Trabalho de conclusão de curso (graduação) - Universidade Federal de Santa Maria, Campus Frederico Westphalen, Curso de Engenharia Ambiental e Sanitária, RS, 2024. | Fluoride contamination in drinking water sources represents a significant public health issue, especially in rural regions where fluoride levels sometimes exceed the limits recommended by the World Health Organization. In this context, the search for efficient and economically viable methods for fluoride removal from water is of great importance. A promising approach involves the use of amethyst mining waste as an adsorbent material. This waste, abundant in southern Brazil, possesses physical and chemical properties that make it suitable for the adsorption of fluoride ions. This study investigates the adsorptive capacity of amethyst waste, analyzing its efficiency under different operational conditions. The characterization of the waste includes specific surface area and sample porosity, which are crucial factors for understanding the adsorption mechanism. Laboratory experiments are conducted to optimize parameters such as contact time and initial fluoride concentration, aiming to maximize removal efficiency. Additionally, the research compares the performance of amethyst waste with Permutit T, which has shown reasonable efficiency in fluoride ion removal, to describe adsorption data. The regeneration and reuse of the waste after adsorption are also analyzed to determine the feasibility of its practical application. Preliminary results indicate that amethyst waste has significant potential as an adsorbent for fluoride removal, offering a sustainable and economical solution for water treatment. The implementation of this technology could provide environmental and social benefits, as well as add value to mining waste. | A contaminação por flúor em fontes de água potável representa um problema significativo de saúde pública, especialmente em regiões interioranas onde eventualmente os níveis de Flúor excedem os limites recomendados pela Organização Mundial da Saúde. Nesse contexto, a busca por métodos eficientes e economicamente viáveis para a remoção de flúor da água é de grande importância. Uma abordagem promissora envolve uso de rejeitos de minério de ametista como material adsorvente. Esses rejeitos, abundantes no Sul do Brasil, possuem propriedades físicas e químicas que os tornam adequados para a adsorção de íons flúor. Este estudo investiga a capacidade adsorvente dos rejeitos de ametista, analisando sua eficiência em diferentes condições operacionais. A caracterização dos rejeitos inclui superfície específica e porosidade das amostras, que são fatores cruciais para entender o mecanismo de adsorção. Experimentos laboratoriais são conduzidos para otimizar parâmetros, como, tempo de contato e concentração inicial de flúor, visando maximizar a eficiência de remoção. Além disso, a pesquisa compara a performance dos rejeitos de ametista com a Permutita T® que apresentou uma eficiência razoável na remoção dos íons de Flúor, para descrever dados de adsorção. A regeneração e reutilização dos rejeitos após a adsorção também são analisadas para determinar a viabilidade de sua aplicação prática. Resultados preliminares indicam que os rejeitos de ametista possuem um potencial significativo como adsorventes para remoção de flúor, oferecendo uma solução sustentável e econômica para o tratamento de água. A implementação dessa tecnologia pode proporcionar benefícios ambientais e sociais, além de agregar valor aos resíduos de mineração.

La exposición crónica al arsénico (As) favorece el desarrollo de enfermedades como hidroarsenicismo o HACRE, hipertensión y cáncer, especialmente de piel, pulmón y vejiga. Asimismo, el flúor (F) produce fluorosis esquelética y dental. Desde 2006 la Organización Mundial de la Salud (OMS) recomienda una concentración máxima de As en agua potable de 0,01 mg/L; mientras en Argentina el valor continúa en estudio, aceptando 0,05 mg/L (si bien el Código Alimentario Argentino (CAA) indica 0,01 mg/L). La concentración máxima de F recomendada por la OMS es 1,5 mg/L; mientras CAA la regula según la temperatura media de la región. Este trabajo se localiza en caseríos dispersos en el monte a los alrededores de San José de Boquerón (Santiago del Estero). La zona carece de servicios básicos como energía eléctrica o agua potable. Sus pobladores consumen agua de pozo contaminada con As y F. Se busca proveer una solución, mediante el desarrollo e implementación de un filtro sustentable, con materiales económicos, que permita disminuir el contenido de As y F en agua para consumo. El filtro propuesto consiste en 4 baldes plásticos de 20 L, 1 Kg de clavos, arena, carbón de hueso-leña y granza. Tras el filtrado del agua contaminada con este sistema, se cuantificaron concentraciones de: As entre 0,025-0,05 mg/L y F entre 0,73-0,98 mg/L, conteniendo inicialmente 0,25 y 3,1 mg/L, respectivamente. Así, se lograron tratar 140 L (en 7 batches) de agua apta para consumo. Se evidenció la necesidad de acompañamiento durante la implementación del dispositivo en la zona.

