Magíster en Química / El objetivo de este trabajo fue evaluar la disponibilidad, biodisponibilidad y bioaccesibilidad de elementos trazas presentes en niveles anormalmente altos en suelos urbanos de las ciudades de Santiago y Rancagua. Los elementos analizados fueron Cd, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn en suelos del orden Inceptisol (Mapocho), molisol (Rancagua) y Alfisol (Cauquenes). El desarrollo experimental implicó el uso de diferentes métodos para determinar la disponibilidad y biodisponibilidad de los metales. Además, se implementaron dos métodos para determinar la bioaccesibilidad de metales, los cuales se basan en el uso de extractantes que simulan las características de los fluidos gastrointestinales y que se aplican bajo diferentes condiciones de tiempo, pH, agitación y temperatura. Por otra parte, para evaluar la asociación del metal absorbido por la planta a diferentes estructuras vegetales, se implementó un método de fraccionamiento subcelular del tejido vegetal que distingue la fracción de metal unida a la pared celular, unida a los organelos y disuelta en el citoplasma. Los principales resultados del estudio señalan que ambos métodos para determinar bioaccesibilidad fueron útiles para evaluar la bioaccesibilidad de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb y Zn, en los tres suelos y en plantas cultivadas; sin embargo, los métodos respondieron de manera diferente, dependiendo de las condiciones de aplicación, fuerza extractiva y contenido de metal total que presentan los sustratos. En general, los metales presentes en el suelo fueron más bioaccesibles en la fase gástrica que en la fase intestinal. El orden en que los metales fueron bioaccesibles fue Cd > Pb > Zn > Cu >> Ni > Cr. Por su parte, Cd, Cu y Zn fueron extraídos con ambos métodos en la fase gástrica e intestinal, tanto en suelos como en plantas, en cambio Cr, Ni y Pb fueron extraídos sólo por el fluido constituido por glicina, sólo en suelos y solamente en una de las fases. La extracción secuencial reveló que los elementos Cd, Cu Ni y Zn se distribuyen en todas las formas en el suelo (intercambiable, reducible, oxidable y residual), en cambio Cr y Pb se asocian principalmente a las formas oxidable y residual. En relación a la biodisponibilidad de metales en los tres suelos, Cr, Cu, Ni y Zn presentaron mayor concentración en la raíz en comparación a parte aérea, ocurriendo lo contrario en el caso de Cd. Por su parte, el fraccionamiento del tejido vegetal permitió detectar los elementos Cd, Cu y Zn asociados a los tres componentes subcelulares, predominando las fracciones de metal unido a pared celular y soluble en el citoplasma. El estudio de correlación múltiple reveló que en suelos las variables más importantes fueron el contenido de metal total y unido en distintas formas en el suelo, siendo escasa la dependencia con variables relacionadas a propiedades fisicoquímicas del suelo, tales como pH, CIC, o contenido de arcillas y materia orgánica. En las plantas, las variables más significativas fueron el contenido de metal en la parte aérea y raíz, así como la fracción de metal unido a la pared celular y soluble en el citoplasma / The aim of this work was to assess trace elements availability, bioavailability and bioaccessibility present in highly abnormal levels in urban soils of Santiago and Rancagua. Cadmium, chromium, copper, nickel, lead and zinc were analyzed in Inceptisol (Mapocho), Mollisol (Rancagua) and Alfisol (Cauquenes) order soils. The experimental procedure implied different methods to determine metal availability and bioavailability. Furthermore, two methods were implemented to determine metal bioaccessibility, which are based on the use of gastrointestinal simulating extractants, applied under different time, pH, mixture and temperature conditions. By the other hand, in order to assess the association of metal absorbed by plants in different plant structures, a method for subcellular fractionation was implemented in order to obtain the metal fraction bounded to cell wall, organelles or dissolved in the cytoplasm. The study main results point that both bioaccessibility methods were useful to assess Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn bioaccessibility in all of the three soils and cultivated plants; however, both methods responded in different ways, depending on application conditions, extractive strength and total metal content in the substrates. Generally, soil metals were more bioaccessibles in gastric phase than in intestinal phase. The order in which metals were bioaccessibles was Cd > Pb > Zn > Cu >> Ni > Cr. For their part, Cd, Cu and Zn were extracted with both methods in both gastric and intestinal phase, in soils and plants. However, Cr, Ni and Pb were extracted only by glycine fluid, solely in soils and only in one phase. The sequential extraction revealed that Cd, Cu, Ni and Zn were distributed in all of the soil forms (exchangeable, reducible, oxidizable and residual), while Cr and Pb were mainly associated to oxidizable and residual forms. About metal bioavailability in the three soils, Cr, Cu, Ni and Zn presented higher concentrations in roots than shoots, contrary to Cd. Plant tissue fractionation allowed the detection of Cd, Cu and Zn associated to the three subcellular components, prevailing metal linked to cell wall and dissolved in the cytoplasm. The multiple regression analysis revealed that the most important soil parameters were total metal content and bounded in different forms, being insignificant the dependence with variables related to soil physicochemical properties, like pH, CEC, or clay and organic matter content. In plants, the most significant parameters were total metal content in shoots and roots, just like metal fraction bounded to cell wall and dissolved in the cytoplasm

