The emerging general purpose graphics processing units (GPGPU) computing has tremendously speeded up a great variety of commercial and scientific applications. The GPUs have become prevalent accelerators in current high performance clusters. Though the computational capacity per Watt of the GPUs is much higher than that of the CPUs, the hybrid GPU clusters still consume enormous power. To conserve energy on this kind of clusters is of critical significance. In this thesis, we seek energy conservative computing on the GPU accelerated servers. We introduce our studies as follows. First, we dissect the GPU memory hierarchy due to the fact that most of the GPU applications are suffering from the GPU memory bottleneck. We find that the conventional CPU cache models cannot be applied on the modern GPU caches, and the microbenchmarks to study the conventional CPU cache become invalid for the GPU. We propose the GPU-specified microbenchmarks to examine the GPU memory structures and properties. Our benchmark results verify that the design goal of the GPU has transformed from pure computation performance to better energy efficiency. Second, we investigate the impact of dynamic voltage and frequency scaling (DVFS), a successful energy management technique for CPUs, on the GPU platforms. Our experimental results suggest that GPU DVFS is still promising in conserving energy, but the patterns to save energy strongly differ from those of the CPU. Besides, the effect of GPU DVFS depends on the individual application characteristics. Third, we derive the GPU DVFS power and performance models from our experimental results, based on which we find the optimal GPU voltage and frequency setting to minimize the energy consumption of a single GPU task. We then study the problem of scheduling multiple tasks on a hybrid CPU-GPU cluster to minimize the total energy consumption by GPU DVFS. We design an effective offline scheduling algorithm which can reduce the energy consumption significantly. At last, we combine the GPU DVFS and dynamic resource sleep (DRS), another energy management technique, to further conserve the energy, for the online task scheduling on hybrid clusters. Though the idle energy consumption increases significantly compared to the offline problem, our online scheduling algorithm still achieves more than 30% of energy conservation with appropriate runtime GPU DVFS readjustments.

O consumo e a degradação dos recursos naturais no ritmo em que está sendo realizado pode comprometer seriamente a sobrevivência das gerações futuras. Neste contexto, uma das atividades onde a boa prática operacional poderia fazer diferença no que diz respeito aos impactos ao meio ambiente é o transporte, setor que merece destaque, pois tem grande participação nas práticas impactantes para o meio ambiente, dada a quantidade de produtos que são movimentados. A indústria química utiliza em larga escala os serviços logísticos oferecidos por terceiros para armazenar, manusear e transportar matérias-primas, intermediários e produtos químicos industrializados. Com objetivo de reduzir riscos envolvidos nos serviços logísticos de produtos químicos, foi criada uma ferramenta denominada Sistema de Avaliação de Saúde, Segurança, Meio Ambiente e Qualidade - SASSMAQ, utilizada como ferramenta de avaliação compulsória para os serviços logísticos prestados a esse setor. Das questões abordadas pelo SASSMAQ 16% estão relacionadas aos cuidados ambientais, sendo 14% classificadas como mandatórias. A questão a ser analisada por esta pesquisa é de tentar identificar, por meio de um estudo de caso voltado ao transporte de produtos perigosos, se não poderiam ter mais elementos que indicariam a possibilidade de inserir indicadores ambientais no SASSMAQ. Para tanto, foi realizado um estudo de caso utilizando trinta e quatro caminhões durante o processo de carga-transporte-descarga visando identificar, por meio de dados gerados durante quatro anos, quais as possíveis ações a serem realizadas tendo como foco a prevenção da poluição e minimização da utilização de recursos não renováveis. Os dados coletados foram gerados desde a aquisição dos caminhões até o final de vida produtiva e sua baixa no sistema, sendo considerados o abastecimento, revisões, manutenções corretivas e preventivas, trocas de pneus, testes de ruídos e opacidade, geração de resíduos sólidos e líquidos produzidos durante este período de análise. Como resultado pretende-se identificar oportunidades de inserção de parâmetros que possam auxiliar na formatação de indicadores de ecoeficiência e que também possam ser propostos no SASSMAQ. / The consumption and degradation of natural resources at the current rate being held may be seriously compromising the survival of future generations. In this context, one of the activities where good operating practice could make a difference with regard to the impacts on the environment is the transportation sector, which is noteworthy since a large role in impacting practices for the environment, given the amount of products are moved. The chemical industry uses large-scale logistics services offered by third parties for storing, handling and transporting raw materials, intermediates and industrial chemicals. SASSMAQ used as a compulsory assessment tool for logistics services to this sector - aiming to reduce risks involved in logistics services for chemicals, a tool called Assessment System Health, Safety, Environment and Quality was created. The subjects addressed by SASSMAQ 16% are related to environmental care, 14% are classified as mandatory. The question to be addressed by this research is trying to identify, through a case study focused on the transportation of dangerous goods, it could not have more elements that indicate the possibility of including environmental indicators SASSMAQ. Thus, a case study using thirty-four trucks during the load-haul-dump was performed to identify, through data generated during four years what possible actions to be undertaken with a focus on pollution prevention and minimizing the use of nonrenewable resources. Data were generated from the acquisition of trucks by the end of their productive life and low in the system, being considered supplies, reviews, corrective and preventive maintenance, tire changes, noise and opacity tests, generation of solid and liquid waste produced during this analysis. As a result we intend to identify opportunities for insertion of parameters that can assist in formatting eco-efficiency indicators and can also be offered on SASSMAQ.

