En el Perú, se tiene una buena riqueza hídrica pues se cuentan con 54 cuencas hidrográficas por las que se podrían obtener 2’046,827 metros cúbicos al año. Sin embargo, este recurso hídrico está localizado en lugares con menor densidad poblacional y no alcanza suficientemente a los lugares de mayor densidad poblacional que usualmente se ubican en la costa. Una alternativa de solución para la escasez de agua potable son las plantas desalinizadoras. Por esta razón, en el sur de Lima, se está construyendo una planta desalinizadora y una planta de tratamiento de agua residual para beneficiar directamente a los usuarios en los distritos del sur. Este proyecto, llamado PROVISUR, está siendo cuestionado por una presumible contaminación a las playas en Santa María. Por lo antes expuesto, la presente tesis tiene como objetivo estudiar el funcionamiento de una planta desalinizadora de Osmosis Inversa y de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales para entender el proyecto de PROVISUR. Así como también, analizar todos los impactos ambientales que son producidos por este proyecto en el mar peruano y proponer soluciones y alternativas en específico al vertimiento del efluente de ambas plantas. Finalmente, modelar la emisión mediante el programa CORMIX y determinar los impactos ambientales reales de las plantas del proyecto ubicado en el balneario de Santa María, Lima. Después de estudiar el Estudio de Impacto Ambiental del proyecto PROVISUR y de realizar el modelamiento numérico empleando el CORMIX, se tiene como conclusión, que este proyecto tendría que ser revisado por las autoridades correspondientes debido a que presenta algunas deficiencias en el Marco Legal y presenta imperfecciones en el modelamiento para la dispersión del contaminante. Los valores obtenidos después de la modelación numérica son aproximados al estudio realizado por la empresa PROVISUR en cuanto a los parámetros ambientales. Sin embargo, estos contaminantes no están siendo analizados apropiadamente para una dilución en un campo cercano a la emisión. / Tesis

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T08:15:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 286371.pdf: 1947104 bytes, checksum: 68df212a986afad58f62e633e601bcc8 (MD5) / Patógenos virais humanos têm sido associados a muitos episódios de gastrenterites, bem como a doenças relacionadas ao consumo de moluscos contaminados. O risco pode ser reduzido por um tratamento destes moluscos visando sua auto-limpeza previamente a sua comercialização. A depuração de moluscos reduz os níveis de microrganismos presentes na carne, diminuindo a chance de uma potencial infecção associada ao seu consumo in natura. Em um sistema de depuração, a água do mar pode ser recirculada pelo menos por 24 horas e, durante este ciclo, a água é tratada química ou fisicamente para eliminar a contaminação por microrganismos. Neste trabalho, um sistema fechado de depuração de moluscos foi testado para eliminar os patógenos virais em ostras. Além disso, a capacidade do cloro livre em inativar esses vírus, bem como a estabilidade viral em água do mar, com e sem radiação U.V. foram investigadas. Para os ensaios de depuração, ostras (Crassostrea gigas) foram artificialmente contaminadas em aquários, contendo água do mar semeada com Vírus da Hepatite A (HAV) e Adenovírus Humano (HAdV5). Em seguida, as ostras foram colocadas no tanque de depuração, e foram analisadas após 48h, 72h e 96h. Em cada amostragem, o trato gastrointestinal das ostras foi homogeneizado e processado visando a eluição das partículas virais. Para os estudos de desinfecção pelo uso do cloro, água do mar natural e artificial foram semeadas com Norovírus Murino 1 (MNV-1), HAdV2 e Poliomavírus JC (JCPyV) e tratadas com uma concentração inicial de cloro livre de 2,5 mg/l, por 60min. Para os ensaios de estabilidade viral em água do mar e desinfecção viral por luz U.V., 300L de água do mar foram semeadas com o HAV, MNV-1 e HAdV2 e tratados com U.V. (36W), em um mini-tanque de depuração, com recirculação por 120h. Um litro de água do mar foi coletado a cada 24h em até 120h e as amostras de água foram tratadas pelo método de floculação com leite acidificado para adsorção e concentração das partículas virais. O monitoramento viral nos tecidos das ostras e água do mar foi avaliado por métodos moleculares (PCR e q(RT)-PCR), e por métodos de cultura celular associados a métodos moleculares ou imunológicos (ICC-PCR, RT-PCR ICC, IFA, Citometria de Fluxo e Ensaio de Placas de Lise). A detecção por PCR, em amostras de ostras, mostrou que o