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:20:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331966.pdf: 1866227 bytes, checksum: 7d761c3742955f3261729e6c65bc7da7 (MD5) Previous issue date: 2014 / A Drenagem Ácida de Mina de Carvão (DAM) é o impacto mais significativo na região carbonífera do Estado de Santa Catarina, tendo a oxidação da pirita (FeS2) como o principal responsável por desencadear tal impacto. A água derivada da mineração, do processamento e dos rejeitos apresentam pH baixo (<3) e elevados níveis de metais pesados, afetando severamente as bacias hidrográficas e o solo. Os métodos convencionais estabelecidos para remediar esse ambiente contaminado são frequentemente caros, invasivos e não fazem uso eficaz dos recursos existentes. Dessa maneira, a fitorremediação tem se mostrado uma boa candidata, apresentando uma excelente relação custo benefício, uma alternativa de remediação sustentável, exigindo o mínimo de intervenção e manutenção. No entanto, as condições impostas pela DAM dificultam o estabelecimento de plantas nesse ambiente, sendo que, uma das formas encontradas pelos vegetais para contornar essa situação é através do estabelecimento de associação com bactérias, que podem trazer benefícios às mesmas, como por exemplo, a remoção dos metais pesados. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar microrganismos endofíticos que possam ser utilizados em processos de fitorremediação. Para tanto, foram coletadas amostras de tecidos vegetais de quatro espécies diferentes de plantas em Siderópolis (local impactado pela DAM) e Florianópolis (local não impactado) entre julho de 2012 a março de 2013. Foram isolados 192 microrganismos endofíticos, sendo 114 bactérias e 78 fungos. Dentre os isolados obtidos, apenas as bactérias endofíticas foram identificadas e caracterizadas quanto à resistência a metais pesados, fixação de nitrogênio e solubilização de fosfato inorgânico. Por meio do sequenciamento parcial do gene 16S rRNA, foram identificadas 94 bactérias. Dentre essas, 44 bactérias são provenientes de Siderópolis e 50 de Florianópolis, sendo os isolados agrupados em seis classes filogenéticas: Acidobacteriales, Actinobacteridae, Alphaproteobacteria, Bacilli, Betaproteobacteria e Gammaproteobacteria. Os resultados demonstraram que dos isolados avaliados, pelo menos 20 apresentaram capacidade em tolerar elevadas concentrações dosíons metálicos Zn2+, Pb2+ e Cd2+. Além disso, outras 14 cepas apresentaram habilidade em solubilizar fosfato inorgânico e um isolado apresentou o gene nifD, responsável pela fixação de nitrogênio atmosférico. Três bactérias se sobressaíram nos testes realizados, sendo elas LAMA 1146 - Bacillus sp., LAMA 1170 - Serratia marcescens e LAMA 1179 - Brevibacillus borstelensis. As bactérias identificadas nesse trabalho têm potencial para aplicação em processos de fitorremediação.<br> / Abstract : Acid Mine Drainage (AMD) is the most significant impact on the carboniferous region of Santa Catarina State, with the pyrite oxidation (FeS2) as the main responsible for the impact. Mining water, coal processing and tailings have low pH (<3) and high levels of heavy metal that affecting watersheds and soil. Conventional methods established to remedy this contaminated environment are often expensive, invasive and not use resources efficiently. Thus, phytoremediation has proven to be a good candidate with excellent cost-benefit, an alternative sustainable remediation that requires intervention and maintenance minimal. However, the conditions imposed by AMD difficult to establish plants in this environment, and one of the forms found by plants to overcome this situation was associated with bacteria that can benefits to them, such as removal of heavy metals. The objective of this study were identify and characterize endophytic microorganisms that can be used in phytoremediation processes. Thus, samples (roots and leaves) from four species of plants in Siderópolis (impacted by DAM) and Florianópolis were collected (not impacted) from July 2012 to March 2013. They were isolated 192 microrganisms, of these 114 were bacteria and 78 were fungi. Among the isolates, only bacteria were identified and characterized for heavy metal resistence, nitrogen fixation and phosphate solubilization. By partial sequencing of 16S rDNA were identified 94 endophytic bacteria. Among these, 44 bacteria were isolated from Siderópolis plants and 50 were isolated from Florianópolis plants and the isolates grouped into six phylogenetic classes: Acidobacteriales, Actinobacteridae, Alphaproteobacteria, Bacilli, Betaproteobacteria and Gammaproteobacteria. The results showed that 20 bacterial isolates tolerated high concentrations of Zn2+, Pb2+ and Cd2+. In addition, 14 other isolates showed high phosphate solubilization ability and one isolate presented the nifD gene. The bacterial isolates LAMA 1146 - Bacillus sp, LAMA 1170 - Serratia marcescens and LAMA 1179 - Brevibacillus borstelensis were prominent in tests. The bacteria identified in this study have potential for use in phytoremediation processes.