A área de estudo deste trabalho, localizada no Município de Cubatão, abrange um terreno industrial desativado onde no passado foram descartados resíduos, bem como, manipulados e estocados materiais com elevados teores de substâncias orgânicas e iônicas. Por esse motivo constitui-se num sistema bastante complexo para disponibilidade iônica ao meio ambiente. Foram definidas quatro Áreas (A, B, C e D) para amostragens de solo e água subterrânea e efetuadas análises texturais , mineralógicas e químicas. Os resultados analíticos das águas subterrânea e superficial dos outros setores da área de estudo, bem como os dados utilizados para elaboração do modelo matemático e interpretação dos testes de permeabilidade foram cedidos por uma empresa de consultoria ambiental. Nas Áreas B, C e D as águas subterrâneas apresentam-se contaminadas com íons Pb e Ni ultrapassando os valores orientadores da CETESB. A presença de Al e Fe na água subterrânea, apesar dos valores de pH incompatíveis, encontram-se na forma aquosa de \'Al(OH) IND.3\' e \'Fe(OH) IND.3\' e iônica devido o elevado conteúdo iônico graças ás atividades industriais. A amônia foi identificada na água subterrânea em concentrações acima do limite estabelecido pela Portaria 518 do Ministério da Saúde em boa parte da área de estudo. Quando dissolvida na água subterrânea a amônia forma íons amônio, que sofrem adsorção junto às partículas do solo. Além de ser solúvel em água o \'NH4 POT.+\' é envolvido no processo biológico de fixação do nitrogênio, assim como na sua mineralização e nitrificação. O nitrato apresentou valores acima do limite de intervenção da CETESB em poços localizados nas Áreas B e C, a concentração de nitrito, por sua vez, foi insignificante, por ser um ânion bastante instável oxidando-se a nitrato. A condutividade hidráulica média na área de estudo é de 4,7 x \'10 POT.-4\' cm/s. Elaborou-se um modelo matemático interpolando dados de condutividade hidráulica e de análise químicas permitindo definir que o fluxo subterrâneo principal segue no sentido oeste, em direção ao Rio Perequê. Os resultados do modelo sugerem que o aporte de água com concentrações acima dos padrões adotados para amônia do aqüífero para o rio tende a sofrer declínio até extinção num período de 10 anos. Em função da dimensão atual da pluma e dos níveis de concentrações observados, a modelagem indicou que a pluma com concentrações acima do limite de intervenção não é extinta ao passar de 20 anos (final do período simulado), porém deixando de atingir o Rio Perequê antes de passados 15 anos. Como resultado deste trabalho é recomendado que a remediação do impacto causado pelos íons metálicos na água subterrânea podem ser obtida pela fixação de Pb e Ni nas formas de sulfato e óxidos/hidróxidos de chumbo e hidróxidos de níquel. No caso dos compostos nitrogenados em especial o amônio, é recomendada a biorremediação para induzir a nitrificação e posterior denitrificação, através de técnicas tais como biosparging (injeção de oxigênio), MRZ (Zona de Reação Microbial), fitoremediação e barreira reativa. / The study area of this work, located in the Cubatão city, is an industrial deactivated land where in the past were undergrounded residuals, as well as were manipulated and kept high percentage of organic and ionic substance materials. It became, for that reason, a very complex system for ionic availability to environment. Four areas (A, B, C, and D) were defined for soil and groundwater sampling, and were made textural, mineralogical, and chemical analysis. Analytical results of ground and superficial water, as well as data used for elaboration of a mathematical model and for interpretation of permeability tests of the remaining part of the study area, were facilitated by a private company of environment consultancy. Groundwater in Areas B, C, and D shows contamination with Pb and Ni ions overtaking CETESB standard values. The presence of Al and Fe in groundwater, despite of incompatible pH values, are found in a liquid form of \'Al(OH) IND.3\' and \'Fe(OH) IND.3\', and ionic, due to high content owing to the industrial activities. Ammonia was indentified in groundwater in larger concentrations than the limit established by Portaria 518 do Ministério da Saúde in a larger portion of the study area. Ammonia forms ions ammonium when dissolved in groundwater that suffers adsorption with the soil particles. Besides being soluble in water the \'NH4 POT.+\' is involved into biological processes of nitrogen fixation, as well as in its mineralization and nitrification. In wells localized in Areas B and C, nitrate presented higher values them than the limit established by CETESB. Nitrite concentration is insignificant, by being quite instable oxidizing to nitrate. Mean hydraulic conductivity in the study area is 4,7 x \'10 POT.-4\' cm/s. A mathematical model was elaborated by hydraulic conductivity dates interpolations and by chemical analyses defining the mean underground flow follows to the west, towards the Perequê River. The model results suggest that the water flow with ammonia concentration larger than the allowed standard, from the aquifer to the river tends to decline until extinction in a 10 years period. By considerer the present plum dimension and the observed concentration levels the modeling indicated that plum with the concentrations larger than the allowed limit is not extinct in 20 years (the end of the simulated period), however, without reaching the Perequê River before 15 years. As a result of this work it is recommended that the remediation of impact provoked in groundwater by the metallic ions could be obtained by fixing Pb and Ni in the sulfate and oxides/hydroxides form of lead and nickel hydroxides. In the case of nitrogen compounds, especially ammonia, it is recommended the bioremediation for inducing the nitrification, and later denitrification, through to techniques such as biosparging (oxygen injection), MRZ (Microbial Reaction Zone), Fitoremediation and reactive barrier.