CAPES / O objetivo deste trabalho é avaliar programas de Educação Ambiental voltados para gestão de resíduos sólidos em escolas municipais de Pinhais/PR. Os programas tratam da Campanha “Acabe com o Desperdício” e do Projeto “Escola 100% Reciclável”, que até o presente momento não foram submetidos a qualquer tipo de avaliação para identificação do alcance de suas metas. O levantamento de campo e o estudo de caso delinearam a pesquisa exploratória. O levantamento de campo foi desenvolvido junto aos funcionários (informantes qualificados) das Secretarias de Educação, de Meio Ambiente e de Urbanismo do Município de Pinhais, diretamente envolvidas na gestão destes programas. O estudo de caso foi desenvolvido nas Escolas Municipais Aroldo de Freitas e 31 de Março, junto aos docentes e alunos do 4o e 5o ano do ensino fundamental. O método quali-quantitativo foi utilizado para aplicação de questionários Survey nas Secretarias e nas escolas do estudo de caso, para avaliar e investigar o conhecimento dos sujeitos da pesquisa a respeito dos programas citados. As respostas dos questionários foram agrupadas em categorias e assim puderam ser traduzidas em dados percentuais. A Gravimetria, realizada pela técnica do quarteamento foi utilizada para identificar quali-quantitativamente os resíduos sólidos produzidos nas escolas do estudo de caso. Os resultados obtidos pelos questionários aplicados junto aos informantes qualificados demonstraram o conhecimento insatisfatório sobre os programas. Os resultados da gravimetria comprovaram que os resíduos orgânicos, recicláveis e rejeitos foram encontrados completamente misturados. Os resultados dos questionários aplicados junto aos docentes e alunos do 4o e 5o ano apontaram que as ações do Projeto “Escola 100% Reciclável” apresentaram melhores resultados em relação à Campanha “Acabe com o Desperdício”, bem como, que os alunos da Escola Aroldo de Freitas assimilaram mais satisfatoriamente os conteúdos dos programas em relação aos alunos da Escola 31 de Março. A metodologia utilizada nesta pesquisa poderá ser utilizada como instrumento de avaliação do Projeto “Escola 100% Reciclável” pela Prefeitura de Pinhais, quando da realização nas demais 20 escolas do Município. / The main goal of this study is to evaluate environmental education programs for managing solid waste in municipal schools in Pinhais / PR. The programs are related to the campaign "Stop the Waste" and to the project "100% Recyclable School", which, until this moment, have not undergone any type of evaluation to assess the extent of its goals. The field survey and the case study outlined the exploratory research. The field survey was developed with employees (qualified informants) of the Education Departments of the Environment and the municipal Urbanism of Pinhais, directly involved in the management of these programs. The case study was developed in Municipal Schools, Aroldo de Freitas and 31 de Março, together with the teachers and students of 4th and 5th grades of Elementary School. The qualitative and quantitative method was used for applying survey questionnaires in the secretariats and in the case study schools, in order to evaluate and investigate the knowledge of the subjects regarding these programs. The survey responses were grouped into categories and thus could be translated into percentage data. The solid waste segregation conducted by quartering technique was used to identify qualitative and quantitative solid waste produced in the case study schools. The results obtained by questionnaires applied together with qualified informants demonstrated little knowledge of the programs. The results of the solid waste segregation proved that recyclable and organic waste were found completely mixed. The results of the questionnaires with teachers and students in the 4th and 5th grades showed that the actions of the project "100% Recyclable School" showed better results than the campaign "Stop the Waste", as well as students of the School Aroldo de Freitas assimilated more satisfactorily the content of programs than the students of the School 31 de Março. The methodology used in this study can be used as an evaluation tool for the project "100% Recyclable School", by Pinhais city hall, when applying in the other 20 local schools.