genoma de HAdV5 foi detectado em todos os períodos de amostragem, e o genoma do HAV foi detectado até 72 h. Os testes envolvendo viabilidade viral por ICC-PCR, demonstraram uma inativação viral progressiva, nas ostras, ao longo das 96h de recirculação de água do mar tratada com luz U.V. Nos ensaios de desinfecção por cloro, após 30 minutos de tratamento de água do mar, foi observada uma redução de ~2log10 e ~3log10 para MNV-1 e HAdV2, respectivamente, com base nos resultados q(RT) PCR. Quando a infecciosidade viral foi analisada, uma redução de mais de 4log10 foi observada para MNV-1, enquanto HAdV2 apresentou uma redução de ~ 2.3log10, mantendo-se infeccioso após 60 minutos. JCPyV apresentou em média uma redução de 1,6 log10, quando avaliado por qPCR. Não houve diferenças na cinética de desinfecção viral observadas em água do mar natural e artificial. Para os ensaios de estabilidade viral em água do mar tratada ou não com luz U.V., com base nos resultados q(RT)-PCR, foram observadas cinéticas diferentes para cada vírus em 120 horas de contato. Reduções de ~ 5log10 e 3log10, em 120h, para HAdV2 e HAV, respectivamente; para MNV-1, foi observada uma redução de ~4,5 log10 em 72h sob tratamento com luz U.V. Apesar da detecção do genoma, HAdV2 foi capaz de permanecer infeccioso até 72h, de acordo com resultados de ICC-RT-PCR. Ensaios envolvendo estabilidade viral sem radiação U.V. demonstraram uma redução progressiva da carga viral ao longo das 120h de recirculação de água do mar para os três vírus (~ 2log10 para HAdV2; ~ 2,5 log10 para HAV e ~ 3log10 para MNV-1). Esta cinética diferente provavelmente está associada às espécies de cloro presentes, ao tempo de contato com a radiação U.V. e a características estruturais peculiares de cada um dos vírus. A diminuição natural da carga viral pode ser devido à existência de fatores ambientais, tais como força iônica e compostos encontrados naturalmente na água do mar. Este trabalho confirmou que HAdV é um patógeno viral particularmente resistente e exige mais tempo para inativação. Estes dados serão úteis para a otimização de desinfecção da água nos tanques de depuração de moluscos. / Viruses have been linked to nearly all episodes of gastroenteritis as well as outbreaks of illnesses related to consumption of contaminated shellfish. The risk may be reduced by appropriate treatment following harvesting as well as by depuration, which is a method that reduces the levels of microorganisms present in mollusk meat, decreasing the potential for infections associated with mollusk consumption in natura. In a depuration system, seawater may be recirculated for at least 24h, and during this cycle, the water must be chemically or physically treated to eliminate microbial contamination. In this work, a shellfish depuration closed system was tested to eliminate viral pathogens from oysters. Moreover, the chlorine capability to inactivate these viruses, as well as the viral stability and disinfection in seawater with and without U.V. irradiation were investigated. For depuration assays, oysters (Crassostrea gigas) were first artificially contaminated in aquariums containing seawater seeded with Hepatitis A virus (HAV) and Human Adenovirus (HAdV5). Then, the oysters were placed into the depuration tank, and were harvested after 48h, 72h and 96h. After each sampling, the gastrointestinal tracts were homogenized and the viral particles were eluted. To chorine disinfection assays, natural and artificial seawater were seeded with selected viruses (Murine Norovirus 1, MNV-1; HAdV2; JC Polyomavirus, JCPyV) and treated by adding initial free chlorine concentration of 2.5mg/l for up to 60min. For the stability assays, 300L of natural seawater were seeded with HAV, MNV-1 and HAdV2, and treated by 36W U.V. lamp, into the mini depuration tank, with recirculation, for up to 120h. One liter of viral seeded seawater was harvested every 24h and viral particles were concentrated by flocculation method using skimmed milk. The kinetics of viral decay in oysters and seawater was evaluated by molecular techniques (PCR and q(RT)-PCR), and by cell culture associated with molecular and immunological methods to access the viral infectivity (ICC-PCR, ICC RT-PCR, IFA, Flow Cytometry and Plaque Assay). The molecular detection by PCR for both viruses showed that the presence of HAdV5 genome was positive in all of the sampling periods, and the HAV genome was detected until 72 h. The tests involving viral viability by ICC-PCR, demonstrated a progressive viral inactivation along the 96h of seawater recirculation under