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Física, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:22:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 330832.pdf: 3696736 bytes, checksum: 469c8d9bdd7fee0cfb89551d1c231f0e (MD5) Previous issue date: 2014 / O campo magnético produzido em uma colisão de íons pesados pode atingir valores muito altos. Isto ocorre devido ao rápido movimento das partículas carregadas e do pequeno espaço em que encontram-se comprimidas durante os instantes iniciais da colisão. Modelamos a matéria durante uma colisão de íons pesados como um gás livre de bárions e mésons, sob a influência de um campo magnético externo entre 10¹8 e 10²0 G. Apenas a matéria estranha (constituída de quarks u, d e s) foi considerada nos cálculos. Ela aparece na forma dos hádrons pertencentes ao octeto bariônico (spin 1/2), decupleto bariônico (spin 3/2) e aos nonetos mesônicos pseudoescalar (spin 0) e vetorial (spin 1). Para descrever corretamente as partículas de spin 3/2 é necessária a solução da equação de Rarita-Schwinger com a inclusão da interação eletromagnética. Mostramos que para uma determinada prescrição do calibre e acoplamento do campo magnético soluções do tipo Dirac são obtidas. Uma das consequências deste resultados é evitar as inconsistências relacionadas a não-covariança e não-causalidade, típicos problemas encontrados na solução da equação de RS. O efeito do campo magnético foi medido através de um ajuste que minimiza o desvio quadrático (x²) com relação as razões experimentais de partículas encontradas no RHIC. Nossos resultados mostram que um campo da ordem de 10¹9 G produz um melhor ajuste aos dados experimentais, em comparação aos cálculos sem campo magnético.<br> / Abstract: The magnetic field produced in a heavy ion collision can reach very high values. This occurs due to the rapid movement of charged particles and the small space in which they are compressed during the initial stages of the collision. We model matter during a heavy ion collision as a free gas of baryons and mesons, under the influence of an external magnetic field between 10¹8 and 10²0 G. Only strange matter (composed of u, d and s quarks) was considered in the calculations. It appears in the form of hadrons belonging to the baryon octet (spin 1/2), baryon decuplet (spin 3/2), pseudoscalar meson nonet (spin 0) and vector meson nonet (spin 1). In order to correctly describe the spin 3/2 particles the solution of the Rarita-Schwinger equation with the inclusion of the electromagnetic interaction is required. We show that for a given prescription and gauge for the magnetic field coupling Dirac type solutions are obtained. One consequence of this result is that one avoids dealing with inconsistencies related to noncovariance and non-causality, typical problems found in the solution of the RS equation. We measured the effects of the fields through an adjustment that minimizes the quadratic deviation (x²) regarding the experimental particles ratios in RHIC. Our results show that a field of the order of 10¹9 G gives a better fit to the experimental data, compared to calculations without the magnetic field.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-05-19T04:01:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333229.pdf: 4255355 bytes, checksum: ce083bcc703c6d617d70286be6414ae1 (MD5) Previous issue date: 2014 / No presente trabalho são descritas as etapas de desenvolvimento eimplantação de uma rotina analítica utilizando o método gerador dehidreto (HG) com o ICP OES (Espectrometria de Emissão Ótica comPlasma Acoplado Indutivamente) para determinação de elementosarsênio (As) e selênio (Se) em amostras ambientais, a descarga demetais no meio ambiente é uma questão que vem preocupa os órgãosresponsáveis pela fiscalização dos efluentes industriais antes dodescarte, e por isso é uma questão importante. A contaminação doselementos As e Se no meio ambiente ocorre por processosantropogênicos, entre os processos industriais se destacam em alto nívelde poluição são: exploração de carvão, minas abandonadas e uso deherticidas na agricultura - uma prática comum no sul de Santa Catarina,que apresenta áreas carboníferas e de farta agricultura.A presença de Ase Se tornou-se uma ameaça devido a sua tendência bioacumulativa eelevada toxicidade, causando danos irreversíveis a saúde da população.A metodologia foi elaborada considerando as variáveis químicas einstrumentais existentes e um planejamento experimental foi aplicadopara obter melhores resultados, com o uso de padrões certificados(NIST) e amostras de referência com a adição e recuperação de padrão.A condição encontrada como ótima para determinação multielementarfoi a concentração de NaBH4 4,5%, KI de 5,0 % e HCl 4 mol.L-1adicionado antes da análise. Para as condições instrumentais ficoudefinida como ideal a potência do plasma 0,8 KW, vazão do gás 18,0L.min-1 e o tempo de replicata das amostras de 15 segundos. Em umasegunda etapa do trabalho foi realizado um estudo de intercomparaçãode técnicas analíticas entre o método ICP OES (Espectrometria deemissão ótica com plasma indutivamente acoplado) e FG-AAS(Espectrometria de Absorção Atômica ? Forno de Grafite).Comparando as técnicas utilizadas nota-se grande vantagem para atécnica HG-ICP OES, uma vez que foram utilizados gases com purezasdiferentes, resultando numa economia de 90%. Espera-se com estemétodo desenvolvido o monitoramento dos limites exigidos naslegislações e consequentemente a viabilização de custos analíticos,contribuindo assim para a melhoria da qualidade ambiental.