A contaminação ambiental causada pelo setor têxtil apresenta um especial destaque, devido aos grandes volumes de efluentes gerados. Os tratamentos biológicos mais utilizados pelas indústrias têxteis são o lodo ativado e biofiltros, ambos com elevado custo financeiro para as indústrias, com produtos químicos e necessidade de destinação de lodo. O presente trabalho estudou a viabilidade de tratamento de efluente de indústria têxtil por MBBR “Moving Bed Biofilm Reactor” (Reator Biológico com Leito Móvel). Este processo concilia os benefícios de tratamentos antes mencionados e ao mesmo tempo reduz as características indesejáveis de elevada geração de lodo, tempo de detenção hidráulica e perda de sólidos. O efluente foi caracterizado quanto à DQO, DBO5, área espectral, sólidos suspensos totais, sólidos suspensos voláteis e toxicidade antes e após o tratamento. O tratamento do efluente ocorreu em diferentes cargas orgânicas volumétricas, de 0,3gDQO/L.d até 9,0g DQO/L.d com 4 estágios: adaptação (0,3gDQO/L.d) e outros 3 estágios (1,2gDQO/L.d, 3,0gDQO/L.d e 9,0gDQO/L.d). Este reator foi operado por 107 dias, alcançando remoções de 65% de DQO, 94% de DBO5, 58% de área espectral, 82% de SST e 87% de toxicidade. Resultados que foram avaliados pela ANOVA, com teste Tukey com 0,05 de significância. A cinética calculada do processo apresentou consumo especifico máximo de substrato de 0,027d-1, compatível a tratamentos biológicos de efluente com conteúdo recalcitrante. Através dessas análises foi verificado que os melhores resultados de remoção foram atingidos quando o reator foi operado em COVs menores. / The environment contamination caused by the textile sector has a special meaning due to volumes of wastewater. The biological treatments most commonly used by textile industries are biofilters and activated sludge, both with a high financial cost for industries with chemicals products and the need for sludge disposal. This work studied the viability of treatment of textile effluent´s by MBBR "Moving Bed Biofilm Reactor". This process combines the benefits of treatments mentioned above and at the same time reduces undesirable characteristics of high sludge generation, hydraulic retention time and solids loss. The effluent was characterized as COD, BOD5, spectral area, total suspended solids, volatile suspended solids and toxicity before and after treatment. The treatment of the effluent occurred in different organic loading rates from 0.3 gCOD/L.d up to 9.0 g COD/L.d with 4 stages: adaptation 0.3gCOD/L.d and others 3 stages 1.2gCOD/L, 3.0 gCOD/L and 9.0gCOD/L.d. This reactor was operated for 107 days, reaching 65% removal of COD, 94% of BOD5, 58% of spectral area, 82% of TSS and 87% of toxicity. The results were evaluated by ANOVA with Tukey's test at 0.05 significance level. The calculated kinetics of the process presented consumption specific maximum of substrate of 0,027d-1, compatible with biological treatment effluent with recalcitrant content. Through these analyzes it was verified that the best removing results were achieved when the reactor was operated at lower OLRs.