U.V. light irradiation. After 30 minutes of treatment of natural seawater a ~2log10 and ~3log10 reduction where observed for MNV-1 and HAdV2, respectively, based on q(RT)PCR results. When viral infectivity was analyzed, a reduction of more than 4log10 was observed for infectious MNV-1, while HAdV2 presented ~2.3log10 reduction, remaining infective viruses present after 60 minutes. JCPyV presented a average reduction of 1,6 log10, analysed by qPCR. No differences in the disinfection kinetics have been observed between natural and artificial seawater. Based on qPCR results, the kinetics observed were different for each virus, reaching, at 120h of contact time, ~5log10 and ~3log10 reduction for HAdV2 and HAV, respectively; for MNV-1, was observed a ~4,5log10 reduction at 72h under U.V. treatment. Despite the genome detection, HAdV2 was able to remain infectious only up to 72h, according ICC-RT-PCR results. Assays involving viral stability without U.V. irradiation, demonstrated a progressive reduction of viral load along the 120h of seawater recirculation for three viruses (~2log10 for HAdV2; ~2,5log10 for HAV and ~3log10 for MNV). This different kinetics is probably associated to the chlorine species present, the contact time with the U.V. radiation and structural characteristic of each virus. The natural decreasing of viral load can be due to the existence of environmental factors, such as ionic strength and compounds naturally found in seawater. This work confirmed that HAdV is a particularly a resistant viral pathogen and requires longer periods for inactivation. These data will be subsequently useful to plan water disinfection in shellfish depuration tanks.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Aqüicultura. / Made available in DSpace on 2013-07-15T22:56:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262163.pdf: 4425656 bytes, checksum: 96b99649492e6779bf8014771d8edf40 (MD5) / Um programa de monitoramento foi conduzido na costa catarinense (entre as latitude 27 º23’ e 27 º55’S, longitude 48 º40’ e 48 º20’W), com o objetivo de caracterizar a água do mar em 5 pontos de cultivo de moluscos, mexilhão Perna perna e ostra Crassostrea gigas. Entre os anos de 1999 e 2002, a cada 15 dias, foram coletados, na superfície e fundo, dados de temperatura, pH, OD, salinidade, clorofila a e material em suspensão. Foi observada variação entre os anos de estudo, no entanto, não foi possível relacionar essa variação com o aumento da produção. As principais diferenças para os diferentes parâmetros foram as variações sazonais e espaciais. Na Baía Norte, ocorreu maior concentração de clorofila a, 4,00 µg.L-1 , em relação a Baía Sul, 2,55 µg.L-1 e fora da Baía 1,43 µg.L-1. A concentração de material particulado total foi também mais elevada na Baía Norte, 27,13 mg.L-1, comparado a Baía Sul, 9,41 mg.L-1 e fora da baía, 8,90 mg.L-1. A grande quantidade de material particulado de relativamente baixa qualidade, entre 0,19 e 0,29 de fração orgânica, faz com que este alimento pouco disponível aos filtradores de material em suspensão. Em função dos resultados obtidos, verifica-se a necessidade de um monitoramento mais rigoroso da produção de moluscos marinhos e sua relação com as áreas utilizadas para o cultivo. / A monitoring program has been developed in five different locations along Santa Catarina's coast (27o23 ' and 27o55 ' S; 48o40 ' and 48o20 ' W), in order to conduct a seawater characterization in five mollusk culture sites. From January 1999 to December 2002, each 15 days, data was collected in surface and bottom on temperature, DO, pH, salinity, chlorophyll a and particulate matter. It was observed variations in the study period however it was not possible to link this variation with the increase of mariculture production. The major differences observed among the different parameters were seasonal and local variations. In the Northern bay of Santa Catarina’s island, we found the larger chlorophyll a concentration average, 4,00 µg.L-1, compared to the Southern bay, 2.55 µg.L-1 and outside the bay, 1.43 µg.L-1. The concentration of total particulate suspended matter was also higher in the Northern Bay, 27.30 mg.L-1 than in the Southern Bay, 9.41 mg.L-1 and outside the bay, 8.90 mg.L -1. The great quantity of particulate matter with relatively low quality, from 0,19 to 0,29 organic fraction, make the feed less available for the filter feeders. The results of this study showed the importance of conducting a monitoring program and its relations with the culture sites and the amount of culture units per area.

