentes técnicas (FRX, DRX, MEV, etc). A etapa posterior consiste na aplicação de processos que transformam o resíduo em material de valor agregado. As cinzas provenientes da queima do bagaço da cana-de-açúcar são um dos principais resíduos gerados no Brasil. O alto teor de sílica possibilita a obtenção de silicato de sódio, nanosílica e zeólita. Esses produtos foram aplicados como material adsorvente e na produção de filmes biodegradáveis de amido. Resíduos lignocelulósicos (serragem, endocarpo de Macaúba) foram convertidos em biocarvão. As suas principais aplicações são como adsorvente e precursor de carvão ativado, além de apresentar potencial para o melhoramento das características ambientais de telhado verde. Dentre os resíduos inorgânicos, os produtos da combustão de carvão, compostos por sílica e alumina, são matéria-prima para obtenção de nanomateriais adsorventes como zeólita de alta pureza e tobermorita. Da mesma forma, o resíduo da reciclagem de alumínio pode ser usado na síntese de zeólita. A composição das cinzas sulfatadas geradas no processo úmido de dessulfurização indica seu potencial como aditivo no cimento e na formação de geopolímeros. Nessa abordagem, a adoção da economia circular na gestão de resíduos contribui significativamente para o cumprimento dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODSs), especificamente, ODS 12: “Até 2030, reduzir substancialmente a geração de resíduos por meio da prevenção, redução, reciclagem e reuso”.
Activation of biochar obtained from slow pyrolysis of the macauba coconut residue for removing uranium from aqueous solutions
2018 - GUILHEN, S.N.; ORTIZ, N.; IZIDORO, J.C.; FUNGARO, D.A.
Macauba (Acrocomiaaculeata) is a palm tree native to the savannah-like area of Central Brazil. As a result of the oil extraction from its coconuts, a dark stiff residue, the “endocarp”, rich in lignin content, has a potential for being exploited as feedstock for biochar production. This study investigates the activation of biochar obtained from slow pyrolysis of the macauba coconut residue in order to remove uranium from aqueous solutions. The non-activated biochar, referred to as “BC350”, is produced at a pyrolytic temperature of 350°C under Ar atmosphere and a 1- hour residence time. The activated biochar was produced the same way and was further subjected to activation via physical route using CO2 at 850°C for 120 min. The product of this treatment was named “BC350-A”. Both biochars were characterized by specific surface area. The surface area increased from 0.832 (untreated biochar) to 643.12 m2 g-1, confirming the improvement of the porosity. The removal efficiency for uranyl ions (U(VI)) increased from 80.5 (untreated biochar) to 99.2% for 5 mg L-1 initial concentration solution adjusted to pH 3 using a 10 g L-1dosage. Adsorption isotherms were employed to represent the results of the U adsorption onto the BC350-A. An estimation of the best fit was performed by calculating different deviation equations, also called error functions. The Redlich-Peterson isotherm model was the most appropriate for fitting the experimental data. This hybrid model incorporates both Langmuir and Freundlich’s isotherm functionalities. These results demonstrate that a valueadded material can be produced, encouraging the exploration of thermochemical conversion of lignocellulosic biomasses.
Evaluation of radionuclide contamination of soil, coal ash and zeolitic materials from figueira thermoelectric power plant
2017 - MIRANDA, C.S.; FUNGARO, D.A.; SILVA, P.S.C.; CAMPELLO, F.A.; IZIDORO, J.C.
Neutron activation analysis and gamma-ray spectrometry were used to determine 238U, 226Ra, 228Ra, 210Pb, 232Th and 40K contents in feed pulverized coal, bottom ash, fly ash from cyclone and baghouse filters, zeolites synthesized from the ashes and two different soil samples. All the samples used in the study were collected at Figueira thermoelectric power plant, located in the city of Figueira, Parana State, where coal presents a significant amount of uranium concentration. The natural radionuclide concentrations in pulverized coal were 4216 Bq kg􀀀1 for 238U, 180 Bq kg􀀀1 for 226Ra, 27 Bq kg􀀀1 for 228Ra, 28 Bq kg􀀀1 for 232Th and 192 Bq kg􀀀1 for 40K. The ashes fraction presented concentrations ranging from 683.5 to 1479 Bq kg􀀀1 for 238U, from 484 to 1086 Bq kg􀀀1 for 226Ra, from 291 to 1891 Bq kg􀀀1 for 210Pb, from 67 to 111 Bq kg􀀀1 for 228Ra, from 80 to 87 Bq kg􀀀1 for 232Th and from 489 to 718 Bq kg􀀀1 for 40K. Similar ranges were observed for zeolites. The activity concentration of 238U was higher than worldwide average concentration for all samples. The concentration of the uranium series found in the ashes were lower than the values observed in similar studies carried out 10 years ago and under the limit adopted by the Brazilian guideline (CNEN-NN-4.01). Nevertheless, the concentrations in this specific area are higher than in other coal mine and thermoelectric power plants in and out of Brazil, so it is advisable to evaluate the environmental impact of the installation.
Immobilization study of toxic elements present in coal ash through the treatment with immobilizing agents
2017 - CAMPELLO, F.A.; IZIDORO, J.C.; GHILHEN, S.N.; FUNGARO, D.A.
The capacyity to immobilize toxic elements present in coal ashes using organosilane (OS) and surfactant (SF) as immobilizing agents was determined by batch experiments. The coal ashes used in the study was collected at the Figueira Thermal Power Plant, located in the city of Figueira, State of Paraná. Firstly, the influence of ash mass/water volume ratio on the concentration of the elements in the leachates was evaluated. Subsequently, the capacities of immobilization of toxic elements using the different immobilizing agentes, pH and conductivity of the leachates were determined. A significant reduction in the concentration of the elements was observed for all leachate samples obtained from the ashes treated with OS. Concentration reductions using OS were 89%, 77%, 42% and 11% for Cr, Mo, As and Se, respectively. When SF was used to the ashes treatment, the concentration reduction in the leachates was above 60% for all elements. These results show that both the organosilane and the surfactant can be used as immobilizing agents for the retention of toxic elements present in coal ashes.