CAPES; CNPq; Fundação Araucária / A qualidade das águas é atualmente um assunto que tem atraído a atenção de pessoas de todas as áreas, especialmente quanto à contaminação dos ambientes aquáticos pelos chamados poluentes emergentes. Esses contaminantes constituem compostos orgânicos ou inorgânicos, sintéticos ou naturais, contidos nos bens de consumo utilizados por toda população e que tem como destino final os corpos aquáticos. O objetivo deste trabalho foi verificar a presença de produtos farmacêuticos e de higiene pessoal (cafeína, ácido acetilsalicílico, ácido salicílico, cetoprofeno, naproxeno, genfibrozila, fenofibrato, estradiol, etinilestradiol, estrona, 4-metilbenzilideno cânfora, metoxicinamato de octila e octacrileno) no rio Iguaçu, da nascente até sua foz, e em seus principais afluentes na Região Metropolitana de Curitiba. A determinação dos contaminantes emergentes foi realizada utilizando a extração em fase sólida e cromatografia em fase líquida com detector de arranjo de diodos e cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrometria de massas. Realizou-se validação da metodologia empregada de acordo com os padrões estabelecidos pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária. O método para extração e quantificação dos 13 compostos mostrou-se eficiente para a determinação de 10 desses analitos nas amostras de água. A cafeína foi o composto mais presente nas amostras; o ácido acetilsalicílico foi o produto farmacêutico encontrado em maiores concentrações; o estradiol, o hormônio sexual feminino detectado com maior frequência e o metoxicinamato de octila, o produto de higiene pessoal mais detectado. Os resultados obtidos neste trabalho indicam grande influência antrópica na bacia do Alto Iguaçu, principalmente devido à presença de esgotos domésticos. Observou-se também que as estações de tratamento de esgoto contribuem com a entrada de nutrientes e contaminantes emergentes que não são eficientemente removidos nos tratamentos utilizados. A falta de saneamento básico impacta negativamente na qualidade das águas do rio Iguaçu, que encontra-se altamente degradado devido a influência dos afluentes da Região Metropolitana de Curitiba. / Water quality is a currently subject that has attracted the attention of people from all areas, especially the contamination of aquatic environments by so-called emerging pollutants. These contaminants are organic or inorganic, natural or synthetic compounds, contained in products used throughout the population and that reacht water bodies. With this work, we intended to verify the presence of pharmaceuticals and personal care products (caffeine, acetylsalicylic acid, salicylic acid, ketoprofen, naproxen, gemfibrozil, fenofibrate, estradiol, ethinylestradiol, estrone, 4– methylbenzylidencamphor, octylmethoxycinnamate and octacrilene) in Iguaçu River, from source to mouth, and its major tributaries in the Metropolitan Region of Curitiba. The determination of emerging contaminants was done using solid phase extraction and liquid chromatography with diode array detector and gas chromatography tanden mass spectrometry. Validation of the methodology was conducted in accordance with standards established by the Agência Nacional de Vigilância Sanitária. The method for extraction and quantitation of the 13 compounds proved to be efficient for the determination of 10 of these analytes in water samples. Caffeine was the main compound present in the samples; acetylsalicylic acid was the pharmaceutical product founded in the highest concentractions; estradiol, the female sexual hormone more frequently detected and octylmethoxycinnamate, the personal care product longer detected. The results of this study indicate intense anthropogenic influence in the Upper Iguaçu basin, mainly due to the presence of domestic sewage. It was also observed that the wastewater treatment plants contribute to the entry of nutrients and emerging contaminants that are not efficiently removed in the treatments used. The lack of sanitation has a negative impact on water quality of the Iguaçu river, which is highly degraded due to the influence of the tributaries of the Metropolitan Region of Curitiba.