Dissertação (mestrado) - Univesidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-20T03:38:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / As ponteiras de "risers" de exploração de petróleo estão sujeitas ao riscamento na montagem e à corrosão pela água do mar. Como os resultados de sua proteção por níquel químico ou aspersão térmica (AT) até então tiveram falhas, esse trabalho teve por objetivo, avaliar comparativamente o desempenho de revestimentos de diferentes materiais de alta resistência ao desgaste e boa resistência à corrosão (WC-Co, WC-Co-Cr, Cr3C2-NiCr, (WC-12Co) + NiCrFeSiBC e uma liga autofluxante de Ni), aplicados por dois sistemas de AT HVOF de última geração (JP-5000, DJ 2700). Numa primeira fase foram avaliadas a dureza e a microestrutura (dispersão de carbonetos e porosidade) dos revestimentos, depositados conforme procedimentos e parâmetros de aspersão recomendados por duas distintas firmas aplicadoras. Em paralelo foi analisado, por microscopia eletrônica de varredura, o grau de fusão dos diferentes tipos de pós, coletados após aspersão em água, visando um eventual ajuste das condições de aspersão. Foi analisada a influência da granulometria e do tipo de fabricação de pó (aglomerado sinterizado, aspergido sinterizado, misturado e atomizado) sobre o grau de fusão das partículas aspergidas e a porosidade resultante na camada depositada. Revelou-se necessário no caso dos testes iniciais com a pistola DJ 2700, devido a limitação local do sistema fornecedor de oxigênio e propano, reduzir o fluxo de pó alimentado. Em uma segunda fase, em condições otimizadas as camadas obtidas com ambos sistemas HVOF apresentaram baixa porosidade e elevada dureza, com valores acima de 1200HV0,3 (para WC-Co e WC-Co-Cr). Ensaios de desgaste (ASTM G65) mostraram a superior resistência das camadas WC-Co-Cr e WC-Co, em conformidade com o melhor nível de desempenho reportado na literatura para esses materiais. A camada de liga autofluxante NiWCrSiFeC teve o pior comportamento. O material misturado (WC-12Co) + NiCrFeSiBC já obteve uma maior resistência ao desgaste que a liga autofluxate pela presença de partículas duras. Com a esclerometria, empregando um penetrador de CBN, pretendeu-se comparar o comportamento das diferentes camadas quanto à resistência a um riscamento severo e eventual desplacamento em serviço, a partir de uma análise de seu diferente grau de trincamento. Os revestimentos que mais resistiram ao riscamento foram os de WC-Co e WC-Co-Cr. Apesar da formação de micro-trincas associadas ao risco da ferramenta, não foi constatado desplacamento a ponto de atingir o substrato. De acordo com os resultados desse trabalho sobre suas características mecânicas (resistência ao desgaste abrasivo e ao riscamento) e da literatura quanto sua resistência à corrosão em névoa salina, dentre os materiais avaliados o WC-Co-Cr seria o melhor candidato para substituir os revestimentos atualmente empregados.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / This research work deals with the environmental app raisal of the marine section that involves the System for Sewerage Disposal of Fortaleza and t he western-side beaches adjacent. It was possible identify and analyze the environmental par ameters the main zones and agents of pollution, as well as the level of impact on the oceanic waters and the nearby beach environment. Allied to pattern of coastal dynamics in the study area (characterization of the system of currents and determination of plume dispe rsion of pollutants, the proposed objectives were hired. Besides, the conditions for bathing usage of the beaches adjacent to the system for sewerage disposal were evaluated so as to determine the extent to which the water is contaminated and to find out its polluting sourc es and a likely relationship with the sewerage discharge. The simulations of the basic fa ctors underlying the functioning of the sewerage disposal and its surrounding environment u nderscore a very high diluting capacity. The sediment analysis evinces the predominant prese nce of a biodetritic substrate from a fine to coarse granulometry. The intense biological acti vity in the study area, as an outcome of the nutrient inflow related to the continuous discharge of domestic sewage, accounts for that type of substrate. The physico-chemical values of the wa ter parameters, by