[pt] A cidade de Atafona situada à foz do Rio Paraíba do Sul (RPS) vem sofrendo erosão em sua linha de costa por muitas décadas. Este estudo consiste em uma avaliação das taxas de sedimentação no estuário do Paraíba do Sul e suas correlações com a forte erosão que ocorre em Atafona, Rio de Janeiro. O trabalho foi baseado em quatro transetes ao longo do Estuário do rio Paraíba do Sul contendo 14 pontos de coleta. Cerca de 540 amostras de sedimentos foram obtidas em Janeiro de 2010 e Fevereiro de 2011. As taxas de sedimentação foram determinadas a partir do método da datação com 210Pb e os inventários de 210Pb foram determinados para todos os pontos de coleta. Foram aplicados dois modelos para a determinação das taxas de sedimentação: o modelo da Concentração Inicial Constante (modelo CIC) e o modelo da Razão de Suprimento Constante (modelo CRS). Os resultados da datação 210Pb foram validados com base na variação da concentração elementar ao longo de dois testemunhos. A determinação de elementos foi realizada utilizando a técnica de Espectrometria de Massa com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS). A análise multivariada de dados foi aplicada através da análise de fatores principais (AFP) e análise hierárquica de cluster (AHC) a fim de obter informações que traduzam quantitativamente a composição dos sedimentos descrevendo a região. Os inventários de 210Pb determinados nos pontos de coleta, localizados ao sul do rio Paraíba do Sul (RPS), foram maiores do que os determinados nos pontos de coleta localizados ao centro e ao norte da saída do rio. O valor médio do inventário obtido nos pontos de coleta ao sul da foz do RPS foi de 1,0 Bq cm-2, muito superior ao valor médio obtido nos pontos situados ao norte da foz do rio, com valor de 0,16 Bq cm-2, indicando que os sedimentos são transportados na direção sul da foz do RPS, ao longo da costa com as correntes de deriva existentes nesta direção. A taxa de acumulação estimada para as camadas mais profundas foi de 0,06 g cm-2 ano-1. Essa taxa representa um valor base para a taxa de acumulação de sedimentos para o período anterior a 1950. As taxas de acumulação obtidas para o período mais recente variaram de 0,2 g cm-2 ano-1 nos pontos situados ao norte e ao centro a 0,6 g cm-2 ano-1 nos pontos situados ao sul da foz do RPS. Observou-se que as concentrações de Cr, Cu, Cd e Zn aumentaram significativamente a partir dos anos oitenta que, coincide com a época do acidente ocorrido com a Cia. de Paraibuna Metais em 1982. Uma das consequências nas mudanças no uso da terra e do represamento de rios é a mudança na natureza dos sedimentos que chegam e se depositam no delta do RPS. A normalização da concentração dos metais pelo alumínio pode ajudar a traçar tais mudanças, principalmente com elementos de origem distinta, como Ca e Mg. Através da curva obtida entre razão a Mg/Al e as idades das camadas sedimentares pode-se observar uma forte mudança no período entre 1962 e 1988. Foram identificados quatro fatores através da AFP traduzindo quatro fases do sedimento: duas representando a matriz, uma representando os carbonatos e a outra representando os sulfetos. / [en] The city of Atafona, situated at Paraíba do Sul Estuary, has been suffering erosion in its coastline for decades. This study is an evaluation of sedimentation rates in the Paraíba do Sul estuary and its correlation with the strong erosion that occurs in Atafona city, Rio de Janeiro, Brazil. We performed four transects along Paraíba do Sul Estuary with 14 sampling points. About 540 sediment samples were collected in January 2010 and February 2011. Sedimentation rates were determined by 210Pb dating method and inventories of 210Pb were determined for all sampling points. Two models were applied for the sedimentation rates determination: the Constant Initial Concentration model (CIC-model) and the Constant Rate of Supply model (CRS-model). The 210Pb dating results were validated based on the elemental concentration variation throughout