O consumo e a degradação dos recursos naturais no ritmo em que está sendo realizado pode comprometer seriamente a sobrevivência das gerações futuras. Neste contexto, uma das atividades onde a boa prática operacional poderia fazer diferença no que diz respeito aos impactos ao meio ambiente é o transporte, setor que merece destaque, pois tem grande participação nas práticas impactantes para o meio ambiente, dada a quantidade de produtos que são movimentados. A indústria química utiliza em larga escala os serviços logísticos oferecidos por terceiros para armazenar, manusear e transportar matérias-primas, intermediários e produtos químicos industrializados. Com objetivo de reduzir riscos envolvidos nos serviços logísticos de produtos químicos, foi criada uma ferramenta denominada Sistema de Avaliação de Saúde, Segurança, Meio Ambiente e Qualidade - SASSMAQ, utilizada como ferramenta de avaliação compulsória para os serviços logísticos prestados a esse setor. Das questões abordadas pelo SASSMAQ 16% estão relacionadas aos cuidados ambientais, sendo 14% classificadas como mandatórias. A questão a ser analisada por esta pesquisa é de tentar identificar, por meio de um estudo de caso voltado ao transporte de produtos perigosos, se não poderiam ter mais elementos que indicariam a possibilidade de inserir indicadores ambientais no SASSMAQ. Para tanto, foi realizado um estudo de caso utilizando trinta e quatro caminhões durante o processo de carga-transporte-descarga visando identificar, por meio de dados gerados durante quatro anos, quais as possíveis ações a serem realizadas tendo como foco a prevenção da poluição e minimização da utilização de recursos não renováveis. Os dados coletados foram gerados desde a aquisição dos caminhões até o final de vida produtiva e sua baixa no sistema, sendo considerados o abastecimento, revisões, manutenções corretivas e preventivas, trocas de pneus, testes de ruídos e opacidade, geração de resíduos sólidos e líquidos produzidos durante este período de análise. Como resultado pretende-se identificar oportunidades de inserção de parâmetros que possam auxiliar na formatação de indicadores de ecoeficiência e que também possam ser propostos no SASSMAQ. / The consumption and degradation of natural resources at the current rate being held may be seriously compromising the survival of future generations. In this context, one of the activities where good operating practice could make a difference with regard to the impacts on the environment is the transportation sector, which is noteworthy since a large role in impacting practices for the environment, given the amount of products are moved. The chemical industry uses large-scale logistics services offered by third parties for storing, handling and transporting raw materials, intermediates and industrial chemicals. SASSMAQ used as a compulsory assessment tool for logistics services to this sector - aiming to reduce risks involved in logistics services for chemicals, a tool called Assessment System Health, Safety, Environment and Quality was created. The subjects addressed by SASSMAQ 16% are related to environmental care, 14% are classified as mandatory. The question to be addressed by this research is trying to identify, through a case study focused on the transportation of dangerous goods, it could not have more elements that indicate the possibility of including environmental indicators SASSMAQ. Thus, a case study using thirty-four trucks during the load-haul-dump was performed to identify, through data generated during four years what possible actions to be undertaken with a focus on pollution prevention and minimizing the use of nonrenewable resources. Data were generated from the acquisition of trucks by the end of their productive life and low in the system, being considered supplies, reviews, corrective and preventive maintenance, tire changes, noise and opacity tests, generation of solid and liquid waste produced during this analysis. As a result we intend to identify opportunities for insertion of parameters that can assist in formatting eco-efficiency indicators and can also be offered on SASSMAQ.

CAPES / O objetivo deste trabalho é avaliar programas de Educação Ambiental voltados para gestão de resíduos sólidos em escolas municipais de Pinhais/PR. Os programas tratam da Campanha “Acabe com o Desperdício” e do Projeto “Escola 100% Reciclável”, que até o presente momento não foram submetidos a qualquer tipo de avaliação para identificação do alcance de suas metas. O levantamento de campo e o estudo de caso delinearam a pesquisa exploratória. O levantamento de campo foi desenvolvido junto aos funcionários (informantes qualificados) das Secretarias de Educação, de Meio Ambiente e de Urbanismo do Município de Pinhais, diretamente envolvidas na gestão destes programas. O estudo de caso foi desenvolvido nas Escolas Municipais Aroldo de Freitas e 31 de Março, junto aos docentes e alunos do 4o e 5o ano do ensino fundamental. O método quali-quantitativo foi utilizado para aplicação de questionários Survey nas Secretarias e nas escolas do estudo de caso, para avaliar e investigar o conhecimento dos sujeitos da pesquisa a respeito dos programas citados. As respostas dos questionários foram agrupadas em categorias e assim puderam ser traduzidas em dados percentuais. A Gravimetria, realizada pela técnica do quarteamento foi utilizada para identificar quali-quantitativamente os resíduos sólidos produzidos nas escolas do estudo de caso. Os resultados obtidos pelos questionários aplicados junto aos informantes qualificados demonstraram o conhecimento insatisfatório sobre os programas. Os resultados da gravimetria comprovaram que os resíduos orgânicos, recicláveis e rejeitos foram encontrados completamente misturados. Os