Diversas classes de contaminantes emergentes (CEs), poluentes sobre os quais não se tem completo conhecimento a respeito de seus efeitos ao ambiente e aos seres humanos, já foram detectadas em corpos hídricos. Paralelamente, nos últimos anos houve um aumento na preocupação da contaminação do ar atmosférico, sendo os compostos orgânicos voláteis (COVs) os principais contaminantes. É importante ressaltar que os CEs estão presentes no ambiente em baixas concentrações e que os métodos convencionais de tratamento utilizados nas estações municipais de tratamento de águas residuais não são capazes de removê-los completamente. Dentre os métodos alternativos, houve um crescente avanço nos métodos eletroquímicos. No entanto, sua eficiência decresce quando a concentração dos contaminantes é baixa devido a limitações de transferência de massa. Por esse motivo, nessa tese foi abordada a combinação das tecnologias de adsorção e oxidação eletroquímica para a remoção de contaminantes presentes em soluções aquosas e correntes gasosas. Primeiramente, avaliou-se o tratamento eletroquímico do antibiótico tetraciclina e do benzeno, tolueno e xileno, exemplos de COVs, em meio metanol, uma vez que este é utilizado para dessorver o contaminante adsorvido sobre a superfície de carvão ativado granular (CAG). Diferentes eletrodos foram utilizados para avaliar a eficiência do processo de tratamento eletroquímico: os eletrodos do tipo mistura de óxidos metálicos, conhecido comercialmente como DSA®, e ânodos de diamante dopado com boro (DDB) na presença de diferentes eletrólitos suporte (NaCl e H₂SO₄). Em seguida, foi avaliada a combinação da tecnologia de adsorção e oxidação eletroquímica no tratamento de um grande volume de solução contendo uma baixa concentração de benzeno. Finalmente, uma corrente de gás contaminada por benzeno foi produzida para avaliação da combinação das técnicas mencionadas no seu tratamento. Na oxidação eletroquímica do antibiótico usado como molécula de prova, o DSA® apresentou uma eficiência superior em meio metanol e NaCl em comparação com o DDB, com mais de 90% de remoção após 10 minutos de experimento. Já no caso do uso de H₂SO₄ como eletrólito suporte em meio metanol, o DDB teve uma maior remoção do contaminante. Em relação ao tratamento eletroquímico do benzeno, tolueno e xileno, o fator mais interessante foi a formação de substâncias de valor agregado quando o tratamento foi realizado em meio metanol, sendo o DDB mais eficiente que o DSA®. No tratamento combinando adsorção e oxidação eletroquímica, a possibilidade de recuperação do CAG foi avaliada e foi observado que uma etapa de secagem do material é necessária para que sua capacidade de adsorção se mantenha constante. Além disso, considerando a sustentabilidade do sistema, a análise de reutilização do metanol tratado após o ciclo de adsorção/dessorção foi analisada e foi possível observar que sua reutilização em 3 ciclos diminui menos de 10% na capacidade de adsorção do CAG. Finalmente, o tratamento tanto de soluções aquosas como correntes de ar contaminadas por benzeno se mostrou vantajoso mediante a combinação das técnicas de adsorção e oxidação eletroquímica em meio metanol em virtude da alta concentração do benzeno após a etapa de dessorção e ao anisol, substância de alto valor agregado, gerado durante o tratamento eletroquímico e sua produção ser proporcional à concentração inicial do benzeno. Dessa forma, essa tese contribuiu para um novo ponto de vista, que pode ajudar a mudar o paradigma do tratamento de efluentes por meio de técnicas de eletro refinaria.

Several classes of emerging contaminants (ECs) have already been discovered in water bodies, i.e., contaminants about whose effects on the environment and on humans are not yet fully understood. At the same time, concern about atmospheric air pollution has increased in recent years, with volatile organic compounds (VOCs) being the main contaminants. It is important to emphasize that ECs are present in the environment at low concentrations and that conventional treatment methods used in municipal wastewater treatment plants are not capable of removing them completely. Among the alternative methods, electrochemical processes are gaining ground. However, their efficiency decreases when the concentration of pollutants is low due to mass transfer limitations. For this reason, this thesis addressed the combination of adsorption and electrochemical oxidation technologies for the removal of pollutants in aqueous solutions and gas streams. First, the electrochemical treatment of the antibiotic tetracycline and benzene, toluene and xylene, examples of VOCs, in methanol medium was evaluated, as it is used to desorb the pollutants adsorbed on the surface of granular activated carbon (CAG). Different electrodes were used to evaluate the efficiency of the electrochemical treatment process: the electrodes made of mixed metal oxide, commercially known as DSA®, and anodes made of boron-doped diamond (BDD) in the presence of different supporting electrolytes (NaCl and H₂SO₄). Subsequently, the combination of adsorption and electrochemical oxidation technologies was evaluated in the treatment of a large volume of a solution with a low benzene concentration. Finally, a gas stream contaminated with benzene was generated to evaluate the combination of the above techniques in its treatment. In the electrochemical oxidation of the antibiotic used as probe molecule, DSA® in methanol and NaCl medium showed superior efficiency compared to BDD, with a removal of more than 90% after 10 minutes of experiment. When H₂SO₄ was used as the supporting electrolyte in methanol medium, the BDD showed greater removal of the contaminant. In the electrochemical treatment of benzene, toluene and xylene, the most interesting factor was the formation of value-added substances when the treatment was carried out in methanol, where BDD was more efficient than DSA®. In the treatment combining adsorption and electrochemical oxidation, the possibility of recovering CAG was evaluated and it was found that a drying step of the material was necessary for its adsorption capacity to remain constant. In addition, with regard to the sustainability of the system, the reuse of the treated methanol after the adsorption/desorption cycle was analyzed and it was found that the reuse in 3 cycles reduced the adsorption capacity of the CAG by less than 10%. Finally, the treatment of both aqueous solutions and air streams contaminated with benzene by combining adsorption and electrochemical oxidation techniques in methanol proved to be beneficial because the benzene concentration after the desorption step is high and anisole, a high added-value substance, is produced during the electrochemical treatment and its production is proportional to the initial benzene concentration. In this way, this thesis has contributed to a new point of view that can help to change the paradigm of wastewater treatment by electrorefinery techniques.