two of the sediment cores. The elements determination was performed using the mass spectrometry with inductively coupled plasma technique (ICP-MS). The multivariate analysis were applied trough the principal factor analysis (PFA) and hierarchical cluster analysis (HAC) in order to obtain factors that may traduce quantitatively the sample composition describing the region. At sampling points located at south of the Paraiba do Sul River (PSR) mouth, 210Pb inventories were higher than those at the northern and central sampling locations. The inventory average obtained at south was 1.0 Bq cm-2, much higher than those located at north of the river mouth, with a mean value 0.16 Bq cm-2, indicating that the sediments are transported southward by the alongshore current. The accumulation rate estimated for the deeper layers was 0.06 g cm-2 yr-1, which represents a reference value of sediment accumulation rate for the period prior to 1950. Accumulation rates obtained for the most recent period ranged from 0.2 g cm-2 yr-1 in the points situated at north and center to 0.6 g cm-2 yr-1 in points located at south of RPS mouth. It was observed that Cr, Cu, Cd and Zn concentrations increased significantly from the eighties that matches with the Cia Paraibuna Metals accident occurred in 1982. A consequence of changes in land use and the damming of the river is a change in the nature of the particulates reaching the PSR delta. The normalization of elemental concentrations to aluminum could help trace these changes, particularly for elements with a distinct origin, such as Ca and Mg. The Mg/Al versus ages plot showed a strong change between 1962 and 1988. There were four factors identified that traduce four sediment phases, two of them were related to the matrix, other was related to the carbonate phase and the other representing sulfides phase.

[pt] A contaminação do meio ambiente de subsuperfície com resíduos perigosos e tóxicos tem se tornado um dos maiores problemas ambientais em vários países, com muitos locais apresentando contaminação da água subterrânea. A dissertação visa a caracterização de propriedades de transporte em solos residuais do estado do Rio de Janeiro; em especial será focalizado o comportamento e a mobilidade neste solo de metais pesados como o cádmio, zinco, cromo e chumbo. O conhecimento do comportamento dos metais no solo é importante para a previsão de acidentes ambientais e para a avaliação de possíveis soluções. Mudanças no ambiente, como variação do pH, podem interferir no comportamento do metal, desta forma o conhecimento das condições locais é importante para previsão do comportamento do contaminante. Foram realizados ensaios de batelada e de coluna com diferentes metais, para entender como se comportam nos solos residuais caracterizados. Para complementar o estudo uma modelagem geoquímica foi feita a partir dos dados experimentais com o programa computacional PHREEQC. / [en] The contamination of the underground environment by hazardous and toxic wastes has become one of the main environment problems in several countries where many sites present groundwater infection. The project purpose is the characterization of the transport properties in residual soils of the Rio de Janeiro state. Mainly it will be focused the behaviour and the mobility of heavy metals, for example, the cadmium, the zinc, the chromium and the lead in this kind of soil. To know the behaviour of the metals in the soil is important for the prevision of environmental accidents and for the evaluation of possible solutions. Changes in the environment, as the pH variation, may interfere in the metal conduct thus the knowledge of the local conditions is essential for the prevision of the contamination procedure. Batch and column tests were made using different metals in order to understand how they act in the characterized residual soils. To complement the studies a geochemical modeling was made using the experimental data with the compute program, PHREEQC.

