[pt] Essa dissertação apresenta um estudo comparativo de quatro diferentes modelos de cinética química detalhada que envolvem as principais espécies químicas responsáveis pelo processo de formação e oxidação da fuligem, i.e., o oxigênio molecular, o radical hidroxila, o acetileno, o propargil, benzeno, fenil e pireno. Para este fim, considera-se a combustão de misturas de etileno/ar e metao/ar. Para analisar os modelos cinéticos são utilizados um reator perfeitamente misturado (PSR) e um reator parcialmente misturado (PaSR). No caso do reator perfeitamente misturado, um estudo sistemático da influência do tempo de residência e a riqueza da mistura sobre estas espécies químicas é apresentado. São discutidas as importantes discrepâncias obtidas, para o acetileno, o propargil, o benzeno, o fenil e o pireno, entre os modelos cinéticos analisados. As espécies oxidantes exibem menores discrepâncias dentre todas as espécies analisadas. No caso do reator parcialmente misturado, a razão entre o tempo de residência e o tempo de mistura é o parâmetro de análise. De modo geral, os resultados obtidos permitem avaliar o comportamento dos mecanismos cinéticos em uma situação representativa de combustão em escoamentos turbulentos. / [en] In this dissertation a comparative study is presented of four different detailed kinetics models involving the main chemical species responsible for the soot formation and oxidation, i.e., the molecular oxygen, the hydroxyl, the acetylene, the propargyl, the benzene and the pyrene. To this purpose is considered the combustion of ethylene/air and metane/air. To analyze the kinetic models are used a perfect stirred reactor (PSR) and a partial stirred reactor (PaSR). In the case of a perfect stirred reactor a systematic study of the influence of the residence time and of the equivalence ratio on these chemical species is presented. Are discussed the important discrepancies obtained for acetylene, propargyl, benzene, phenyl and pyrene, between the kinetic models analyzed. The oxidizing species exhibit minor discrepancies only. In the case of the partially mixed reactor, the ratio between the residence time and the mixing time is the analysis parameter. Overall, the results obtained allow to evaluate the behavior of the kinetic mechanisms in situations representative of combustion in turbulent flows.

[pt] A maioria dos estudos envolvendo adsorção de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) é realizada em solos de regiões de clima frio. Como em países tropicais as características dos processos pedológicos e os solos resultantes são diferentes há necessidade desses estudos em solos brasileiros. Com esse objetivo, este trabalho estudou a adsorção de pireno em sete categorias representativas de solos brasileiros: Argissolo, Latossolo Amarelo, Latossolo Vermelho acriférrico, Latossolo Vermelho Amarelo distrófico, Neossolo Quartzarênico, Organossolo e Vertissolo. Foram realizados ensaios de adsorção usando massa de amostra dos solos de 2,5 g e 5,0 g. Para todas as categorias de solos estudados observou-se diferentes tempos de equilíbrio tanto nos estudos feitos com 2,5 g de solo quanto naqueles com 5,0 g. Nos experimentos realizados com a menor massa (2,5 g), observou-se que os perfis das curvas de adsorção para o Latossolo Vermelho acriférrico e para o Vertissolo apresentaram diferenças significativas sugerindo maiores competições pelos sítios de sorção. Para as demais categorias não foi observada diferença significativa no perfil das curvas de adsorção. Verificou-se ainda que não foi somente o teor de matéria orgânica responsável pelo equilíbrio do processo de adsorção como esperado. A presença de argilas expansivas pode ter contribuição para o aumento da quantidade de pireno adsorvida no solo (Q), como foi verificado para o Vertissolo. Foi observado que as categorias de solos estudadas apresentam características físico-químicas e Koc muito diferentes indicando que o processo de adsorção de pireno nestes solos não pode ser considerado como um modelo único. Neste trabalho o processo de adsorção de pireno foi descrito pelas isotermas de Langmuir (Argissolo e Latossolo Vermelho acriférrico), de Langmuir com linearização (Latossolo Vermelho Amarelo distrófico), de BET (Neossolo Quartzarênico) e isoterma linear (Vertissolo). Os resultados obtidos para o Latossolo Amarelo não se ajustam aos modelos