Antecedentes: La fluorosis dental es una afección irreversible causada por la ingestión excesiva de fluoruro durante la formación de los dientes. En Colombia, el valor máximo aceptable de fluoruros en el agua es de 1mg / L. Sin embargo, aún existen fuentes de agua para consumo humano con niveles de fluoruro superiores a los establecidos, especialmente efluentes ubicados en pueblos pequeños o áreas rurales de Colombia. De la misma forma, se han reportado diferentes técnicas para eliminar y regular el exceso de flúor en agua de consumo, con el fin de evitar la fluorosis dental y esquelética. Objetivo: Revisar y analizar las técnicas reportadas en la literatura para eliminar el exceso de flúor en agua de consumo humano, y definir el proceso que pueda adecuarse en condiciones rurales, proponiendo pautas generales para una aplicación en campo. Metodología: Se realizó una búsqueda en PubMed de las diferentes técnicas para eliminar el flúor en el agua de consumo humano, utilizando diferentes palabras clave y algoritmos, los cuales fueron organizados en cinco temáticas diferentes: técnicas de defluoración por 1) precipitación y coagulación 2) filtración por membranas 3) tratamientos electroquímicos 4) intercambio iónico y 5) técnicas de adsorción. Para los artículos seleccionados se elaboraron tablas resumen por tema. Resultados: Se seleccionaron un total de 52 artículos, los cuales fueron clasificados en sus respectivos temas y tablas resumen. Se determinó que los métodos de adsorción son los más efectivos para implementar una guía en campo, teniendo en cuenta las ventajas y desventajas frente a otras técnicas. Fácil accesibilidad, economía y sencillez de aplicación del método, son algunos de los beneficios del uso de estas técnicas para la desfluorización del agua, el cual no deja rastros de sedimentos o partículas después del tratamiento, lo que no genera riesgos en términos de salud o contaminación del agua potable. Tras el análisis de las técnicas, pautas en cuanto al medio ambiente y parámetros generales de aplicación, la técnica de adsorción elegida fue por carbón activado, siguiendo los criterios establecidos. Conclusión: Existe poca evidencia de alta calidad sobre las técnicas de defluoración en la literatura, la mayoría son estudios de pruebas de laboratorio, pocos tienen aplicación de campo y seguimiento de la población. No existe un método ideal para todos los casos. La elección del método depende de varias consideraciones como el contexto geográfico, las actividades económicas de la zona y la calidad del agua a tratar. Las técnicas de adsorción de carbono son una buena alternativa para su implementación en áreas rurales, por su accesibilidad, precio y facilidad de aplicación. Los métodos de precipitación tienen una buena capacidad para eliminar el fluoruro y, a menudo, se combinan con técnicas de adsorción. Las características del carbón activado y su alta porosidad permiten que el flúor se adhiera al mismo y este se elimina en porcentajes superiores al 80%. Es en base a esta técnica que se dejan parámetros generales para llevar a cabo una aplicación en campo. | Odontólogo | Pregrado | Background: Dental fluorosis is an irreversible condition caused by excess fluoride during teeth formation. The maximum accepted value in Colombia for this is 1 mg/L; however; there are still water sources for human consumption with levels superior to the mentioned, mainly in small town and rural areas. Various techniques for eliminating and regulating excess fluoride have been reported in order to avoid fluorosis. Objective: To review and analyse the reported techniques for fluoride elimination and define a process which may be adapted to rural conditions. Methodology: A search of the different techniques in PubMed was carried out using key words and algorithms organized in five topics: defluoridation techniques by 1) precipitation and coagulation 2) membrane filtration 3) electro-chemical treatments 4) ionic exchange and 5) adsorption techniques. Summary tables were developed for the selected articles. Results: 52 articles were chosen and classified by their topics and summary tables. The adsorption techniques were found to be the most effective for a rural guideline taking into consideration its advantages and disadvantages such as accessibility, economy and simplicity of application for defluoridation, for it does not leave sediment, particles after treatment nor health risks or water contamination. After analyzing the techniques, environmental issues and general application parameters, the activated carbon adsorption technique was chosen, as per established criteria. Conclusion: There is few high quality evidence regarding fluoridation techniques since most are laboratory studies and not many are applicable in the field or allow a population follow-up. There is not an ideal method and the selection depends on various considerations such as geography, economic activity and water to be treated. Carbon adsorption techniques are a good alternative due to their accessibility, price and application. Precipitation methods have good fluoride elimination capacity and are frequently combined with adsorption techniques. Their characteristics and high porosity allow fluoride to adhere and be eliminated over 80%. Based on this technique are the general parameters for a field application.

