Degradation of cyanotoxins (microcystin) in drinking water using photoelectrooxidation

Abstract

The discharge of sewage and industrial effluents containing high concentrations of pollutants in water bodies increases eutrophication. Cyanobacteria, some of the organisms whose growth is promoted by high nutrient concentrations, are resistant and produce several types of toxins, known as cyanotoxins, highly harmful to human beings. Current water treatment systems for the public water supply are not efficient in degradation of toxins. Advanced oxidation processes (AOP) have been tested for the removal of cyanotoxins, and the results have been positive. This study examines the application of photoelectrooxidation in the degradation of cyanotoxins (microcystins). The performance of the oxidative processes involved was evaluated separately: Photocatalysis, Electrolysis and Photoelectrooxidation. Results showed that the electrical current and UV radiation were directly associated with toxin degradation. The PEO system is efficient in removing cyanotoxins, and the reduction rate reached 99%. The final concentration of toxin was less than 1 μg/L of microcystin in the treated solution.Keywords: microcystin, cyanotoxin, advanced oxidation process, photoelectrooxidation. Degradação de cianotoxinas (microcistinas) em água potável aplicando fotoeletrooxidação ResumoA descarga de esgotos e efluentes industriais contendo altas concentrações de poluentes nos corpos d'água aumenta a eutrofização. As cianobactérias, são organismos cujo crescimento é promovido por concentrações elevadas de nutrientes, são resistentes e produzem vários tipos de toxinas conhecidas, como cianotoxinas, altamente prejudiciais para os seres humanos. Os sistemas atuais de tratamento de água para o abastecimento público de água não são eficientes na degradação destas toxinas. Processos oxidativos avançados (POA) foram testados para a remoção de cianotoxinas, e os resultados têm sido positivos. Este estudo avalia o processo de fotoeletrooxidação (FEO) na degradação de cianotoxinas (microcistinas). Foi avaliado o desempenho dos processos envolvidos separadamente: fotocatalisis, eletrólise e fotoeletrooxidação. Os resultados mostram que a potencia da radiação UV e da corrente elétrica estão diretamente associados com a degradação de toxinas. O sistema de FEO é eficiente na remoção de cianotoxinas e a redução foi de 99%. A concentração final de toxina foi inferior a 1 g / L de microcistina na solução tratada.Palavras-chave: microcistina, cianotoxinas, processo de oxidação avançada, fotoeletrooxidação.

Influence of phytoplankton on the water quality of surface water sources and drinking water

“…Исследования в области окисления цианотоксинов позволили определить эффективность метода, объединяющего электролиз и гетерогенный фотокатализ. Применение метода электролиза позволяет снизить концентрацию микроцистинов на 49 %, применение фотокатализа -на 41 %, а их совместное применение -на 99 % [24].…”

Cianobactérias, cianotoxinas e o tratamento químico da água: uma análise bibliométrica da produção científica mundial

“…Jeon et al (2015) avaliaram a degradação eletroquímica de Microcystisichthyoblabe e MC-LR, porém, neste caso a eficiência de remoção foi insensível a variações da densidade celular, concentração inicial de MC-LR e condutividade, dependendo fortemente da suspensão algal. Garcia et al (2015) avaliaram o processo de fotoeletrooxidação na degradação MCs. Os resultados mostram que a potência da radiação UV e da corrente elétrica estão diretamente associados com a degradação de toxinas.…”

The use of Moringa oleifera seeds and their fractionated proteins for Microcystis aeruginosa and microcystin‐LR removal from water

“…The eutrophication of water bodies is a result of human activity that increases the concentration of nitrogen and phosphorus in water. This activity can be related to the discharge of chemical fertilizers and untreated industrial and urban effluents, which are uncontrolled and can produce cyanobacteria that consequently result in the presence of cyanotoxins in water . Cyanotoxins are harmful to the health of humans and animals.…”