de isotermas testados. / [en] Since most of the studies that involve polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) adsorption in soils are make in regions of temperate or cold climate. In tropical countries, the characteristics of the pedological processes and the resultant soils are quite different there is the necessity of working on new studies in the Brazilian soils. In this dissertation, the pyrene adsorption in seven differents Brazilian soils was studied: Clays soils, Yellow Latosoil, Red Anionic Latosoil, Red Yellow Latosoil, Neosoil Quartzarenic, Organic soil and Vertisoil. Two groups of adsorption tests were carried out, in the first one we used samples of 2.5g of soil and in the second one the soil mass was increased to 5.0g. To all soils, it was possible to observe that, when the initial mass of soil was changed, different times of reaction were needed so that the sorption process could reach the thermodynamic equilibrium. And yet because of this bigger competition, the profile of the Red Anionic Latosoil and Vertisoil curves, obtained by the usage of different pyrene/soil relations, presented meaningful differences when compared. The presence of the swelling clays may contribute to the increase of the quantity of pyrene adsorpted in the soil (Q), such as happened in the Vertisoil. In this work, was found the Langmuir`s isotherms to Clays soils and Red Yellow Latosoil, BET to Neosoil Quartzarenic and linear isotherm to Vertisoil.

[pt] Neste trabalho, a fosforimetria em temperatura ambiente em substrato sólido (SSRTP) foi utilizada para o desenvolvimento de método para determinação ultra-traço e seletiva de criseno e de pireno em amostras complexas contendo diversos outros hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA). O criseno e o pireno foram selecionados por serem classificados pela Agência Americana de Proteção ao Meio Ambiente (U.S. Environmental Protection Agency - EPA) como dois dos dezesseis HPA poluentes prioritários e por serem conhecidos como uma ameaça à saúde pública e à integridade dos ecossistemas marinhos. A capacidade seletiva da SSRTP foi explorada por meio do efeito externo seletivo do átomo pesado e do ajuste de pH da solução carreadora de solução de analito para o substrato de celulose. O efeito da modificação da celulose com o surfactante SDS também foi investigado, assim como o uso da varredura de modo sincronizado para melhoria da resolução espectral. O nitrato de prata em substratos contendo SDS foi identificado como indutor seletivo de fosforescência do criseno em relação ao pireno e demais HPA em estudo (antraceno, benzo[a]pireno, 1-hidroxipireno, fluoranteno, fenantreno, benzo[ghj]perileno e 1,2 benzoantraceno). Já o pireno foi determinado seletivamente com varredura convencional e sincronizada de fosforescência em substratos contendo nitrato de chumbo como indutor seletivo e soluções carreadoras de analito em meio básico (pH 12). Essa seletividade foi em relação aos HPA citados, e ao 1- hidroxipireno, mesmo este tendo uma estrutura molecular muito semelhante a do pireno. O planejamento fatorial foi usado, principalmente visando verificar as interações mútuas entre os efeitos das diferentes variáveis do método desenvolvido, e, conseqüentemente, a escolha da melhor condição experimental. Neste estudo, foram enfatizados: (i) a análise experimental estatística (testou-se a significância dos efeitos dos fatores usando a análise de variância, teste F e teste t), (ii) o uso do método gráfico (gráfico de Pareto) para a interpretação das interações (entre as variáveis) e dos resultados obtidos, assim como o refinamento do modelo, se necessário, excluindo variáveis irrelevantes. As características de desempenho foram obtidas, a fim de se validar o método proposto, obtendo assim a credibilidade técnica das medições. Testes estatísticos (testes de hipótese) com o uso de material de referência certificado (SRM NIST 1647d) e método de referência alternativo (HPLC com detecção por fluorescência) também foram incluídos no processo de validação e os resultados encontrados estão dentro do nível de 95% de confiança. Os limites de detecção do criseno e do pireno em termos de massa efetiva do analito depositada no substrato (limite de detecção absoluto - LDA) encontram-se na ordem do ng. A quantificação das fontes de variação associadas à medição, a incerteza da