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-08T13:35:55Z No. of bitstreams: 1 Marcio Felix Sobral.pdf: 332271 bytes, checksum: f4e990500f2f96ca2348f020149fdc86 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-08T13:35:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcio Felix Sobral.pdf: 332271 bytes, checksum: f4e990500f2f96ca2348f020149fdc86 (MD5) Previous issue date: 2010-02-08 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Several types of slag accumulate in industry and become an environmental problem. Its final disposal as fertilizer in agriculture is a practice that can supply plant nutrients and to correct soil acidity while minimizing the environmental impact. However, there is the need for evaluating the risks of slag addition contaminate soils with heavy metals. The work was carried out to study the effects of the final disposal of a steel slag compared to lime on the supply of silicon, macronutrients (Ca, Mg and P), micronutrients (Fe, Cu, Zn, Mn and Ni) and heavy metals (Cd and Pb) to sugarcane plants grown on an Ultisol. The steel slag and lime doses (0; 0.5; 1.0; 2.0, and 4.0 t ha-1) were applied to the sugarcane at the planting (cultivar RB92579). The results showed that the steel slag increased the concentrations of Ca, Mg, P, Si, Fe, Mn and Zn in soil and reduced the potential acidity. There was an increase in the foliar área and stems height as well as in the Zn concentration in the leaves. Lime promoted increase of pH, and decrease in the concentrations of Al and incrase in the Na concentrations. Nickel,Cd, and Pb were not detected neither in the soil nor in the plant. This indicates that the steel slag tested presented no soil contamination with these heavy metals. / O desenvolvimento da siderurgia no Brasil produz diversos tipos de escórias, as quais muitas vezes se acumulam nos pátios das industrias tornando-se um problema ambiental. Sua disposição final em campos agrícolas é uma prática que pode minimizar a acumulação destes resíduos e ao mesmo tempo fornecer nutrientes às plantas e corrigir a acidez dos solos. No entanto, há necessidade de avaliar quais riscos estes resíduos podem gerar ao ambiente. O presente trabalho teve como objetivo avaliar à disposição final da escória de aciaria de forno elétrico e o fornecimento de Si, nutrientes (Ca, Mg, P, Fe, Mn, Zn, Cu, Ni) e metais pesados (Cd e Pb) para cana-de-açúcar. O experimento foi realizado na Usina Santa Teresa, município de Goiana-PE, em um Argissolo Vermelho-Amarelo. Os tratamentos adotados foram doses de escória de aciaria e calcário dolomítico (0; 0,5; 1,0; 2,0 e 40 t ha-1), aplicados no sulco de plantio, no qual posteriormente, foi semeado a cana-de-açúcar (var. RB92579). Ao término doexperimento, foram realizadas as avaliações do solo, planta e parâmetros industriais. A escória bem como o calcário promoveram alterações nas propriedades químicas do solo e em algumas variáveis analisadas na planta. A escória aumentou significativamente (P 0,05) nos teores de Ca, Mg, P, Si, Fe, Mn e Zn, no solo, bem como reduziu a acidez potencial. Quanto às características industriais aumentou a área foliar e altura dos colmos, bem como, o teor de Zn nas folhas. O Calcário proporcionou aumento do pH, reduziu o teor de Al e aumentou o teor de Na no solo. Houve ainda acréscimo nos teores de Ca, Mg, Cu, Zn e redução da acidez potencial. Proporcionou também um teor significativo de Cu nas folhas de cana-de-açúcar. Não foi detectado nas análises de folhas de cana-de-açúcar e do solo a presença de Ni, Cd ou Pb, indicando que a utilização de escória de aciaria não causou problemas de contaminação.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-17T11:10:50Z No. of bitstreams: 1 William Ramos da Silva.pdf: 1949081 bytes, checksum: c61378bed7319d565cc47084de59c025 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-17T11:10:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 William Ramos da Silva.pdf: 1949081 bytes, checksum: c61378bed7319d565cc47084de59c025 (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The generation of residues through mining is a potential risk of contamination of soil, water, plants and animals. For decades, the municipality of Santo Amaro da Purificação - BA has suffered the impacts caused by improper and inadequate release of thousands of tons of siderurgy slag contaminated mainly by Cd and Pb, and exposure of these contaminants to the population through the distribution of this material to landfills in squares, streets and homes. The city is now known for presenting the greatest human contamination by Pb in the world. In order to understand the impacts of residues in soil and the risk of human contamination from contaminated soil, this study investigated the phytoextraction by maize and castor as a technique for remediation of these soils and to evaluate the risk of human contamination by heavy metals added to the soil by waste. For this, an experiment was conducted in a greenhouse with the use of the two plant species and soil application of inducing agents Phytoextraction (NTA and citric acid). After the cultivation, they evaluated the levels of As, Cd, Pb and Zn in soil and plant to evaluate the potential remediation technique. Fractionation of metals in the soil and bioaccessibility tests to assess the risk of contamination were also performed. The application of chelating agents citric acid and NTA and increased absorption of heavy metals by maize and castor. Despite the removal of metals by application of citric acid is smaller, this is more suitable due to its higher degradability and assist in inhibiting the phytotoxicity of the metals. Corn showed better phytoextraction ability to As, Cd, Pb and Zn in the study. The castor, despite having high concentrations of metals translocated, presented accumulation in roots, can be used as phytoextabiletion plant and generating economic benefits for the production of non-edible vegetable oil. The