<br> / Abstract: In the present study we describe the development stages and implementation of a routine analytical method using the generator hydride (HG) with ICP OES (Optical Emission Spectrometry with Inductively Coupled Plasma) for determination of arsenic elements (As) and selenium (Se ) in environmental samples, the discharge of metals in the environment is an issue that has concerned the bodies responsible for the supervision of industrial wastewater before disposal, and so it isan important issue. Contamination of the elements As and Se in the environment is by anthropogenic processes, between the industrial processes that stand out on the high level of pollution are coal mining, abandoned mines and use of herticidas in agriculture. Common practicein the south of Santa Catarina because it is coal areas and fed agriculture. The presence of As and Se became a threat due to its hightoxicity and bioaccumulation trend, causing irreversible damage to health. The methodology was developed considering the existing chemical and instrumental variables and an experimental design wasapplied for best results, with the use of certified standards (NIST) and reference samples with the addition and recovery. The condition foundas optimum for multielement determining the concentration of NaBH4was 4.5%, 5.0% KI and 4 mol L-1 HCl added before analysis. For instrumental conditions was defined as the optimal plasma power 0.8kW, gas flow 18.0 L.min-1 and replicate samples of time of 15 seconds. In a second stage of the work was carried out a study of analytical techniques inter between ICP OES method (optical emission spectrometry with inductively coupled plasma) and FG-AAS (Atomic Absorption Spectrometry - Graphite Furnace). Comparing the techniques used is noted great advantage for HG-ICP OES technique, since gases have been used with different purities, resulting in a 90% savings. It is hoped that this method developed monitoring the limits required in the legislation and therefore the viability of analytical costs, thus contributing to the improvement of environmental quality.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agroecossistemas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-09-22T04:11:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334765.pdf: 1447891 bytes, checksum: e0c57d9f2152eb7f79cb0029beb45b02 (MD5) Previous issue date: 2015 / As sucessivas aplicações de fungicidas à base de Cu em vinhedos causam o acúmulo do metal pesado no solo. O Cu é um nutriente essencial às plantas, porém, o seu excesso pode provocar sintomas de toxidez, como danos nas raízes, inibição da absorção de nutrientes e do crescimento das plantas. Em vinhedos, os sintomas de toxidez de Cu podem ser observados em videiras jovens recém transplantadas e em plantas de cobertura do solo, como a aveia preta. A toxidez de Cu nas videiras pode retardar o início do seu período produtivo, gerando prejuízos econômicos; em plantas de cobertura do solo pode reduzir a biomassa ou mesmo haver a morte das plantas, deixando o solo descoberto, o que se reflete em menor ciclagem de nutrientes e maior potencial de erosão. Todavia, os efeitos tóxicos do Cu podem ser amenizados pela calagem, normalmente realizada na implantação do vinhedo. O trabalho objetivou avaliar: (a) o efeito da calagem como amenizante da toxidez de Cu em aveia preta cultivada em solo com textura arenosa; (b) o efeito da calagem como amenizante da toxidez de Cu em videiras jovens cultivadas em solo com textura arenosa. Para isso, foram realizados dois estudos. Em ambos, os tratamentos consistiram da adição no solo de doses crescentes de calcário (0,0, 1,5 e 3,0 Mg ha-1) e duas de Cu (0 e 50 mg kg-1). No Estudo 1, cultivaram-se plantas de aveia por 30 dias e, posteriormente, avaliou-se altura das plantas, massa seca de raízes e parte aérea, teor e acúmulo de nutrientes nas raízes e na parte aérea, teor de clorofilas a, b e total, carotenoides, e carboidratos solúveis e amido totais. No Estudo 2, cultivaram-se videiras jovens ?Niágara Branca? por 70 dias e, posteriormente, avaliaram-se o diâmetro, área do córtex e do cilindro vascular, número de camadas do córtex e de células contendo compostos fenólicos nas raízes, matéria seca de raízes, caule e folhas, incremento em altura, teor e acúmulo de Cu, Ca e Mg nas raízes, caule e folhas. A dose de 50 mg kg-1 de Cu no solo inibiu o crescimento da aveia preta, afetou a distribuição interna dos nutrientes, reduziu a concentração de clorofila e aumentou os teores de carboidratos solúveis e amido totais nas folhas; e, nas videiras jovens, afetou a estrutura das raízes, inibiu o crescimento, reduziu o teor de Ca e incrementou o teor e a porcentagem de Cu acumulado nas raízes das plantas. Considerando um cultivo con-comitante de aveia preta e de videiras jovens em uma área de vinhedo com um solo com características semelhantes ao utilizado no presente estudo, a dose de 3,0 Mg ha-1 de calcário seria a mais adequada para amenizar os efeitos de toxidez de Cu e permitir o bom crescimento e desenvolvimento das duas espécies.<br> / Abstract : Successive applications of Cu-based fungicides in vineyards lead to the accumulation of heavy metal in the soil. Cu is an essential nutrient to plants, but it can cause symptoms of toxicity when in excess, such as damage in roots, inhibition of nutrient uptake and plant growth inhibition. In vineyards, the symptoms of Cu toxicity can be observed in young newly transplanted vines and cover crops such as oats. Cu toxicity in the vines may delay the onset of their productive period, generating economic losses; in cover crops may reduce biomass or even the plant death, leaving the soil uncovered, causing less nutrient cycling and increased potential for erosion. However, liming, usually held in vineyard deployment, can ameliorate the toxic effects of Cu. The study aimed to evaluate: (a) the effect of liming as a Cu-toxicity ameliorator in black oat grown in soil with sandy texture; (b) the effect of liming as a Cu-toxicity ameliorator in young vines grown in soil with sandy texture. For this, two studies were conducted. In both studies, the treatments consisted of soil supplementation with increasing doses of lime (0.0, 1.5 and 3.0 Mg ha-1) and two doses of Cu (0 and 50 mg kg-1). In Study 1, oat plants were grown for 30 days and, subsequently, the plant height, root and shoot dry mass, levels