medição, foi estimada pelo ISO GUM e método de simulação de Monte-Carlo. Testes de seletividade com criseno e pireno na presença de outros HPA também foram realizados e os resultados obtidos permitiram que a técnica fosse utilizada para determinações seletivas. A aplicação do método em diferentes tipos de matrizes (bílis de peixe e aguardente de cana) também foi realizada e os percentuais de recuperação encontrados foram 109 (+ -) 18% (criseno) e 108 (+ -) 20% (pireno). Esses resultados são comparáveis com os obtidos por HPLC-fluorescência: 104 (+ -) 13% (criseno) e 102 (+ -) 15% (pireno). Estudos de caracterização, homogeneidade e estabilidade do criseno em matriz biológica, bílis de peixe da espécie Mugil liza, e a estimativa da incerteza da medição do material analisado também foram realizados. A incerteza da medição encontra-se na ordem do ng (referente à massa efetiva depositada no substrato de celulose). / [en] In this work, solid surface room-temperature phosphorimetry (SSRTP) was used to develop ultra-trace and selective methods for determination of chrysene and pyrene in complex samples containing several other polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Both chrysene and pyrene were selected because they are classificated by the U.S. Environmental Protection Agency (EPA) as two out of the sixteen major pollutants, affecting public health and marine ecosystems. The selective capability of SSRTP was explored through the selective external heavy atom effect and the adjustment of pH of the analyte solution used to carry out the analyte to the cellulose substrate. Cellulose modification with the use of the surfactant sodium dodecyl sulphat (SDS) has also been evaluated as well as the use of synchronous scanning to improve its spectral resolution. Silver nitrate together with SDS was identified as selective phosphorescence inducer for chrysene in the presence of pyrene and other PAHs which are being studied (anthracene, benzo[a] pyrene, 1- hidroxipyrene, fluoranthene, phenanthrene, benzo[ghi] perylene and 1,2 benzoanthracene). On the other hand, pyrene was selectively determined with synchronous and conventional phosphorescence scanning in substrates treated with lead nitrate as a selective inducer and using analyte carrier solution with pH 12. This selectivity towards pyrene was achieved in the presence of all the other tested PAHs, including the 1- hidroxipyrene, even though they have quite similar molecular structures. A factorial design was applied in order to verify mutual interactions among factors of the different variables and to find the best experimental conditions. It has been emphasized in this study: (i) statistical experimental analysis (testing the significance of the factors using the analysis of variation, F-test and t-test), (ii) graphic method (Pareto´s chart) to the interpretation and evaluation of the interactions among all the variables and obtained results, the model was refined whenever necessary so exclude irrelevant variables. After choosing the best experimental condition, the performance characteristics were obtained validating the proposed method. Statistical tests were applied in order to compare results obtained using a standard reference material analysis (NIST SRM 1647d). The proposed method was also compared with a reference analytical technique (HPLC with fluorescence detection) and the results obtained are within 95% confidence level. Chrysene and pyrene absolute detection limits were found in the ng order. The quantification of the variation sources associated to the measurement (the measurement´s uncertainty) was estimated based on ISO GUM and Monte-Carlo simulation method. Selectivity tests for chrysene and pyrene, in presence of the other PAHs were also performed. The methods were applied to different types of samples (fish bilis and spirit drink from sugar cane) and the recoveries were 109 (+ -) 18% (chrysene) and 108 (+ -) 20% (pyrene) by SSRTP. These results are comparable to ones obtained by HPLCFluorescence: 104 (+ -) 13% (chrysene) and 102 (+ -) 15% (pyrene). Characterization, homogeny and stability studies in a biological matrix (fish bilis of the type Mugil liza) and the estimation of uncertainty of the analysed material were also done. The measurement uncertainty was found in ng order (in terms of the effective mass deposit in the cellulose substrate).