presence of metal contaminants from the ground indiscriminately in the area of the former COBRAC presents a high risk of contamination of humans through exposure of metals. / A geração de resíduos através da mineração representa um risco potencial de contaminação do solo, recursos hídricos, plantas e animais. Durante décadas, o município de Santo Amaro da Purificação – BA tem sofrido os impactos causados pela liberação indevida e inadequada de milhares de toneladas de escória de siderurgia, contaminada principalmente por Cd e Pb, e pela exposição destes contaminantes à população através da distribuição desse material para aterros em praças, ruas e residências. A cidade hoje é conhecida por apresentar a maior contaminação humana por Pb no mundo. Com a intenção de entender os impactos causados pelos resíduos nos solos, bem como os riscos de contaminação humana por solo contaminado, o presente trabalho objetivou estudar a fitoextração por milho e mamona como uma técnica para remediação desses solos e avaliar o risco de contaminação humana pelos metais pesados adicionados ao solo pelos resíduos. Para isto, foi realizado um experimento em casa de vegetação com a utilização das duas espécies vegetais e aplicação ao solo de agentes indutores da fitoextração (ácido cítrico e NTA). Após o período de cultivo, foram avaliados os teores de As, Cd, Pb e Zn no solo e na planta para avaliar o potencial da técnica de remediação. Fracionamento dos metais no solo e testes de bioacessibilidade para avaliar o risco de contaminação foram também efetuados. A aplicação dos agentes quelantes ácido cítrico e NTA aumentou a absorção de metais pesados por milho e mamona. Apesar da remoção dos metais com aplicação de ácido cítrico ser menor, este é mais indicado por apresentar maior degradabilidade e auxiliar na inibição da fitotoxicidade dos metais. O milho apresentou melhor capacidade fitoextratora para As, Cd, Pb e Zn no solo em estudo. A mamona, apesar de não ter translocado concentrações altas dos metais, apresentou acúmulo nas raízes, podendo ser utilizada como planta fitoestabilizadora e geradora de benefícios econômicos pela produção de óleo vegetal não comestível. A presença de metais contaminantes do solo de forma indiscriminada na área da antiga COBRAC apresenta risco elevado de contaminação dos seres humanos através da exposição dos metais.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-06-28T19:13:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO_MARLYETE_ MESTRADO_CCB.pdf: 1359439 bytes, checksum: c77312ff5d07a6b83188d66e242b0ba7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-28T19:13:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO_MARLYETE_ MESTRADO_CCB.pdf: 1359439 bytes, checksum: c77312ff5d07a6b83188d66e242b0ba7 (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / CNPQ / Acetilcolinesterase (AChE; 3.1.1.7) é uma enzima do grupo das serino-esterases que atua na hidrólise do neurotransmissor acetilcolina garantindo a intermitência dos impulsos nervosos responsáveis pela comunicação neuronal. A inibição deste mecanismo ocorre devido aos efeitos da exposição a pesticidas organofosforados e carbamatos, bem como a íons metálicos. A atividade da acetilcolinesterase de várias espécies de peixes tem sido utilizada como biomarcador em programas de monitoramento de recursos hídricos por ser um método diagnóstico informativo e efetivo, além de economicamente viável, visto que esta enzima está localizada e disponível de forma abundante num tecido descartado do peixe, o cérebro. Este trabalho objetivou caracterizar parcialmente parâmetros cinéticos e físico-químicos da acetilcolinesterase cerebral de Parachromis managuensis e investigar o efeito in vitro de pesticidas e íons metálicos sobre sua atividade. O pH ótimo e a temperatura ótima foram determinados ensaiando a atividade do extrato em pH de 4,0 a 9,0 e temperaturas de 25 a 80°C. A termoestabilidade foi determinada submetendo o extrato as mesmas temperaturas durante 30 min e, após o equilíbrio, foi mensurada a atividade remanescente. Parâmetros cinéticos; velocidade máxima (Vmax) e constante de Michaelis - Menten (Km) foram calculados em concentrações crescentes (0,8 a 20,8 mM) dos substratos iodeto de acetil e butirilcolina. O extrato foi incubado durante 60 min com um pesticidas organoforforado (diclorvós) e dois carbamatos (carbaril e carbofuran) e foi exposto durante 40 min a 10 íons (Al3+, Ba2+, Cd2+, Cu2+, Hg2+, Mg2+, Mn2+, Pb2+, Fe2+ e Zn2+) em cinco concentrações de 0,001 a 10 mM. A atividade enzimática foi analisada após exposição aos inibidores seletivos BW284c51, Iso-OMPA, neostigmina e eserina nas mesmas concentrações. Estes inibidores confirmaram AChE e BChE como responsáveis pela atividade analisada. O pH ótimo e a tempertura ótima encontrados para a AChE foram 8,0 e 35°C respectivamente. A AChE reteve 70% da atividade após incubação a 40°C por 30 min. Os parâmetros cinéticos, Vmax e Km foram respectivamente 0,520 ± 08,98 mU/mg e 0,587 ± 0,95 mM para AChE; e 0,267 ± 5,2 mU/mg e 4,06 ± 0,82 mM para BChE. Todos os pesticidas usados mostraram efeito inibitório na atividade da AChE. Os valores da concentração inibitória média dos pesticidas (IC50) foram: 1,68 μM (diclorvós), 4,35 μM (carbaril) e 0,28 μM (carbofuran). A maioria dos íons em 1 mM não mostraram efeito significativo (p = 0.05), enquanto Zn2+, Cd2+, Cu2+, Hg2+, inibiram a atividade da enzima em 17%, 25%, 53% e 100% respectivamente. AChE de P. managuensis mostrou potencial como biomarcador para todos os pesticidas usados, principalmente para o carbamato carbofuran, além do íon mercúrio (Hg2+). Sendo, portanto, considerada uma ferramenta útil no monitoramento ambiental. / Acetylcholinesterase (AChE; 3.1.1.7) is an enzyme from the group of serine esterases acting in the hydrolysis of the neurotransmitter acetylcholine ensuring the burst of nerve impulses responsible for neuronal communication. The mechanism of this inhibition is due to the effects of exposure to