and large, behaved in the expected variation range for a coastal zone: hi gh temperature, alcaline pH, water salinity influenced by storm water and small river drainage, medium-sized oxygen consumption and high level of saturation, and intensive biological processes, this shows the quality of the results. The bacteriological results on the marine water in sampling stations P1-P12, over the four surveying campaigns, was possible to see two p oints, placed at the sewerage disposal systemâs, with higher levels of contamination, gush stood out as a most contaminated one by large numbers of total and thermotolerant coliforms and Escherichia coli (in excess of 1,000 per 100 mL) in the majority of the water columnâs depth strata, taken as rather above the limit-values established by the CONAMAâs Resolution 357/2005. Likewise, the coliform estimates in water of the studied beaches in stations P13 to P18 also surpassed the official limit-values, both in the rainy and dry seasons. The systematization of information proved to be invaluable for appraising the changes in the neighborhood of the sewerage disposal and the adjacent beaches, and putting forward measures mean t to minimize the likely adverse impacts, wich were related to integrated coastal zone management, sanitation and continued monitoring of marine and coastal systems. / O presente estudo trata-se de uma avaliaÃÃo ambiental da Ãrea marinha que envolve o sistema de disposiÃÃo oceÃnica dos esgotos sanitÃrios e as praias adjacentes do litoral oeste de Fortaleza. Foi possÃvel identificar e analisar os parÃmetros ambientais dos principais pontos de poluiÃÃo, os agentes poluidores, bem como determinar o nÃvel de impacto nas Ãguas oceÃnicas e ambiente praial. Aliados ao entendimento da dinÃmica costeira na Ãrea de estudo (caracterizaÃÃo do regime de correntes) e determinaÃÃo da pluma de dispersÃo dos poluentes, foram efetivados os objetivos propostos. AlÃm disso, foi realizada uma avaliaÃÃo das condiÃÃes de balneabilidade das praias adjacentes ao emissÃrio submarino, visando determinar o grau de contaminaÃÃo dessas Ãguas, investigando as fontes poluidoras e uma possÃvel relaÃÃo com a descarga do emissÃrio. As simulaÃÃes realizadas considerando as caracterÃsticas do emissÃrio submarino de efluentes lÃquidos operado pela Companhia de Ãgua e Esgoto do Cearà (CAGECE) e do meio receptor, mostram uma capacidade de diluiÃÃo bastante elevada. A anÃlise dos sedimentos indicou a presenÃa predominante de um substrato biodetrÃtico, caracterizado por sedimentos de granulometria muito fina a grossa. A atividade biolÃgica intensa na Ãrea de estudo, decorrente da presenÃa de nutrientes resultantes da contÃnua descarga de esgotos domÃsticos, justificou esse tipo de substrato. Os valores dos parÃmetros fÃsico-quÃmicos da Ãgua, em geral, comportaram-se dentro da faixa de variaÃÃo esperada para a zona costeira - temperatura relativamente elevada, pH alcalino, salinidade de Ãgua marinha influenciada por chuvas e pequeno aporte fluvial, consumo de oxigÃnio de mÃdia intensidade com elevado grau de saturaÃÃo e uma intensa atividade biolÃgica, o que evidenciou a qualidade dos resultados obtidos. De acordo com as anÃlises bacteriolÃgicas das amostras de Ãgua nos doze pontos de coleta na Ãrea marinha (P1 a P12), no decorrer das quatro campanhas, foi possÃvel constatar dois pontos, localizados no borbotÃo do emissÃrio, com maiores valores de contaminaÃÃo, apresentando quantidades de coliformes totais, termotolerantes e Escherichia coli elevadas (acima de 1000/100 mL) na maioria dos nÃveis de profundidade da coluna dâÃgua, valores bem superiores aos limites estabelecidos pela ResoluÃÃo 357/2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA). Os resultados obtidos nas anÃlises de coliformes totais e coliformes termotolerantes nas Ãguas das praias estudadas (P 13 a P18), indicaram valores bastante elevados, tanto no perÃodo chuvoso, quanto no perÃodo de estiagem, excedendo os limites preconizados pelo CONAMA. A sistematizaÃÃo das informaÃÃes foi de grande importÃncia para se avaliar as alteraÃÃes sobre o meio marinho no entorno do emissÃrio e praias adjacentes e propor medidas que minimizem os possÃveis impactos adversos, as quais foram relacionadas com a gestÃo integrada da zona costeira, saneamento bÃsico e continuidade do monitoramento dos sistemas marinho e costeiro.