of a, b and total chlorophyll, carotenoids, soluble carbohydrates and total starch were assessed. In Study 2, young vines 'Niagara Branca? were grown for 70 days and, subsequently, diameter, cortex and vascular cylinder areas, number of cortical layers and of cells containing phenolic compounds in roots, dry matter of roots, stems and leaves, height increment, content and accumulation of Cu, Ca and Mg in the roots, stems and leaves were assessed. The dose of 50 mg kg-1 Cu in the soil inhibited black oat growth, affected the internal distribution of nutrients, decreased the chlorophyll concentration and increased the levels of total soluble carbohydrates and starch in leaves; and, in young vines, it affected the root structure, inhibited plant growth, decreased the Ca content and increased the content and the percentage of Cu accumulated in roots. Considering a concomitant cultivation of black oat and young vines in a vineyard area with a soil with similar characteristics to that used in the present study, the dose of 3.0 Mg ha-1 of lime is the most appropriate to mitigate the effects of toxicity Cu and allow good growth and development of both species.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-09-29T04:02:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334717.pdf: 14028207 bytes, checksum: 6cf7950c304e358407a22c5e1c988d18 (MD5) Previous issue date: 2014 / A produção de aglomerantes para uso na construção civil gera impactos ambientais em vários países do mundo. Devido ao crescente consumo de aglomerantes é necessário buscar alternativas para redução dos impactos ambientais e custos da produção. O uso de aglomerantes ecoeficientes, ou seja, aglomerantes produzidos com redução nos impactos ambientais, tais como: redução da extração da matéria-prima, da energia de calcinação e da emissão de CO2; aproveitamento de resíduos como matéria-prima e ainda com encapsulamento de metais pesados representam uma alternativa para o desenvolvimento sustentável deste material. Neste estudo, foram produzidos aglomerantes ecoeficientes com substituição parcial do cimento aluminoso pelos resíduos gesso FGD, lama vermelha e cinza pesada. A substituição parcial do cimento aluminoso por gesso FGD foi realizada com o objetivo de formar etringita, a qual foi utilizada para encapsular metais pesados dos resíduos gesso FGD e lama vermelha.Para avaliar o potencial da cinza pesada no encapsulamento dos metais, o cimento aluminoso e o gesso FGD foram substituídos parcialmente por cinza pesada. Para isso, foram produzidas pastas e argamassas com diferentes proporções de cimento aluminoso, gesso FGD, lama vermelha e cinza pesada. Os resultados dos estudos dos compostos hidratados realizados nas pastas e argamassas por meio das técnicas de difratometria de raios-X (DRX), calorimetria diferencial exploratória (DSC), microscopia eletrônica de varredura e proporção das fases por meio da metodologia de intensidade integrada (DRX) mostraram que quanto mais próxima a relação cimento aluminoso/gesso FGD (CA/FGD) das pastas e argamassas produzidas nesta pesquisa da relação CA/FGD teórica para formação de etringita, maior a quantidade de etringita formada. Os resultados de resistência à compressão e tração na flexão, absorção de água por capilaridade e avaliação do encapsulamento dos metais pesados em argamassas mostraram que a relação CA/FGD mais indicada é de 5,7. Os resultados mostraram que o cimento aluminoso pode ser substituído por gesso FGD, lama vermelha e cinza pesada para produção de argamassas com o encapsulamento parcial de metais pesados na estrutura da etringita e cinza pesada.<br> / Abstract : The production of binders for the use in civil construction generate environmental impacts in several countries of the world. Due to the increasing use of binders is necessary to search alternatives to reduce environmental impacts and production costs. The use of eco-efficient binders, ie binders produced with reduced environmental impacts, such as: reduction of the extraction of raw materials, calcination energy and CO2 emissions; use of wastes as raw material and with heavy metal encapsulation provides an alternative for the sustainable development this material. In this work were produced eco-efficient binders with partial replacement of the aluminate cement for wastes FGD gypsum, red mud and bottom ash. The partial replacement of aluminate cement for FGD gypsum was carried out with the aim of form ettringite, which was used to encapsulate heavy metals from waste FGD gypsum and red mud. To evaluate the potential of the bottom ash in the encapsulation of the metals, aluminate cement and the FGD gypsum were partially replaced by bottom ash. For this, pastes and mortars were produced with different proportions of aluminate cement, FGD gypsum, red mud and bottom ash. The results of the studies of hydrated compounds made in pastes and mortars using X-ray diffraction (XRD), differential scanning calorimetry (DSC), scanning electron microscopy (SEM) and proportion of the phases by means of integrated intensity methodology (XRD) showed that the closer the ratio aluminate cement/FGD gypsum (CA/FGD) of the pastes and mortars produced in this research of the ratio theoretical CA/FGD for ettringite formation, the greater the amount of ettringite formed. The results of compressive and flexural strength tests, water absorption by capillarity and evaluation of the encapsulation of heavy metals in mortars showed that the ratio CA/FGD most appropriate is 5,7. The results showed that the aluminte cement can be replaced for FGD gypsum, red mud and bottom ash to produce mortars with partial encapsulation of heavy metals in the structure of the ettringite and bottom ash.