organophosphorus and carbamate pesticides, as well as metal ions. The acetylcholinesterase activity of several species of fish has been used as a biomarker for monitoring water resources programs to be a method informative diagnosis and effective, and economically viable, since this enzyme is localized and available in abundance in a discarded tissue fish, the brain. This study aimed to partially characterize physicochemical and kinetic parameters of the brain acetylcholinesterase from Parachromis managuensis and investigate the in vitro effects of pesticides and metal ions on its activity analyzing its potential role as biomarker. Optimal pH and temperature were estimated exposing the enzyme extracts to a pH variation between 4.0 and 9.0 and a temperatures ranging from 25 to 80°C. The thermostability was determined submitting the extracts to the temperatures decribed above during 30 min and assaying the residual activity. Kinetic parameters such as maximum velocity (Vmax) and Michaelis-Menten constant (Km) were calculated using increasing concentrations (from 0.8 to 20.8 mM) of the substrates acetyl and butyrylcholine iodide. The extract was incubated during 60 min with one organophosphate (dichlorvos) and two carbamate (carbaryl and carbofuran) pesticides and was exposed for 40 min to 10 ions (Al3+, Ba2+, Cd2+, Cu2+, Hg2+, Mg2+, Mn2+, Pb2+, Fe2+ and Zn2+) in five concentrations from 0.001 to 10 mM. The enzymatic activity was analyzed after exposure to the selective inhibitors BW284c51, Iso-OMPA, neostigmine and eserine in the same concnetrations. These inhibitors confirmed AChE and BChE as responsible for the analyzed activity. Optimal pH and temperature found were 8.0 and 35°C, respectively. AChE retained 70% of its activity after incubation with 40°C for 30 min. The kinetic parameters Vmax and Km were, respectively, 520 ± 8.98 mU/mg and 0.587 ± 0.95 mM for AChE; and 267 ± 5.2 mU/mg and 4.06 ± 0.82 mM for BChE. All the used pesticides showed inhibitory effect on ChE acitivities. The mean inhibitory concentration (IC50) values were: 1.68 μM (dichlorvos); 4.35 μM (carbaryl) and 0.28 μM (carbofuran). Most of the analyzed ions did not show significant effect at 1 mM (p = 0.05), whereas Zn2+, Cd2+, Cu2+ and Hg2+ inhibited the enzyme activity in 17%, 25%, 53% and 100%, respectively at the same concentration. P. managuensis AChE showed potential as biomarker for all the pesticides under study, mainly for the carbamate carbofuran as well as for the mercury ion (Hg2+) and being, therefore, considered a promising tool for environmental monitoring

Orientadores: Ivo Milton Raimundo Junior, María Cruz Moreno-Bondi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T08:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinheiro_SilviaCristinaLopes_D.pdf: 3031586 bytes, checksum: d04087a8b894575a32142d906b54d76b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver sensores fluorimétricos empregando os reagentes luminescentes ZOX (2-piridin-2-il-benzooxazol), [Ru(s2d)2(bim)] (complexo de Ru(II), onde s2d: 1,10-fenantrolina-4,7-di-il) bis(benzenossulfonato e bim: 2,2¿-biimidazol) bpySOH (4-[2-(4¿-metil-[2,2¿] bipiridil-4-il)-vinil]-fenol) e bpySOMA (2-metileno ácido butírico-4-[2-(4¿-metil-[2,2¿] bipiridil-4-il)-vinil]-fenil éster) para a determinação simultânea de metais pesados em águas. Os fluoróforos ZOX e [Ru(s2d)2(bim)] não forneceram resultados satisfatórios uma vez que sofreram lixiviação das matrizes (sol-gel) nas quais estavam imobilizados. Por outro lado, o reagente bpySOH e seu derivado bpySOMA forneceram bons resultados na caracterização em solução assim como na forma imobilizada. Estudos espectrofotométricos em solução com o bpySOH demonstraram estequiometrias de complexação ligante:metal de 1:1 para Cd(II), Ni(II) e Zn(II) e de 2:1 para Cu(II) e Hg(II). As constantes de estabilidade calculadas através de dados espectrofotométricos indicaram que os complexos de Cu(II), Hg(II) e Zn(II) são os mais estáveis. Estudos mostraram que Cu(II), Ni(II) e Zn(II) desativam a emissão do ligante, enquanto Hg(II) e Cd(II) incrementam essa propriedade. Experimentos de tempo de vida demonstraram um mecanismo de supressão estática da fluorescência para todos os complexos. Como estratégia de imobilização do ligante, avaliou-se uma matriz sol-gel (a partir do precursor TMOS). Imobilizado, o ligante mostrou resposta reversível para Cu(II), Hg(II) e Zn(II). O intervalo de resposta obtido para os íons metálicos foi de 2,50¿30,0 mmol L. A determinação simultânea em misturas contendo 2 ou 3 íons foi realizada utilizando Regressão por Mínimos Quadrados Parciais. Os modelos de calibração multivariada apresentaram resultados de previsão satisfatórios com valores de RMSEP inferiores a 3,00 mmol L. O derivado bpySOMA, por sua vez, apresentou comportamento semelhante em termos de valores de estequiometrias de complexação e constantes de estabilidade. Para imobilizá-lo, empregou-se um MIP seletivo para Cu(II). Estudos indicaram a seletividade para este metal frente a Cd(II), Hg(II), Ni(II), Pb(II) e Zn(II). Uma faixa de resposta foi obtida no intervalo de 0,1¿6,0 mmol L. O sensor foi aplicado à determinação de Cu(II) em águas de torneira fortificadas com o metal. Os resultados obtidos, quando comparados com um método de referência (FAAS) indicaram a aplicabilidade do sensor e que o mesmo apresenta potencialidade para trabalhos futuros. / Abstract: This thesis is aimed at developing fluorimetric sensors employing luminescent reagents ZOX (2-pyridin-2-yl-benzooxazole), [Ru(s2d)2(bim)](Ru complex, where s2d: 1,10-phenanthroline-4,7-diyl)bis(benzenesulfonate) and bim: 2,2¿-biimidazole), bpySOH (4-[2-(4¿-methyl-[2,2¿]bipyridinil-4-yl)-vinyl]-phenol) and bpySOMA (2-methylene-butyric acid 4-[2-4¿-methyl-[2,2¿]bipyridinyl-4-yl)-vinyl]-phenyl ester) for the simultaneous determination of heavy metals in waters. The fluorophores ZOX and [Ru(s2d)2(bim)] did not provide satisfactory results, being leached out from the matrix in