En el presente trabajo de tesis, se presenta la síntesis, caracterización y aplicación de un electrodo de carbón activado y carbón activado modificado con el líquido iónico hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio en la remoción de cloruro de sodio mediante el proceso de deionización capacitiva (CDI) en soluciones acuosas salinas preparadas de 200, 500 y 1000 ppm y aplicando potenciales de 0,8; 1,0 y 1,2 V. El desarrollo de la tecnología de deionización capacitiva (CDI) para la desalinización de soluciones electrolíticas es un área bastante prometedora, registrándose hasta la fecha múltiples trabajos a escala de laboratorio e industrial. El proceso de deionización capacitiva (CDI) depende directamente de la capacitancia eléctrica de los materiales empleado como electrodos, la humectabilidad de estos, así como el potencial de trabajo aplicado entre los electrodos. Los materiales carbonosos al ser modificados con líquido iónico presentan un incremento de la capacitancia eléctrica, gran estabilidad electroquímica, así como una mejora de la humectabilidad. Ante esto, surge la siguiente interrogante: ¿será posible desarrollar un electrodo que contribuya a la mejora de la remoción de cloruro de sodio en el campo de la deionización capacitiva (CDI)?. Mediante voltametría cíclica se calcula la capacitancia eléctrica del carbón activado modificado y carbón activado; siendo 58,40 F/g y 44,20 F/g, respectivamente. Mediante la medición del ángulo de contacto se obtiene una mejora de la humectabilidad de 112,00° para el electrodo sin modificar a 61,90° para el electrodo modificado. Finalmente, se logra determinar que a una concentración salina de 1240 ppm y un potencial de 1,0 V se obtiene la mayor capacidad de remoción de 13,79 mg/g. / In the present thesis is presented the synthesis, characterization and application of an activated carbon electrode and activated carbon modified with ionic liquid 1-butyl-3- methylimidazolium hexafluorophosphate for the removal of sodium chloride in prepared aqueous saline solutions of 200, 500 and 1000 ppm and applying potentials of 0,8; 1,0 and 1,2 V by means of capacitive deionization process (CDI). The development of capacitive deionization (CDI) technology for the desalination of electrolytic solutions is a quite promising field, with multiple laboratory and industrial scale work being recorded to date. The capacitive deionization process (CDI) directly depends on the electrical capacitance of the materials used as electrodes, wettability, as well as the applied work potential between the electrodes. The carbonaceous materials modified with ionic liquid exhibit an increase in electrical capacitance, great electrochemical stability, as well as an improvement in wettability. Given this, the following question arises: will it be possible to develop an electrode that contributes to the improvement of the removal of sodium chloride in the field of capacitive deionization (CDI)? Through cyclic voltammetry technique, the electrical capacitance of modified activated carbon and activated carbon is calculated as 58,40 F/g and 44,20 F/g, respectively. By measuring the contact angle, an improvement in wettability is obtained from 112,00° for the unmodified electrode to 61,90° for the modified electrode. Finally, it is determined that the highest removal capacity of 13,79 mg/g is obtained at a saline concentration of 1240 ppm and a working potential of 1,0 V. / Tesis

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T09:41:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:28:54Z : No. of bitstreams: 1 138987.pdf: 63408441 bytes, checksum: abe70ad5ce385c3ddbfa504c019d2cff (MD5)

[pt] Com a probabilidade de ocorrer derrames de óleo em águas marinhas e a carência de informação sobre o comportamento de metais neste evento, viu-se a necessidade de se intensificar estudos referentes aos complexos metálicos, para que se possa entender a competição entre os ligantes do petróleo e os ligantes da água do mar. Para isto é necessário determinar a estabilidade dos complexos formados no petróleo, compará-los com os correspondentes na água do mar. Neste trabalho foram estudados os sistemas binários de complexos de ácido hexanóico (ligante que representa os ácidos carboxílicos do petróleo) e 1-propanotiol (representante das mercaptans) com os íons metálicos de interesse para a indústria do petróleo - Ni(II), V(IV) e Fe(II) - por estarem presentes em maior quantidade. Embora presentes em menor quantidade, Cd(II) e Pb(II) foram estudados por serem metais tóxicos e controlados pelas organizações ambientais. O ácido hexanóico apresenta o oxigênio do grupamento carboxilato, como sítio de coordenação enquanto que o 1-propanotiol possui o enxofre do grupamento tiol. O estudo da complexação foi realizado em solução utilizando a titulação potenciométrica e a espectrofotometria de ultravioleta- visível, Foram calculadas as constantes de dissociação dos ligantes e de formação dos complexos ML, ML2, ML3, MLOH, ML(OH)2, ML(OH)3, ML2OH, ML2(OH)2, ML3OH. Os valores das constantes de estabilidade dos complexos poderiam ser divididos em dois grupos: o dos complexos binários com ácido hexanóico e os complexos binários do 1- propanotiol. Dos complexos formados com o ácido hexanóico, a espécie ML com o íon metálico Pb(II) foi que apresentou maior estabilidade. No sistema onde temse complexos com 1-propanotiol, a espécie ML do íon metálico Cd(II) foi o que apresentou maior estabilidade. Na distribuição de espécies com ligantes representantes do petróleo e ligantes da água do mar observou-se a formação de complexos em pH = 7 para os íon metálicos V(IV), Ni(II) e Fe(II) com o ácido hexanóico. Para o íon metálico Pb(II) o complexo formado foi com o 1- propanotiol. Já para o íon Cd(II) houve a formação de complexo com o cloreto. Para o íon Cd(II), neste pH houve formação de pouca proporção de complexos