Made available in DSpace on 2012-09-06T01:11:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 575.pdf: 2782172 bytes, checksum: ff481569137084a7e7e6943367940a08 (MD5) Previous issue date: 2001 / Foi estudado o efeito dos níveis crescentes de composto de lixo urbano em solos de culturas olerícolas. (...) A presença de metais tóxicos oriundos do lixo utilizado em compostagem pode limitar a utilização do composto de lixo na agricultura, visto que grandes quantidades destes metais podem ser introduzidas no sistema solo contaminando espécies cultivadas. É necessário avaliar a concentração destes metais conhecendo-se a quantidade destes elementos tanto no composto quanto no solo adubado e nas hortaliças cultivadas nestes solos, isto porque a contaminação ambiental e de alimentos representam um problema de saúde ambiental e de saúde pública. Foi determinada a concentração de 9 (nove) metais: Ferro (Fe), Cobre (Cu), Manganês (Mn), Cobalto (Co), Cádmio (Cd), Chumbo (Pb), Alumínio (Al), Níquel (Ni) e Cromo (Cr) em solo oriundo de uma região agrícola do Município de Nova Friburgo, RJ, Brasil, o qual foi adubado com composto de lixo. Foi analisada em trabalho paralelo a concentração destes mesmos metais em hortaliças cultivadas neste solo que foi adubado com o composto em estudo. O composto de lixo utilizado no experimento, foi produzido na Usina de Reciclagem e Compostagem da Companhia de Limpeza Urbana - Rio de Janeiro (...) Foram aplicadas, doses crescentes de composto de lixo: 0.0; 12.5; 25.0; 50.0; 100.0 t/ha. O solo analisado foi Cambissolo de alta fertilidade, o que contribuiu para a não aplicação de fertilizantes minerais. O delineamento foi em blocos inteiramente ao acaso e as determinações ocorreram em 4 (quatro) profundidades: 0-5; 5-10; 10-20; 20-40cm .(...) Os resultados obtidos na análise do solo, estão de acordo com os citados na literatura onde, alguns metais (Co e Al), tendem a se acumular em superfície e outros (Cu, Mn, Cr e Pb), tendem a movimentação. Alguns metais (Cu, Cr e Pb) após a aplicação das doses crescentes de composto de lixo seguiram um determinado comportamento, onde a maior dose do composto correspondeu a maior concentração do metal, outros (Co e Al), apresentou comportamento inverso. Os resultados estão de acordo com a expectativa gerada pelas propriedades químicas do solo. Em relação ao teor de metais tóxicos encontrados nos alimentos (vegetais), pertence à outra parte deste projeto de pesquisa e foi desenvolvida pelos técnicos da Empresa Brasileira de Agropecuária. Os valores encontrados nas partes comestíveis, estão de acordo com os limites normais encontrados em plantas.