which they were immobilized. On the other hand, bpySOH and its derivative bpySOMA provided good results in solution as well as after immobilization. Spectrophotometric studies of bpySOH in solution showed stoichiometries ligand:metal of 1:1 for Cd(II), Ni(II) and Zn(II) while 2:1 ratio was obtained for Cu(II) and Hg(II). Stability constants calculated from spectrophotometric data indicated that Cu(II), Ni(II) and Zn(II) complexes are the most stable. In addition, it was observed that Cu(II), Ni(II) and Zn(II) quench the fluorescence of the ligand, while Hg(II) and Cd(II) enhance this property. Lifetime studies demonstrated a static mechanism of quenching of fluorescence for all complexes. The ligand was immobilized in a sol-gel matrix (obtained from TMOS precursor), which presented reversible response for Cu(II), Hg(II) and Zn(II). The response range for the metal ions was 2.50¿30.0 mmol L. Simultaneous determinations of mixtures containing 2 or 3 ions were performed using the Partial Least Square method. Multivariate calibration models showed satisfactory prediction results, with RMSEP values lower than 3.00 mmol L. The derivative ligand bpySOMA showed similar results in terms of complexation stoichiometries and stability constant values. It was immobilized as a molecularly imprinted polymer selective to Cu(II), confirmed by the response of the non-imprinted polymer for Cd(II), Hg(II), Ni(II), Pb(II) and Zn(II) ions. A response range of 0.1¿6.0 mmol Lwas obtained. The sensor was applied to the determination of Cu(II) in tap water and the results agreed with those obtained by Flame Atomic Absorption Spectrometry. / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientadores: Edson Aparecido Abdul Nour, Ronaldo Severiano Berton / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-06T05:03:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CristianoManoda_M.pdf: 1887536 bytes, checksum: 6deb8aff55ff36310624e75aa9310bb8 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A presente pesquisa teve por objetivo o estudo da dinâmica de seis metais potencialmente tóxicos ¿ Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn - em solo do tipo franco argiloso, que sofreu incorporação de lodo de esgoto em uma única aplicação. O solo analisado estava contido em seis protótipos de fibra de vidro de 1,20 m de altura por 1,00 m de diâmetro, preenchidos com solo; no interior de cada um deles foram instalados coletores de drenagem livre, às profundidades de 0,25; 0,50; 0,75 e 1,00 m. Os protótipos receberam durante 20 meses aplicações regulares de lodo em pesquisas anteriores, permanecendo em repouso por mais 20 meses, até sua reutilização na presente pesquisa. Foram adotadas três taxas de aplicação de lodo (base seca): 100, 67 e 33 t ha-1, no solo sem aplicação de cal e 67 t ha-1 no solo que sofreu calagem em pesquisas anteriores. A caracterização do solo antes da nova incorporação de lodo revelou a influência das aplicações anteriores, uma vez que, em relação aos protótipos testemunhas, obteve-se valores de pH menores, teores de matéria orgânica e condutividade elétrica do extrato saturado do solo mais elevados nas camadas superficiais e acidez real maior nos protótipos sem cal. Os maiores valores da CTC foram encontrados apenas no perfil de solo de 0 a 0,05 m nos solos que sofreram calagem. Com a nova incorporação do lodo, o qual se apresentava em condições ácidas, o teor de metais pseudo-totais no solo aumentou destacadamente no perfil de profundidade de 0 a 0,05 m, proporcional ao percentual de matéria orgânica no solo. Além disso, a partir da análise do percentual de biodisponiblidade dos metais, obteve-se que a seqüência decrescente mais comum para a extração por HCl foi: Zn = Cu = Pb > Cr, enquanto a seqüência mais comum para o DTPA foi: Zn > Cu > Pb = Cr. Na análise por HCL, a taxa de 33 t.ha-1 foi considerada a mais adequada para uma aplicação de lodo com fins agrícolas, enquanto na extração por DTPA as três taxas de aplicação podem ser utilizadas na agricultura. Quanto à extração seqüencial, o Zn apresentou-se em grande parte nas formas solúvel e trocável, enquanto o Cr foi encontrado preferencialmente na forma de precipitados insolúveis; o chumbo demonstrou boa afinidade com a matéria orgânica, podendo apresentar-se na forma solúvel ou insolúvel, dependendo do pH do solo e da fração predominante do húmus na matéria orgânica; o cobre apareceu ligado à matéria orgânica do solo e na forma de precipitados insolúveis; O níquel foi detectado apenas no protótipo com maior taxa de aplicação de lodo, apresentando-se na forma redutível; o Cd não foi detectado em nenhum dos protótipos. Mesmo a um pH ácido, apenas o zinco revelou alguma mobilidade no solo, tendo sido detectado em profundidades de até 0,50 m / Abstract: The present research aims at studying the dynamics of six potentially toxic metals ¿ Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn ¿ on a clay loam soil, where sewage sludge was incorporated in a single application. The soil under analysis was contained in six fiberglass prototypes (1.2 m high x 1.0 m in diameter); inside each prototype, free-drainage collectors were installed at 0.25, 0.50, 0.75 and 1.0 meter deep to collect leachate. The prototypes had received during 20 months regular applications from sludge in previous research, remaining in rest for 20 months more, until its use in the present research. Three sludge application rates were adopted (dry basis) in soil that had no application of lime ¿ 100, 67 and 33 t ha-1 ¿ and one in soil with lime application ¿ 67 t ha-1. The lime had been applicated in previous studies. The analysis of the soil before the new sludge incorporation revealed the influence of applications performed 20 months earlier; when comparing with the control prototypes, we found lower pH values, higher levels of organic matter and electric conductivity of the saturated stratum in the superficial layers, and higher real acidity in the prototypes