[pt] O objetivo deste trabalho é avaliar a contaminação da água subterrânea por metais pesados provenientes da Área de Disposição de Resíduos (ADR) do município de Resende, RJ. O escopo compreende um estudo preliminar com base em levantamento e mapeamento de dados espaciais; investigação in situ e em laboratório, incluindo a instalação de poços de monitoramento, amostragens e caracterização de solos, águas subterrâneas e chorume, ensaios de condutividade hidráulica, K; e modelagem da pluma de contaminação usando o programa MIKE SHE. Em geral, a caracterização apresentou argilas arenosas, siltes arenosos e, areias siltosas, cujos principais minerais foram quartzo, caulinita, e muscovita com presença de biotita e feldspato. Os valores de K variaram de 10(-5) a 10(-6) m/s; o pH entre 4,59 e 6,93 (água subterrânea) e 7,93 e 8,16 (chorume); a condutividade elétrica na água variou de 0,032 a 7,113 mS/cm, coerente com os sólidos totais dissolvidos e com maiores valores no chorume e no poço mais próximo a ADR. Análises detectaram 14 metais dissolvidos (Al, As, B, Ba, Cd, Co, Cr, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Se e Zn) em concentrações acima do permissível por lei. A modelagem mostrou como a distribuição espacial e a anisotropia dos solos influenciam o fluxo e transporte do cloreto (advectivo) e do cromo (sorção). Quando são considerados solos anisotrópicos, a pluma de Cl- atinge o Rio Paraíba do Sul, à 2,5 km de distância, em 43 anos enquanto a pluma do Cr dista apenas 55 m da fonte. Embora os resultados experimentais não tenham sido claros em determinar se todos os metais encontrados são necessariamente da fonte de contaminação da ADR ou de origens naturais, as simulações deste modelo indicaram baixo impacto ambiental dos metais para o rio. / [en] The objective of this work is to evaluate the groundwater contamination due to heavy metals from the Waste Disposal Area (WDA) in the municipality of Resende, RJ. The scope consists of a preliminary assessment based on surveying and mapping spatial data; in situ and laboratory investigation, including the installation of monitoring wells, sampling and characterization of soils, groundwater and waste leachate, hydraulic conductivity tests, K; and contaminant plume modelling using the program MIKE SHE. Overall, the characterization revealed sandy clays, sandy silts and silty sands. The predominant minerals were quartz, kaolinite, and muscovite along with the presence of biotite and feldspar. The values of K varied from 10(-5) to 10(-6) m/s; the pH between 4.59 and 6.93 (groundwater) and 7.93 and 8.16 (leachate); the electrical conductivity in the water varied from 0.032 to 7.113 mS/cm, consistent with the total dissolved solids and with higher values attributed to the leachate and the well closest to the WDA. Analysis detected 14 dissolved metals (Al, As, B, Ba, Cd, Co, Cr, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Se and Zn) with concentrations above the legal limit. The model illustrated how the soils spatial distribution and anisotropy influence the flow and transport of chloride (advective) and chromium (sorption). When considering anisotropic soils, the Clplume reached the Paraíba do Sul River, 2.5 km away, in 43 years while the Cr plume only moved 55 m from the source. Although the experimental results were not clear in determining whether all the metals found necessarily originated from the contaminant source from the WDA or from natural origins, the simulations of this model indicated a low environmental impact to the river.

[pt] A contaminação dos efluentes líquidos com metais pesados é uma ameaça ambiental comum, já que estes íons metálicos tóxicos encontram-se dissolvidos, atingindo eventualmente o topo da cadeia alimentar e assim se tornar um fator de risco para a saúde humana e ambiente. Diversos métodos de tratamento de efluentes como precipitação química, coagulação, floculação, flotação, troca iônica, filtração são empregadas para remoção dos metais pesados; estas possuem algumas desvantagens, quando empregados para tratamento de grandes volumes de efluentes líquidos com concentrações mínimas. Neste trabalho foi avaliada a cepa bacteriana Rhodococcus opacus como um potencial sorvente para a remoção de Ni(II) e Al(III) de soluções aquosas por flotação biossortiva, através de ensaios em batelada. O valor de pH adequado para a biossorção e flotação foi entorno de 5 para ambos metais. Os dados correspondentes à capacidade de captação do Rhodococcus opacus em função da concentração do níquel e do alumínio foram bem ajustados ao modelo de Redlich- Peterson e ao modelo de Temkin, respectivamente. As capacidades de captação máxima obtidas foram: 7,63 e 41,59 mg.g-1 para o níquel e alumínio, nesta ordem. A cinética de biossorção para o níquel e alumínio foi modelada pela equação de pseudosegunda ordem. Foram avaliadas também as propriedades superficiais do microorganismo antes e após a interação dos metais para