Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Os compostos benzeno, tolueno, etilbenzeno e os xilenos (BTEX) sÃo os hidrocarbonetos monoaromÃticos que agregam maior risco ao meio ambiente, principalmente devido Ãs caracterÃsticas tÃxicas e carcinogÃnicas. Dentre os mÃtodos usualmente aplicados na remoÃÃo de BTEX em Ãguas contaminadas, o tratamento anaerÃbio tem merecido destaque principalmente em relaÃÃo aos baixos custos. Nesse sentido, buscou-se avaliar diferentes estratÃgias de remoÃÃo de BTEX em condiÃÃes anaerÃbias. Foram realizados ensaios em fluxo contÃnuo em trÃs biorreatores anaerÃbios que foram alimentados com soluÃÃo sintÃtica de BTEX (~ 3 mg.L-1 de cada composto) solubilizados em etanol e operados a 27ÂC. As concentraÃÃes dos BTEX foram determinadas por cromatografia. No biorreator metanogÃnico foram analisadas as seguintes influÃncias: 1) do tempo de detenÃÃo hidrÃulico (TDH) (48 h, 36 h e 24 h); 2) da carga orgÃnica volumÃtrica; 3) da recirculaÃÃo do efluente; 4) e do sistema microaerÃbio. O reator sulfetogÃnico foi operado com um TDH de 48 h e foram testados diferentes razÃes DQO/SO4-2 de aproximadamente 12, 5, 2,5 e estequiomÃtrica- com diferentes cargas orgÃnicas. O reator desnitrificante foi operado tambÃm com um TDH de 48 h nas razÃes DQO/NO3- de aproximadamente 12 e 5. Os reatores avaliados mostraram-se bastante estÃveis durante todas as fases do experimento. Com relaÃÃo à remoÃÃo de BTEX, de uma forma geral, as menores eficiÃncias de remoÃÃo foram encontradas para o benzeno, independente do tipo de aceptor final de elÃtrons, indicando a difÃcil biodegradaÃÃo desse composto sob condiÃÃes anaerÃbias, enquanto que as maiores eficiÃncias foram observadas para os xilenos e o tolueno, chegando a remoÃÃes de atà 90%. Tais valores levam em conta possÃveis interferÃncias de adsorÃÃo e de volatilizaÃÃo. TambÃm foi notado que deve haver uma sinergia entre os distintos compostos, podendo esta exercer um forte efeito sobre as eficiÃncias de remoÃÃo dos BTEX. Comparando-se os trÃs reatores, notou-se que nÃo houve melhora significativa nas eficiÃncias de remoÃÃo dos compostos na presenÃa de nitrato ou sulfato. O reator biolÃgico metanogÃnico forneceu elevadas eficiÃncias na remoÃÃo de DQO, superiores a 80% em mÃdia, para as fases que as concentraÃÃes de substrato estavam altas, produzindo biogÃs (predominantemente na forma de gÃs metano), nÃo acumulando Ãcidos graxos volÃteis, e com alcalinidade suficiente para tamponar o meio em pH neutro. A fase que obteve os melhores resultados de remoÃÃo de BTEX (cerca de 94%) foi a que tinha um sistema microaerÃbio adicionado ao reator metanogÃnico, com eficiÃncias de remoÃÃo de DQO superiores a 85%. / The compounds benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX) are monoaromatic hydrocarbons compounds which represent a high risk for the environment, mainly due to their toxic and carcinogenic characteristics. Among the methods usually applied for the removal of BTEX from contaminated waters, anaerobic treatment has drawn attention especially because of its low cost. Accordingly, anaerobic biodegradation of BTEX was assessed under methanogenic, denitrifying and sulfidogenic conditions. Assays were performed in three bitstream anaerobic bioreactors that were fed with a synthetic solution of BTEX (~ 3 mg.L-1 of each compound) solubilized in ethanol and operated at 27ÂC. The concentrations of BTEX were determined by chromatography. In methanogenic bioreactor were analyzed the following influences: 1) the The hydraulic retention time (HRT) (48 h, 36 h and 24 h), 2) the shock loading, 3) the effluent recycling , 4) and microaerobic system. The sulfidogenic reactor was operated with a HRT of 48 h with different DQO/SO4-2 ratios of approximately 12, 5, 2.5, and stoichiometric with different organic fillers. The denitrifying reactor was also operated with a HRT of 48 h in the rations DQO/NO3-1 of approximately 12 and 5. The reactors evaluated were quite stable during all phases of the experiment. About BTEX removal, in general, benzene showed the lower removal efficiencies, regardless of the electron acceptor, indicating the difficulty of biodegradation of this compound under anaerobic conditions. The highest removal efficiencies were observed for toluene and xylenes, reaching up to 90% removal. These values take into account possible interferences of adsorption and volatilization. It was also noted that there should be a synergy between the different compounds that could have a strong effect on the removal efficiencies of BTEX. Comparing the three reactors, it was noted that there was significant improvement in the removal efficiency of the compounds in the presence of nitrate or sulfate. The methanogenic reactor showed high COD removal efficiencies higher than 80% on average for the phases with a high substrate concentration, producing biogas (mainly in the form of methane) not accumulating volatile fatty acids, and with enough alkalinity to buffer the medium at neutral pH. The phase that achieved the best results BTEX removal (about 94%) was the one that had a microaerobic system added to methanogenic reactor, with COD removal efficiencies exceeding 85%.