without lime. Higher CEC values were found only in the 0 to 0,05-m soil profile in those soils that had lime application. With the sludge incorporation, that presented acid conditions, the level of pseudo-total metals in the soil significantly increased in the 0 to 0,05-m profile, in proportion to the percentage of organic matter in the soil. The analysis of the metal bioavailability percentage showed that the commonest decreasing sequence for HCI extraction was Zn = Cu = Pb > Cr, whereas the commonest sequence for DTPA was Zn > Cu > Pb = Cr. In the analysis for HCL, the rate of 33 t ha-1 was considered the most adjusted for an application of sludge with agricultural ends, while in the extration for DTPA the three application rates can be used in agriculture. With regard to sequential extraction, Zn appeared mostly in soluble and exchangeable form, whereas Cr was mostly found in the form of insoluble precipitates; Pb showed greater affinity with organic matter, being found both in soluble and insoluble form, depending on the pH of the soil and the predominant fraction of humus in the organic matter; Cu appeared linked to organic matter in the soil and in the form of insoluble precipitates; Ni was found in the prototype with higher sludge application rate, present in the reducible fraction; Cd was not detected in the soil. The study of metal mobility in soil only revealed the mobility of zinc, even at an acid pH level; this metal was found in layers up to 0,50 m dee / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientadores: Osvaldir Pereira Taranto, Meuris Gurgel Carlos da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenhariaa Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T06:36:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JeanFerreira_D.pdf: 2689845 bytes, checksum: d28e35b004b6ebef47bab48acb001b26 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O aumento mundial das atividades industriais tem intensificado a poluição ambiental e a deterioração de ecossistemas, com o acúmulo de poluentes tais como: metais pesados, compostos sintéticos e resíduos nucleares. Em conseqüência, crescente atenção de todos os setores da sociedade está sendo dada aos perigos contra a saúde e danos ocasionados por metais pesados no ambiente. Por muito tempo, teve-se o sentimento de que a Natureza, com um formidável poder regenerador, depurador e regulador, digeriria as agressões do homem. E também, que as descobertas da ciência corrigiriam os eventuais danos gerados pelo Progresso. Isso não deixa de ser verdade, desde que estas pesquisas científicas sejam orientadas, estruturadas e trabalhadas nessa direção. Devido aos grandes avanços tecnológicos e conseqüentemente à geração de resíduos de descarte contaminando o solo, água e ar de nosso planeta, fez-se necessário inovadoras linhas de pesquisa para o tratamento destes resíduos. Uma das linhas de pesquisa é a bioadsorção, processo usado como uma alternativa para o tratamento de efluentes contaminados com metais pesados. Considerando a necessidade de soluções para este problema, este projeto foi desenvolvido para estudar o processo de bioadsorção ¿ um processo para a remoção de metais pesados de resíduos industriais através do uso de fungos, bactérias e algas ¿ e verificar a viabilidade de sua utilização nas indústrias. O principal objetivo deste trabalho consistiu em avaliar a efetividade do processo de bioadsorção na remoção de metais pesados de soluções contendo chumbo, zinco e níquel. O estudo incorporou análise experimental e simulação analítica do processo de bioadsorção utilizando as isotermas de adsorção, cinéticas de bioadsorção, bem como os processos em batelada e contínuo. Os resultados deste estudo mostram que a bioadsorção é eficiente na remoção de metais pesados (Pb, Zn e Ni); além disso, os resultados também mostram que a alga Sargassum sp. é um bioadsovente especialmente efetivo, apresentando afinidade para o metal chumbo. Entre os modelos de isotermas estudados avaliando as relações de equilíbrio do processo de bioadsorção, verifica-se que a isoterma de Langmuir representa adequadamente estas relações de equilíbrio. Como descoberta adicional, o planejamento experimental demonstrou que a concentração inicial para o processo em batelada e a vazão no processo contínuo são variáveis significativas para o estudo da efetividade na remoção dos metais por alga marinha. As considerações definidas para a modelagem do processo batelada são viáveis, demonstrando que o coeficiente de transferência de massa é uma variável importante na avaliação da afinidade do bioadsorvente aos metais Pb, Zn e Ni / Abstract: The increase in worldwide industrial activity has intensified environmental pollution and the deterioration of ecosystems, a result of the accumulation of pollutants such as: heavy metals, synthetic composites and nuclear residues. Consequently, growing attention from all sectors of societies everywhere has focused on the health hazards and damages caused by heavy metals in the environment. Until not too long ago, it was assumed that Nature, with its formidable regenerating, purifying and stabilizing powers, would neutralize the aggressive acts of mankind. It was also assumed that scientific discoveries would correct any possible harm generated by Progress. This latter assumption is not unfounded as long as scientific research is guided, structured and fashioned to achieve this end. Due to great technological advances and to the resulting generation of residues contaminating the soil, water and air of our planet, it has become necessary to develop innovative lines of research for the treatment of industrial pollutants. One such line of research is bioadsorption, a process that has been used as an alternative for the treatment of effluents containing heavy metals. In light of the need to devise solutions for this problem, this particular project was designed to study bioadsorption¿a process for the removal of industrial waste