resultados dos questionários aplicados junto aos docentes e alunos do 4o e 5o ano apontaram que as ações do Projeto “Escola 100% Reciclável” apresentaram melhores resultados em relação à Campanha “Acabe com o Desperdício”, bem como, que os alunos da Escola Aroldo de Freitas assimilaram mais satisfatoriamente os conteúdos dos programas em relação aos alunos da Escola 31 de Março. A metodologia utilizada nesta pesquisa poderá ser utilizada como instrumento de avaliação do Projeto “Escola 100% Reciclável” pela Prefeitura de Pinhais, quando da realização nas demais 20 escolas do Município. / The main goal of this study is to evaluate environmental education programs for managing solid waste in municipal schools in Pinhais / PR. The programs are related to the campaign "Stop the Waste" and to the project "100% Recyclable School", which, until this moment, have not undergone any type of evaluation to assess the extent of its goals. The field survey and the case study outlined the exploratory research. The field survey was developed with employees (qualified informants) of the Education Departments of the Environment and the municipal Urbanism of Pinhais, directly involved in the management of these programs. The case study was developed in Municipal Schools, Aroldo de Freitas and 31 de Março, together with the teachers and students of 4th and 5th grades of Elementary School. The qualitative and quantitative method was used for applying survey questionnaires in the secretariats and in the case study schools, in order to evaluate and investigate the knowledge of the subjects regarding these programs. The survey responses were grouped into categories and thus could be translated into percentage data. The solid waste segregation conducted by quartering technique was used to identify qualitative and quantitative solid waste produced in the case study schools. The results obtained by questionnaires applied together with qualified informants demonstrated little knowledge of the programs. The results of the solid waste segregation proved that recyclable and organic waste were found completely mixed. The results of the questionnaires with teachers and students in the 4th and 5th grades showed that the actions of the project "100% Recyclable School" showed better results than the campaign "Stop the Waste", as well as students of the School Aroldo de Freitas assimilated more satisfactorily the content of programs than the students of the School 31 de Março. The methodology used in this study can be used as an evaluation tool for the project "100% Recyclable School", by Pinhais city hall, when applying in the other 20 local schools.

A contaminação ambiental causada pelo setor têxtil apresenta um especial destaque, devido aos grandes volumes de efluentes gerados. Os tratamentos biológicos mais utilizados pelas indústrias têxteis são o lodo ativado e biofiltros, ambos com elevado custo financeiro para as indústrias, com produtos químicos e necessidade de destinação de lodo. O presente trabalho estudou a viabilidade de tratamento de efluente de indústria têxtil por MBBR “Moving Bed Biofilm Reactor” (Reator Biológico com Leito Móvel). Este processo concilia os benefícios de tratamentos antes mencionados e ao mesmo tempo reduz as características indesejáveis de elevada geração de lodo, tempo de detenção hidráulica e perda de sólidos. O efluente foi caracterizado quanto à DQO, DBO5, área espectral, sólidos suspensos totais, sólidos suspensos voláteis e toxicidade antes e após o tratamento. O tratamento do efluente ocorreu em diferentes cargas orgânicas volumétricas, de 0,3gDQO/L.d até 9,0g DQO/L.d com 4 estágios: adaptação (0,3gDQO/L.d) e outros 3 estágios (1,2gDQO/L.d, 3,0gDQO/L.d e 9,0gDQO/L.d). Este reator foi operado por 107 dias, alcançando remoções de 65% de DQO, 94% de DBO5, 58% de área espectral, 82% de SST e 87% de toxicidade. Resultados que foram avaliados pela ANOVA, com teste Tukey com 0,05 de significância. A cinética calculada do processo apresentou consumo especifico máximo de substrato de 0,027d-1, compatível a tratamentos biológicos de efluente com conteúdo recalcitrante. Através dessas análises foi verificado que os melhores resultados de remoção foram atingidos quando o reator foi operado em COVs menores. / The environment contamination caused by the textile sector has a special meaning due to volumes of wastewater. The biological treatments most commonly used by textile industries are biofilters and activated sludge, both with a high financial cost for industries with chemicals products and the need for sludge disposal. This work studied the viability of treatment of textile effluent´s by MBBR "Moving Bed Biofilm Reactor". This process combines the benefits of treatments mentioned above and at the same time reduces undesirable characteristics of high sludge generation, hydraulic retention time and solids loss. The effluent was characterized as COD, BOD5, spectral area, total suspended solids, volatile suspended solids and toxicity before and after treatment. The treatment of the effluent occurred in different organic loading rates from 0.3 gCOD/L.d up to 9.0 g COD/L.d with 4 stages: adaptation 0.3gCOD/L.d and others 3 stages 1.2gCOD/L, 3.0 gCOD/L and 9.0gCOD/L.d. This reactor was operated for 107 days, reaching 65% removal of COD, 94% of BOD5, 58% of spectral area, 82% of TSS and 87% of toxicity. The results were evaluated by ANOVA with Tukey's test at 0.05 significance level. The calculated kinetics of the process presented consumption specific maximum of substrate of 0,027d-1, compatible with biological treatment effluent with recalcitrant content. Through these analyzes it was verified that the best removing results were achieved when the reactor was operated at lower OLRs.