poder determinar os possíveis mecanismos implicados na biossorção mediante medições eletrocinéticas e espectroscopia de infravermelho. Na flotação biossortiva, verificou-se que o microorganismo apresenta propriedades muito promissoras como coletor e espumante, obtendo-se porcentagens de remoção de 90% e 95% para o níquel e alumínio, respectivamente. Os resultados apresentados mostram que o Rhodococcus opacus apresenta características adequadas no que tange a flotação biossortiva para remoção de metais. / [en] Heavy metal pollution of wastewater is a common environmental threat, since the toxic metal ions dissolved can eventually reach the top of the food chain and thus, become a risk factor for people`s health. Various methods of effluent treatment such as chemical precipitation, coagulation, flocculation, flotation, ionic exchange and filtration are commonly used for heavy metals removal from liquid streams; these techniques possess some disadvantages, particularly, inadequate metals removal when applied to dilute effluents on a large scale basis. In this work, a Rhodococcus opacus strain was evaluated as a potential biosorbent for Ni(II) and Al(III) removal from aqueous solution for biosorptive flotation process, trough experimental batch experiments. The pH value suitable for biosorption and flotation was around 5 for both metals. The data pertaining to the uptake capacity of the Rhodococcus opacus as a function of the nickel and aluminum ion concentration had been fitted to the Redlich- Peterson and Temkin isotherm model, respectively; where the maximum uptake capacities obtained were: 7,63 and 41,59 mg.g-1 for nickel and aluminum, respectively. The nickel and aluminum kinetics biosorption were modeled using a pseudo second order rate equation. The superficial properties of the microorganism had also been evaluated before and after the interaction with the metals, to be able to find out the possible mechanism implied in the biosorption; by means of the electro kinetic measurements (Zeta Potential) and Infrared spectroscopy (FTIR). In the biossorptive flotation, it was verified that the microorganism presents excellent properties a collector and foaming agent, reaching 90% and 95% removal of nickel and aluminum. The results of this work showed that the Rhodococcus opacus has a strong and feasible engineering potential for heavy metals removal by biossorptive flotation.

[pt] Com base no procedimento EPA-3050B, estudou-se o teor de metais (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, e Zn) em lodos de esgoto da CETESB. Foram analisadas duas amostras e os resultados obtidos foram (Cd =3,4 ; Cr =367,5 ; Cu =263,0 ; Ni=290,6 ; Pb =91,5 ; Zn =1324,9 mg/ kg) para primeira amostra e (Cd =3,0 ; Cr =332,2 ; Cu =190,5 ; Ni=274,6 ; Pb =82,5 ; Zn =1284,2 mg/ kg) para segunda amostra, resultados estes inferiores aos descritos pela CETESB para amostras de lodo da mesma estação de tratamento. Dada uma potencial utilização deste material como adubo agrícola, foi determinada a fração disponível destes metais. Com exceção do níquel (25%), uma fração pequena dos metais estudados encontra-se na forma assimilável pelas plantas (< 20%), com base no procedimento descrito pela EMBRAPASolos (extração com DTPA). Os efeitos de uma eventual utilização de composto húmico mineral (CHM) como aditivo ao lodo, visando uma redução na fração assimilável de metais, foi estudada em função da quantidade de CHM aplicado e do pH da solução final. Os resultados obtidos demonstraram que o CHM possui um poder de complexação para os metais semelhante ao do DTPA e que, sua aplicação ao lodo de esgoto, teria, na realidade um efeito de potencializar a fração disponível de certos metais como o zinco. / [en] Based on the EPA-3050B procedure, the concentration of metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn) in sludge source at CETESB studied. Two samples were analyzed and the results obtained were (Cd =3,4 ; Cr =367,5 ; Cu =263,0 ; Ni=290,6 ; Pb =91,5 ; Zn =1324,9 mg/ kg) and (Cd =3,0 ; Cr =332,2 ; Cu =190,5 ; Ni=274,6 ; Pb =82,5 ; Zn =1284,2 mg/ kg). These concentrations were below those descried by SABESP for sludge samples measured in the same treatment station. Due to the potential utilization of these materials as manure in agriculture, the disposal fraction of these metals was determined. Except nickel (25%), a little fraction of metals studied is assimilated by plants (< 20%), base on the procedure already descried by EMBRAPA- Solos (extraction with DTPA). The effect of an eventual utilization to humic mineral compound (HMC), as additive in sludge, aiming the reduction of the assimilated fraction of metals, were studied in function of both, the amount of HMC applied and the final pH of the solution. The results obtained showed that HMC has a complexation potential for metals similar to DTPA and that, its application in sludge, has in fact, a potential effect on the disposal fraction of metals such as zinc.