through the use of fungi, bacteria and algae¿and verify the effectiveness and viability of its use in industry. The major objective of the study at hand was to assess the extent to which bioadsorption was effective in the removal of heavy metals from solutions containing lead, zinc and nickel. The study incorporated experimental analysis and analytical simulation of the bioadsorption process using adsorption isotherms, bioadsorption kinetics as well as batch and continuous processes. The results of this study show that bioadsorption is efficient in removing heavy metals (Pb, Zn and Ni); moreover, the results also show that Sargassum sp. algae are especially effective bioadsorbents for the removal of lead. Among the isotherm models tested in the study as measures of equilibrium relations, it was found that the Langmuir Isotherm most adequately represented the bioadsorption equilibrium relation. An additional finding was that experimental planning demonstrated that the initial concentration for the batch process and the rate of flow in the continuous process are significant variables in studies involving the assessment of the effectiveness of the removal of metals by marine algae. The considerations defined in the study for the modeling of the batch process proved viable, demonstrating that the mass transfer coefficient is an important variable in the evaluation of the affinity of bioadsorbents to Pb, Zn and Ni / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:38:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 05825.pdf: 11314587 bytes, checksum: 4c78dd49091b4bfc57c3ff1ed797e9e9 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Orientadores: Meuris Gurgel Carlos da Silva, Edson Antonio da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T05:52:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Welter_RosileneAndrea_M.pdf: 2156279 bytes, checksum: 6cee14e80d11df1707c2f90723d31b09 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho, estudou-se o processo de troca iônica envolvendo os íons Cobre, Cádmio e Cálcio, sendo que os metais pesados, Cobre e Cádmio, foram avaliados devido a alta toxicidade, à sua presença em efluente industriais e a dificuldade na sua remoção quando em baixas concentrações, entretanto, acima do permitido pela legislação vigente. O trocador iônico utilizado foi o Alginato, que na presença de íons divalentes possui a capacidade de gelificar-se formando partículas aptas à utilização em operações de troca iônica. As partículas foram obtidas por diferentes formas: gotejamento, atomização ou ainda, emulsificação, contudo, cada método apresentou partículas com propriedades físicas distintas. O método de emulsificação resultou em partículas com diâmetro e granulometria satisfatórios para o processo de troca iônica em leito poroso, além de, dentre os métodos analisados, apresentar maior capacidade de troca iônica para o ensaio realizado em banho finito sob as mesmas condições operacionais. Portanto, os ensaios de equilíbrio de troca iônica para os sistemas binários envolvendo os íons Cu-Ca, Cd-Ca e Cu-Cd e para o ensaio ternário Cu-Cd-Ca, foram realizados em leito poroso, utilizando partículas obtidas por emulsificação, a vazão de 3 mL/min e pH de 4,5, sendo estes parâmetros operacionais definidos por estudos prévios. Os dados experimentais para os sistemas binários foram avaliados utilizando Isotermas de Adsorção Monocomponente que apresentaram comportamento satisfatório, entretanto os modelos de Isotermas de Adsorção Binária apresentaram melhor ajuste. O tratamento dos sistemas binários utilizando LAM Ideal e LAM, foram satisfatórios para o comportamento dos dados experimentais, entretanto, houve uma variação considerável do valor de Keq. Os coeficientes de atividade envolvendo os íons ligados a fase sólida apresentaram-se próximos a 1, ou seja, o sistema Metal-Alginato, está próximo à idealidade. O sistema ternário apresentou resultado insatisfatório para seu tratamento utilizando Isotermas de Adsorção Binária e o modelo Preditivo de LAM, sendo que apenas os modelos de Isotermas de Adsorção Ternária, Langmuir 4 parâmetros, Langmuir 6 parâmetros e Langmuir-Freundlich apresentaram resultados satisfatórios. / Abstract: In this work, it was studied the ion exchange process involving copper, cadmium and calcium ions. The heavy metals, copper and cadmium, were evaluated due to its high toxicity, its presence in industrial effluent and difficulty in its removal when in low concentrations, however, above permitted levels by law. Alginate was used as ionic exchanger. In the presence of high affinity ions, such as calcium, it has the ability to gelate and form rigid particles which are suitable for ion exchange operations. These particles were obtained from different methods, such as dripping, atomization and emulsification, however, each method resulted in particles with different physical properties. Emulsification method resulted in particles of suitable diameter and size for the ion exchange process in porous bed. Among the considered methods, it showed to be the one with higher ion exchange capacity, under the same operating conditions, for batch system experiments. Therefore, ion exchange equilibrium experiments for binary systems, involving Cu-Ca, Cd-Ca and Cu-Cd ions, and ternary system Cu-Cd-Ca, were conducted in porous bed, using particles obtained by emulsification, at a flow rate of 3 mL/min and pH 4.5. These operational parameters were defined by previous studies. Binary systems experimental data were evaluated using monocomponent adsorption isotherms, which showed good behavior, however, binary adsorption isotherms models showed higher accuracy. Binary systems treatment using Ideal LAM and LAM, were satisfactory for the experimental data behavior, however, there was a considerable variation in Keq values. Activity coefficients involving ions attached to the solid phase were close to 1, which means that the alginate-metal system is close to ideality. The