com 1-propanotiol e um percentual maior (60 por cento) de complexos com os íons cloreto e sulfato da água do mar. Entretanto, como a concentração de cádmio é em torno de ppb no óleo combustível, este valor tem pouca relevância em termos de poluição. Assim, se estes ligantes estudados, que são monodentados, ligam-se preferencialmente aos metais do que os ligantes da água, com certeza isto acontece com os ligantes polidentados do petróleo como por exemplo as porfirinas. Com a utilização da técnica de espectrofotometria de ultravioletavisível foi possível observar as bandas referentes a transferência de carga e banda d-d. Foi realizada também uma simulação de derrame de óleo combustível. Para isto analisou-se a concentração de metais foi medida em tempos variados. Os dados teóricos e da simulação confirmam que íons metálicos ficam retidos no óleo mesmo quando há derrame do óleo na água do mar. / [en] In face of the probability of occurrences of oil spill in marine waters and the lack of information concerning the behavior of the metals in such events, it is necessary to intensify the studies of metal complexes in order to understand the competition between oil ligands and sea water ligands. For such, it is necessary to determine the stability of the complexes formed in oil and compare them with the correspondent ones in sea water. In the present work the binary systems of the complexes of hexanoic acid (a ligand that represents the carboxylic acids of the oil) and 1-propanethiol (which represents the mercaptans) with the metal ions of interest to the petroleum industry - Ni(II), V(IV) and Fe (II) - were studied because they are present in greater quantities. Despite being present in smaller quantities, Cd(II) and Pb(II) were also studied because they are toxic and controlled by environmental organizations. Hexanoic acid has an oxygen atom of the carboxylate group as donor atom, and 1-propanethiol has a sulfur atom of the thiol group. The complexation study was performed in solution using potentiometric titration and ultraviolet-visible spectrophotometry. The dissociation constants of the ligands and the formation constants of the complex species ML, ML2, ML3, MLOH, ML(OH)2, ML(OH)3, ML2OH, ML2 (OH)2 and ML3(OH) were calculated. The values of the stability constants can be divided in two groups: one with the binary complexes of hexanoic acid and the other with the binary complexes of 1-propanethiol. Among the complexes formed with hexanoic acid, the ML species with metal ion Pb(II) was the most stable. In the system of the complexes with 1-propanethiol, the ML species with Cd(II) was the most stable. In the species distribution as a function of pH including the representative ligands of oil and sea water, it could be observed that at pH =7 the most stable species for the metal ions V(IV), Ni(II) and Fe (II) were those with hexanoic acid. In relation to ion Pb(II) the complex formed was with 1- propanethiol. Cd(II), this pH occurred the formation of a small proportion of the complex with 1-propanethiol and a higher percentual (60 percent) of the complexes with the chloride and sulfate íons of sea water. Since the concentration of Cd(II) is in the range of ppb, this metal ion is less relevant when pollution is concerned. Thus, if the monodentate oil ligands studied in this work preferably bind metal ions rather than sea water ligands, than this certainly happens with the polydentate oil ligands such as porphyrins. Using the ultraviolet-visible spectrophotometry technique it was possible to observe the charge transfer bands and the d-d bands. A simulation of oil dispersion was also performed and the concentration of the metals was measured at various times. Both theoretical and simulation data showed that the metal ions are retained in the oil, even when the oil is spread in sea water.

En el Perú, se tiene una buena riqueza hídrica pues se cuentan con 54 cuencas hidrográficas por las que se podrían obtener 2’046,827 metros cúbicos al año. Sin embargo, este recurso hídrico está localizado en lugares con menor densidad poblacional y no alcanza suficientemente a los lugares de mayor densidad poblacional que usualmente se ubican en la costa. Una alternativa de solución para la escasez de agua potable son las plantas desalinizadoras. Por esta razón, en el sur de Lima, se está construyendo una planta desalinizadora y una planta de tratamiento de agua residual para beneficiar directamente a los usuarios en los distritos del sur. Este proyecto, llamado PROVISUR, está siendo cuestionado por una presumible contaminación a las playas en Santa María. Por lo antes expuesto, la presente tesis tiene como objetivo estudiar el funcionamiento de una planta desalinizadora de Osmosis Inversa y de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales para entender el proyecto de PROVISUR. Así como también, analizar todos los impactos ambientales que son producidos por este proyecto en el mar peruano y proponer soluciones y alternativas en específico al vertimiento del efluente de ambas plantas. Finalmente, modelar la emisión mediante el programa CORMIX y determinar los impactos ambientales reales de las plantas del proyecto ubicado en el balneario de Santa María, Lima. Después de estudiar el Estudio de Impacto Ambiental del proyecto PROVISUR y de realizar el modelamiento numérico empleando el CORMIX, se tiene como conclusión, que este proyecto tendría que ser revisado por las autoridades correspondientes debido a que presenta algunas deficiencias en el Marco Legal y presenta imperfecciones en el modelamiento para la dispersión del contaminante. Los valores obtenidos después de la modelación numérica son aproximados al estudio realizado por la empresa PROVISUR en cuanto a los parámetros ambientales. Sin embargo, estos contaminantes no están siendo analizados apropiadamente para una dilución en un campo cercano a la emisión.