nÃo hà / Com a finalidade de entender o funcionamento dos aqÃÃferos da Chapada do Araripe, quantificar suas reservas e avaliar a vulnerabilidade à poluiÃÃo, foram aplicados, na ausÃncia de dados hidrogeolÃgicos e hidrolÃgicos sistematizados, mÃtodos de hidrogeologia, hidroquÃmica, hidrologia isotÃpica, edafologia, ecologia e modelagem numÃrica. Os resultados sÃo interpretados sinoticamente. Foram feitos (i) a avaliaÃÃo da geologia, (ii) a interpretaÃÃo de medidas quÃmica e isotÃpica (O-18, C-13, H-3 e C-14) das Ãguas, (iii) o estudo da matÃria orgÃnica dos solos (importante agente na recarga) utilizando os isÃtopos N-15 e C-13, (iv) o cÃlculo da capacidade de infiltraÃÃo, em solos de diferentes formaÃÃes florestais, utilizando o modelo de GREEN e AMPT, (v) a simulaÃÃo do fluxo subterrÃneo utilizando os modelos computacionais MODFLOW e MODPATH e (vi) a obtenÃÃo dos Ãndices de vulnerabilidade à poluiÃÃo utilizando o mÃtodo de FOSTER e HIRATA. Verificou-se, desta maneira, a intima interrelaÃÃo entre hidrologia, climatologia e ecologia da chapada. Na porÃÃo leste, Ãrea de floresta e de pluviosidade elevada, as Ãguas do Sistema AqÃÃfero Superior sÃo jovens (tempo de residÃncia de ≈ 180 anos e δ 18O≈ -3,24 â) derivadas de chuvas atuais (δ 18O ≈ -3,2 â), enquanto na porÃÃo oeste, mais seca e com vegetaÃÃo rala, encontra-se paleo-Ãguas (pmC ≈ 25,5, ≈10.932 anos) marcadas ainda pelo clima pleistocÃnico mais frio (δ 18O ≈ -5 â). Na primeira Ãrea, a recarga à avaliada em ≈ 4 % da precipitaÃÃo anual; porem, as anÃlises de solos indicam uma reduÃÃo da capacidade de infiltraÃÃo para somente 20 % em Ãreas desmatadas, ilustrando a forte influÃncia de mudanÃas da cobertura vegetal sobre o balanÃo hÃdrico (e a vazÃo das fontes) da chapada. A reserva permanente do Sistema AqÃÃfero Superior, calculada pelo MODFLOW, à de 13 * 109 m3/ano, a reserva reguladora de 21,4 * 106 m3/ano e a infiltraÃÃo profunda atravÃs de fraturas no aquiclude Santana de 3 * 105 m3/ano. A porÃÃo leste, à de moderada vulnerabilidade à poluiÃÃo, com exceÃÃo da falha de Jardim que à de alta vulnerabilidade. A porÃÃo oeste apresenta-se de baixa vulnerabilidade, com exceÃÃo da falha nas proximidades dos poÃos SerrolÃndia I e II que à de moderada vulnerabilidade. Os barreiros estÃo em estado sanitÃrio muito ruim e constituem a entrada principal de poluiÃÃo para a Ãgua subterrÃnea / The objectives of this research were to understand the aquifers of the Araripe Plateau, quantify their resources, and assess their vulnerability to pollution. In order to address the lack of hydrologic and hydrogeologic data, methods from various areas were employed (hydrogeology, hydrochemistry, isotope hydrology, soil science, ecology and numerical modeling). Results are interpreted in a synoptic way. We performed (i) geologic analysis, (ii) chemical and isotopic analyses (O-18, C-13, H-3 and C-14) of water samples, (iii) studied organic material in soils (important to recharge) using N-15 and C-13, (iv) determined the capacity of infiltration for soils with different vegetation using the GREEN and AMPT model, (v) performed MODFLOW and MODPATH simulations of groundwater flow, and (vi) vulnerability study (FOSTER and HIRATA). In this fashion, an intimate relationship between hydrology, climate and ecology was verified for the Araripe Plateau. In the eastern section, with forests and elevated rainfall, waters of the Upper Aquifer System are young (residence time ≈ 180 years) and are derived from present day rainfall, whereas in the western section, with low rainfall and sparse vegetation, paleo-waters (pmC ≈ 25,5, ≈10.932 years) are found, identified by its colder pleistocenic climate (δ 18O ≈ -5 â). In the first area, recharge is estimated to be ≈ 4 % of annual rainfall. However, for areas of deforestation, soil analyses indicate a reduction in the infiltration capacity to only 20 %, illustrating the strong influence of changes in vegetation on the water balance (and the discharge of springs) of the Plateau. MODFLOW simulations calculate for the Upper Aquifer System permanent reserves of 13*109 m3/year, regulating reserves of 21,4*106 m3/year, and a deep percolation, through fractures in the aquiclude Santana, to the Cariri Valley of 3*105 m3/year. With respect to vulnerability, the eastern section is moderate, with exception of the fault of Jardim which is highly vulnerable. The western section of the Araripe Plateau presents low vulnerability, but increasing to moderate in the area of the wells Serrolandia I and II. The ponds (âbarreirosâ) of the Plateau are of very poor sanitary condition and represent critical spots for aquifer pollution