Fluoride in drinking water has been a major concern in many parts of the world as it diminishes the acceptable good quality of groundwater sources. In Mexico this health hazard has been mainly identified along the Sierra Madre Occidental (of felsic nature) and neighbouring territory. Little concern has been given in other parts of the country, as in the State of Morelos in which groundwater is considered by the Ministry of Health fluoride-free. The water supply to the population in the quantity and quality required for human consumption is a public policy issue in Mexico; fluoride (F-) natural content in groundwater varies from 0.001 to 25 mg/L. The highest concentrations are reported in studies carried out in the central, northern, north-western, and areas in the northeastern part of the country, where a high rate of dental and skeletal fluorosis has been reported. In the southern part of the country, there are very few studies on fluoride; however, there are cases of dental fluorosis, reported in some communities. This study was carried out in the Tenextepango region in the state of Morelos, located just to the south of Mexico City. Groundwater consumed by the population in this region has a fluoride concentration from 0.5 to 1.9 mg/ L, causing a dental fluorosis condition; infants up to 7 years of age and senior citizens being the most vulnerable. Localities with the highest presence of fluorosis are: Tenextepango, La Longaniza, El Salitre and Xalostoc, where dental fluorosis occurs with a concentration of 0.9 mg/L of fluoride, only. | El agua subterránea que consume la población en la región de Tenextepango, Morelos, contiene fluoruro en concentración que varía de 0.5 a 1.9 mg/L, causando problema de fluororis dental a la población. El objetivo de este trabajo es conocer los niveles de fluoruro en el agua subterránea, su distribución y su procedencia en la región de Tenexpenango, Morelos, México. Para esto se elaboró el modelo hidrogeológico soportado con análisis químicos del agua obtenida en 17 pozos y cinco manantiales; el pH, alcalinidad, CE y temperatura del agua se registraron en campo. La concentración de cationes, aniones y elementos traza se determinó por ICP-MS. Los resultados indican que la concentración de fluoruro, y temperatura del agua subterránea, son mayores en los pozos que extraen agua sin interrupción y menor en aquéllos que bombean solo nueve horas-día. La variación de estos parámetros sugiere que los primeros extraen agua de un flujo con mayor profundidad de recorrido con respecto al agua de otros pozos, indicando que el incremento en el tiempo de extracción induce un flujo vertical de agua (ascendente) permitiendo que en tales pozos se descargue un sistema de flujo más profundo, cuyo contenido de fluoruro y valor de temperatura son sensiblemente mayores al resto de los demás pozos. Como conclusión, la fuente del fluoruro al agua subterránea en esta región está en las rocas que conforman del relieve que rodea la planicie y principalmente en aquel ubicado fuera de la planicie hacia el noreste (Sierra Nevada). El fluoruro es liberado al agua subterránea por el proceso del intemperismo químico de rocas ígneas intermedias y félsicas.