ternary system showed unsatisfactory results for its treatment using binary adsorption isotherms and LAM predictive model, where just ternary adsorption isotherms, Langmuir 4 parameters, Langmuir 6 parameters and Langmuir-Freundlich models showed satisfactory results. / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Pedro Sergio Fadini, Jose Roberto Guimarães / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-14T03:36:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fagnani_Enelton.pdf: 2480430 bytes, checksum: 9823f5e273383cbda10d238d244e3c32 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O presente trabalho teve por finalidade avaliar alguns aspectos ambientais do Rio Jundiaí e do Ribeirão Piraí, principais mananciais da bacia do Rio Jundiaí, estado de São Paulo, uma sub-bacia do Comitê Piracicaba - Capivari - Jundiaí (PCJ), gerando um importante e inédito inventário para esse início de século, capaz de auxiliar nas tomadas de decisão sobre questões ambientais na região, valendo-se da determinação de parâmetros químicos em amostras de água e sedimento no período 2007-2008. Elegeram-se cinco pontos de coleta de água para a determinação de mercúrio total (HgT) e carbono orgânico dissolvido (COD), sendo três no Rio Jundiaí, um no Ribeirão Piraí e um no Rio Tietê, tomado como referência de locais degradados. As concentrações médias para HgT, em ng L-1, foram de 8,2 +- 6,4; 7,0 +- 6,6 e 5,2 +- 3,6 no Rio Jundiaí, 2,1 +- 1,9 no Ribeirão Piraí e 19,3 +- 13,6 no Rio Tietê. Já as concentrações médias de COD, em mg L-1, foram de 7,1 +- 1,5; 9,4 +- 2,2 e 28,6 +- 17,7 no Jundiaí, 3,3 +- 1,2 no Piraí e 14,9 +- 5,4 no Tietê. Correlações entre HgT e COD mostraram que em áreas menos impactadas, como o Ribeirão Piraí, há uma relação positiva entre o COD e o HgT, sendo que maiores valores de COD implicam na ocorrência de maiores valores de HgT; em áreas mais impactadas do Rio Jundiaí, essa relação é antagônica, sugerindo que a matéria orgânica apresenta diferenças químicas nesses dois corpos aquáticos. Com relação aos sedimentos, cinco sítios amostrais foram eleitos, quatro no Rio Jundiaí e um no Ribeirão Piraí, sendo obtidos os valores médios para sulfetos volatilizáveis por ácidos (SVA), em mmol g-1, de 0,83 +- 0,52; 3,61 +- 3,51; 5,51 +- 3,19 e 9,77 +- 6,56 no Jundiaí e 3,70 +- 1,57 no Piraí. Os demais resultados obtidos foram, respectivamente, para metais extraídos simultaneamente (MES), em ?mol g-1, de 0,63 +- 0,03; 1,19 +- 0,93; 2,66 +- 0,85; 3,73 +- 0,92 e 1,69 +- 0,35, para perdas por ignição (PPI), em porcentagem, de 6,6 +- 0,4; 5,4 +- 1,9; 14,1 +- 0,84; 14,2 +- 5,0 e 12,1 +- 2,5, e para mercúrio total (HgT), em +-g kg-1, de 40 +- ; 52 +- ; 158 +- 2; 124 +- 25 e 47 +- 12. Análises de componentes principais (PCA) foram utilizadas para relacionar os resultados obtidos nos sedimentos com as características antrópicas de cada local de coleta, revelando que áreas susceptíveis à formação de alagados se mostraram propícias ao armazenamento de metais, matéria orgânica e sulfetos lábeis, ao passo que regiões impactadas por dragagens exibiram um comportamento antagônico. A matéria orgânica se mostrou mais importante na especiação dos metais nas regiões em que houve deficiência de sulfetos, notadamente no Ribeirão Piraí, local de menor impacto antrópico. / Abstract: The present work describes environmental aspects related to Jundiaí River and Piraí Stream, both belonging to Jundiaí River basin, which is a sub-basin of the Piracicaba/Capivari/Jundiaí Watershed Committee in São Paulo, Brazil. This work generated an important and unpublished inventory regarding the region at the beginning of this century, which will be available to assist in policy decision-making that deals with environmental issues. The inventory was built up through chemical analysis in water and sediment samples during 2007-2008. In respect to water samples, 5 locations were chosen for sampling and determination of total mercury (THg) and dissolved organic carbon (DOC); 3 in Jundiaí River, 1 in Piraí Stream, and 1 in Tietê River (considered as a contaminated site reference). THg average values, in ng L-1, were 8.2 +- 6.4, 7.0 +- 6.6, and 5.2 +- 3.6 in Jundiaí River, 2.1 +- 1.9 in Piraí Stream, and 19.3 +- 13.6 in Tietê River. DOC values, in mg L-1, were 7.1 +- 1.5, 9.4 +- 2.2, and 28.6 +- 17.7 in Jundiaí River, 3.3 +- 1.2 in Piraí Stream, and 14.9 +- 5.4 in Tietê River. Correlations between THg and DOC values showed that in less influenced areas such as Piraí Stream, there was a positive correlation of these two variables, resulting in high concentrations of THg when high concentrations of DOC were determined. Otherwise, in more influenced areas such as Jundiaí River, an antagonic behavior was verified, suggesting some functional differences in organic matter present. With respect to sediments, five sampling sites were chosen, 4 in Jundiaí River and 1 in Piraí Stream. Average values obtained for acidvolatile sulfides (AVS) were 0.83 +- 0.52, 3.61 +- 3.51, 5.51 +- 3.19, and 9.77 +- 6.56 mmol g-1 in Jundiaí River and 3.70 +- 1.57 mmol g-1 in Piraí Stream. Other results obtained were, respectively, 0.63 +- 0.03, 1.19 +- 0.93, 2.66 +- 0.85, 3.73 +- 0.92, and 1.69 +- 0.35 mmol g-1 for simultaneously extracted metals (SEM); 6.6 +- 0.4, 5.4 +- 1.9, 14.1 +- 0.84, 14.2 +- 5.0, and 12.1 +- 2.5 % for loss on ignition (LOI); 40 +- 25, 52 +- 18, 158 +- 52, 124 +- 25, and 47 +- 12 mg kg-1 for THg. PCA (Principal Component Analysis) showed some relationship between results obtained for sediment samples and anthropogenic characteristics of each region studied, indicating that flooded areas were good for trapping metals, organic matter, and labile sulfides. Dredging areas were not good for this purpose. Organic matter was more important to metal speciation in sulfide-deficient areas, particularly in Piraí Stream, which presented less human impacts. / Universidade Estadual de Campi / Saneamento e Ambiente / Doutor em Engenharia Civil