MELO, D. Q. Remoção de Cu2+, Cd2+ e Zn2+ utilizando esferas de sílica funcionalizada com EDTA: estudo em batelada e coluna. 2012. 93 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2014-11-04T20:54:01Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_dqmelo.pdf: 1655260 bytes, checksum: c4139bc612f524fe10c622cf71f016b2 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-03-27T18:12:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_dqmelo.pdf: 1655260 bytes, checksum: c4139bc612f524fe10c622cf71f016b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-27T18:12:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_dqmelo.pdf: 1655260 bytes, checksum: c4139bc612f524fe10c622cf71f016b2 (MD5) Previous issue date: 2012 / Inorganic matrices have been used as adsorbent mate rial for removal of chemical pollutants in aquatic systems, due to its good adsorption capacity for physical and chemical stabilities and this work was synthesized silica spheres functionalized with EDTA in order to remove metal ions in aqueous solution . The kinetics of adsorption of the ions under study (Cu2 +, Cd2 + and Zn2 +) was performed at pH 5.5 at a concentration of 60 mg L-1, where it was observed that equilibrium is reached very fast, about 10 minutes, indicating that limiting step of the adsorption process may be the chemisorption, as evidenced by the best fitting model for the pseudo-second order. The adsorption isotherms were subjected to linear and nonlinear model for comparison, using the error function SSE and R2 as a reference. The study of simple and multielement ions was carried out at pH 5.5, concentrations ranging from 10-300 mg L-1, where the data were submitted to the models of Langmuir, Freundlich, Temkin and Redlich-Peterson. The results showed a better fit to the Langmuir model, which argues that the adsorption sites are homogeneous and monolayer adsorption. The maximum sorption capacities observed in studies of equilibrium for the system mono and multielement follow the order Cu2 + > Zn 2 + > Cd2+. For comparison model method was used Akaike's where proved that the Langmuir model is the best. With respect to the study of adsorption column, the breakthrough curves indicate that saturation occurs in the same volume of 35 mL. The use of the eluent 0.1 M HCl, allowed to recover 100% of the adsorbed ions. The column was used for three cycles to verify their potential use, and it was proved that in the three-cycles can recover 100% of the metals, which means an optimum efficiency of the spheres of silica-APTS-EDTA. / Matrizes inorgânicas têm sido utilizadas como materiais adsorventes para remoção de poluentes químicos em sistemas aquáticos, dada às suas boas capacidades de adsorção e estabilidades físicas e químicas Neste trabalho, foi sintetizado esferas de sílica funcionalizadas com EDTA com a finalidade de remover íons metálicos em solução aquosa. A cinética de adsorção dos íons em estudo (Cu2+, Cd2+ e Zn2+) foi feita em pH 5,5 numa concentração de 60 mg L-1, onde se observou que o equilíbrio é atingido extremamente rápido, cerca de 10 minutos, o que indica que a etapa limitante do processo de adsorção pode ser a quimissorção, evidenciado pelos melhores ajustes para o modelo de pseudo-segunda ordem. As isotermas de adsorção foram submetidas ao modelo linear e não linear para efeito de comparação, utilizando o R2 e função erro SSE como referencia. O estudo com sistema simples e multielementar dos íons foi realizado em pH 5,5, concentrações variando de 10-300 mg L-1, onde os dados foram submetidos aos modelos de Langmuir, Freundlich, Temkin e Redlich-Peterson. Os resultados evidenciaram um melhor ajuste para o modelo de Langmuir, o qual defende que os sítios de adsorção são homogêneos e adsorção é em monocamada. As capacidades máximas de adsorção observadas nos estudos de equilíbrio para o sistema mono e multielementar seguem a ordem Cu2+> Zn2+> Cd2+. Para efeito de comparação de modelos foi utilizado o método de AKAIKE´S onde comprovou que os resultados se ajustam melhor ao modelo de Langmuir. Com respeito ao estudo de adsorção em coluna, as curvas de ruptura indicaram que a saturação da mesma ocorre num volume de 35 mL. O uso do eluente HCl 0,1 M, permitiu recuperar 100% dos íons adsorvidos. A coluna foi utilizada por três ciclos para verificar seu potencial de uso, e foi comprovado que nos três ciclos consegue-se recuperar 100% dos metais, o que significa uma ótima eficiência das esferas de sílica-APTS-EDTA.

SILVA, P. M. O. Estudo sistemático da precipitação seletiva de Cu(II), Zn(II), Ni(II) utilizando H2S gerado na hidrólise da Tioacetamida para aplicação no tratamento de resíduos aquosos da indústria de galvanoplastia. 2012. 94 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2014-11-26T23:44:15Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_pmosilva.pdf: 8174574 bytes, checksum: df0c3585a0cd39742ea9c6b4bf19f435 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2016-01-27T20:33:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_pmosilva.pdf: 8174574 bytes, checksum: df0c3585a0cd39742ea9c6b4bf19f435 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-27T20:33:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_pmosilva.pdf: 8174574 bytes, checksum: df0c3585a0cd39742ea9c6b4bf19f435 (MD5) Previous issue date: 2012 / The precipitation of metal sulfides is an important process to treat wastewater coming from industrial effluents from metal finishing Mostly because it is a viable alternative for the recovery and reuse of metals by controlling the pH becomes selective. This work studied the selective precipitation.of Cu2+, Zn2+-and Ni2+ using H2S(g) provided by the hydrolysis of thioacetamide. The studies were conducted in laboratory scale and in two steps. Firstly, studies were performed for each single metal ion (100 mg.L-1) were initially