El hierro ha demostrado ser un elemento de gran importancia en el océano austral, una región con alto contenido de nutrientes, pero baja producción de clorofila (HNLC, por su sigla en inglés). En general, a pesar de los diversos modos por los que el hierro llega al océano, este se encuentra en bajas concentraciones, al punto de ser considerado un nutriente limitante para la vida. Además, este elemento está relacionado con la captura del CO2 atmosférico hacia el sedimento marino por parte de organismos. La presente tesis se basa en el estudio de la evolución del drenaje ácido de roca (DAR) generado en la caleta Cardozo, isla Rey Jorge, Antártida, con el fin de determinar qué procesos predominan sobre el hierro y sobre aquellos elementos que conforman complejos aniónicos. En el presente estudio se analizaron muestras de sedimento (mediante microscopía óptica, el determinador de carbono/azufre LECO CS230 y XRF), columna de agua y agua intersticial (mediante, IC, ICP-OES y HR-ICP-MS), en tres estaciones ubicadas a lo largo de la ensenada Ezcurra, entre caleta Cardozo y bahía Almirantazgo. Los resultados fueron comparados con los de muestras adquiridas en la bahía Esperanza, para el control analítico correspondiente. Las muestras de agua fueron adquiridas mediante una roseta CTDO equipada con botellas Niskin y las de sedimento, a través de un Piston Corer; en ambos casos durante la expedición peruana ANTAR XXVII (enero-marzo 2020). En las dos estaciones más cercanas a caleta Cardozo (AC1 y AC2), se observó que la estratificación del agua se puede identificar mediante los quiebres en las curvas de la concentración de Cl- y SO42-. La estación más cercana a bahía Almirantazgo (AC3) no mostró ninguna estratificación en el CTDO debido al upwelling de aguas provenientes del estrecho de Bransfield, lo cual se tradujo en concentraciones casi constantes de estos aniones. Por otro lado, el Br es afectado por procesos de deshielo y escorrentías al encontrarse en menores concentraciones. También se observó un enriquecimiento significativo de Fe y Co en la columna de agua en comparación con la bahía Esperanza (muestreo de control). En el caso del Fe, su concentración en el agua está determinada por la disolución de sólidos en suspensión, en la columna de agua, y por la disolución reductiva de hidróxidos, en el agua de poros. Asimismo, se determinó que la concentración de elementos que conforman oxi-aniones (Cr, Mo, W) y algunos complejos aniónicos (As, Cu, U y V) está determinada por la desorción de la superficie de sólidos en suspensión y del sedimento. Por otro lado, el Al precipita rápidamente en la costa bajo la forma de hidróxidos de color blanquecino, al entrar en contacto con el agua marina. Se determinó asimismo que la cobertura glaciar aisló la pirita primaria del oxígeno atmosférico hasta hace 270 o 690 años. Esta época se caracteriza por un aporte de sedimento de mayor granulometría y minerales primarios de hierro (pirita, magnetita, hematita y epidota) que no sufrieron intemperismo químico. Dichos minerales primarios son poco reactivos con el azufre reducido, por lo cual no se apreció pirita framboidal en el sedimento transportado en esta época. Posteriormente, el inicio del retroceso glaciar permitió la oxidación de pirita, lo cual generó DAR. Este drenaje ácido formó jarosita e hidróxidos de hierro de bajo grado de cristalinidad (como schwertmannita y ferrihidrita) en la costa de la ensenada Ezcurra, además de constituir un aporte importante de hierro disuelto hacia el mar. Estos minerales secundarios, a diferencia de los primarios, pudieron ser aprovechados por los organismos, permitiendo la floración de fitoplancton. Dichos restos orgánicos fueron soterrados, secuestrando CO2 atmosférico en el sedimento. Asimismo, la materia orgánica generó microambientes reductores, los cuales permitieron el secuestro de Fe y S mediante la precipitación de pirita framboidal. Se evidenciaría así la importancia del DAR generado en caleta Cardozo en el secuestro de C, Fe y S en el sedimento de la ensenada Ezcurra.