investigated the following parameters: setting up a reaction system, the pH range (0,5 a 6,0) and exposure time (30 -150 minutes). The studies showed that Cu2+ easily precipitated in the first 30 min at all pH values tested reaching 99,9% of removal. For the Zn2+ precipitation is preferred when the pH was between4.0 and 5.0, and optimum exposure time was 60 min, so that the precipitation was greater than 95.0%. The pH has influenced the process ion precipitation, and most influential for the Ni2+, starting from their precipitation at pH 6.0, and after 4 times of 30 min, adding an exposure time of 120 min so that its removal should be above 90%. In the second step, studies were conducted in binary and ternary mixture of ions from the values of pH and exposure time for individual study found. In summary, the results obtained in experiments conducted with the mixture of the ions correspond to the results obtained in the study of single metal, setting the pH value of 2.0 to precipitation of Cu2+, pH between 4.0 and 5.0 for precipitation of Zn2+ and pH = 6,0 for precipitation of Ni2+. For systems Cu2+ and Zn2+, Cu2+ and Ni2+ results showed little interference of an ion in the precipitation of another, with the possible separation and precipitation of both above 90%. In addition to the study of the system Zn2+- Ni2+ was found that the rigid control of pH is critical to separate metallic sulfides pKps very close to getting 90% removal for both. The results involving the fractional separation system Cu2+, Zn2+ e Ni2+ were satisfactory and does not require the use of complexing agents, but the drive control of pH. / A precipitação de íons metálicos com sulfeto é um processo importante no tratamento águas residuárias oriundas de efluentes industriais de acabamento metálico. Sobretudo, por ser uma alternativa viável para a recuperação e reutilização de metais já que o controle de pH a torna seletiva. O presente trabalho estudou a precipitação seletiva de Cu2+, Zn2+ e Ni2+ utilizando H2S(g) gerado pela hidrólise da Tioacetamida. Os estudos foram realizados em escala laboratorial em duas etapas. Na primeira etapa, foram realizados estudos monoelementar para cada íon (100 mg.L-1), sendo inicialmente investigado os seguintes parâmetros: montagem do sistema reacional, faixa de pH (2,0 a 6,0) e tempo de exposição ao gás H2S (de 30 a 150 minutos). O estudo mostrou que o Cu2+ precipita imediatamente quando é exposto ao H2S(g) e em qualquer valor de pH testados alcançando 99,9% de remoção. Para o Zn2+ a precipitação foi preferencial quando o pH ficou entre 4,0 e 5,0, e o tempo de exposição ideal foi de 60 min, para que a precipitação fosse acima de 95,0%. O pH influenciou todo o processo de precipitação dos íons, sendo mais influente para o Ni2+, iniciando sua precipitação em pH 6,0, e após 4 ciclos de 30 min, somando um tempo de exposição de 120 min para que a sua remoção fosse acima de 90%. Na segunda etapa, foram realizados estudos de mistura binária e ternária dos íons a partir dos valores de pH e tempo de exposição encontrados pelo estudo individual. Em resumo, os resultados obtidos nos experimentos feitos com a mistura dos íons corresponderam aos resultados obtidos no estudo de metal simples, fixando o valor de pH 2,0 para precipitação do Cu2+, pH entre 4,0 e 5,0 para precipitação do Zn2+ e pH = 6,0 para precipitação do Ni2+. Para os sistemas Cu2+-Zn2+ e Cu2+-Ni2+ os resultados mostraram pouca interferência de um íon na precipitação do outro, sendo possível a separação de ambos e precipitação acima de 90%. Por outro lado para o estudo do sistema Zn+2-Ni +2 foi constatado que o controle rígido de pH é determinante para separar sulfetos metálicos com pKps muito próximos, obtendo 90% de remoção para ambos. Os resultados envolvendo a separação fracionada do sistema Cu2+-Zn2+-Ni2+ foram satisfatórios, não necessitando do uso de agentes complexantes e sim o controle rígido de pH.

NASCIMENTO, T. L. Síntese e caracterização de uma meso-porfirina, derivada do LCC, como desativadora dos metais: zinco, cobre e níquel. 2010. 96 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2014-11-28T20:14:25Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_tlnascimento.pdf: 6055501 bytes, checksum: 76dc80a814112d943bd4a5e493a6be90 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-12-22T19:44:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_tlnascimento.pdf: 6055501 bytes, checksum: 76dc80a814112d943bd4a5e493a6be90 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-22T19:44:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_tlnascimento.pdf: 6055501 bytes, checksum: 76dc80a814112d943bd4a5e493a6be90 (MD5) Previous issue date: 2010 / A busca por processos químicos que reduzam ou eliminem o uso e a geração de substâncias tóxicas tem sido crescente nas últimas décadas. Com este novo direcionamento para redução do impacto das atividades industriais, foram propostas alternativas que possam reduzir o impacto ambiental. Neste aspecto, foram sintetizados meso-porfirnas do tipo A4 (meso-5,10,15,20) a partir do Líquido da Casca da Castanha do Caju - LCC (uma fonte renovável, local, abundante e biodegradável). O primeiro derivado refere-se à formação do composto bromado, seguido da obtenção do derivado aldeídico, finalmente, com o auxílio do pirrol, tem-se a formação da meso-porfirina. Os compostos foram purificados em coluna cromatográfica e caracterizados por técnicas experimentais de RMN 13C e 1H , GC-EM, IV e UV-VIS, que confirmaram a obtenção do produto desejado. A porfirina base livre foi submetida aos processos de metalação utilizando-se para isto, Ni(C2H3O2).4H2O, Zn(CH3COO)2 e Cu(CH3COO)2, como sal doador do metal e diclorometano como solvente, a reação permaneceu em agitação constante. A metalação foi acompanhada por espectroscopia no UV-VIS e cromatografia de camada delgada.