CAPES; CNPq; Fundação Araucária / A qualidade das águas é atualmente um assunto que tem atraído a atenção de pessoas de todas as áreas, especialmente quanto à contaminação dos ambientes aquáticos pelos chamados poluentes emergentes. Esses contaminantes constituem compostos orgânicos ou inorgânicos, sintéticos ou naturais, contidos nos bens de consumo utilizados por toda população e que tem como destino final os corpos aquáticos. O objetivo deste trabalho foi verificar a presença de produtos farmacêuticos e de higiene pessoal (cafeína, ácido acetilsalicílico, ácido salicílico, cetoprofeno, naproxeno, genfibrozila, fenofibrato, estradiol, etinilestradiol, estrona, 4-metilbenzilideno cânfora, metoxicinamato de octila e octacrileno) no rio Iguaçu, da nascente até sua foz, e em seus principais afluentes na Região Metropolitana de Curitiba. A determinação dos contaminantes emergentes foi realizada utilizando a extração em fase sólida e cromatografia em fase líquida com detector de arranjo de diodos e cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrometria de massas. Realizou-se validação da metodologia empregada de acordo com os padrões estabelecidos pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária. O método para extração e quantificação dos 13 compostos mostrou-se eficiente para a determinação de 10 desses analitos nas amostras de água. A cafeína foi o composto mais presente nas amostras; o ácido acetilsalicílico foi o produto farmacêutico encontrado em maiores concentrações; o estradiol, o hormônio sexual feminino detectado com maior frequência e o metoxicinamato de octila, o produto de higiene pessoal mais detectado. Os resultados obtidos neste trabalho indicam grande influência antrópica na bacia do Alto Iguaçu, principalmente devido à presença de esgotos domésticos. Observou-se também que as estações de tratamento de esgoto contribuem com a entrada de nutrientes e contaminantes emergentes que não são eficientemente removidos nos tratamentos utilizados. A falta de saneamento básico impacta negativamente na qualidade das águas do rio Iguaçu, que encontra-se altamente degradado devido a influência dos afluentes da Região Metropolitana de Curitiba. / Water quality is a currently subject that has attracted the attention of people from all areas, especially the contamination of aquatic environments by so-called emerging pollutants. These contaminants are organic or inorganic, natural or synthetic compounds, contained in products used throughout the population and that reacht water bodies. With this work, we intended to verify the presence of pharmaceuticals and personal care products (caffeine, acetylsalicylic acid, salicylic acid, ketoprofen, naproxen, gemfibrozil, fenofibrate, estradiol, ethinylestradiol, estrone, 4– methylbenzylidencamphor, octylmethoxycinnamate and octacrilene) in Iguaçu River, from source to mouth, and its major tributaries in the Metropolitan Region of Curitiba. The determination of emerging contaminants was done using solid phase extraction and liquid chromatography with diode array detector and gas chromatography tanden mass spectrometry. Validation of the methodology was conducted in accordance with standards established by the Agência Nacional de Vigilância Sanitária. The method for extraction and quantitation of the 13 compounds proved to be efficient for the determination of 10 of these analytes in water samples. Caffeine was the main compound present in the samples; acetylsalicylic acid was the pharmaceutical product founded in the highest concentractions; estradiol, the female sexual hormone more frequently detected and octylmethoxycinnamate, the personal care product longer detected. The results of this study indicate intense anthropogenic influence in the Upper Iguaçu basin, mainly due to the presence of domestic sewage. It was also observed that the wastewater treatment plants contribute to the entry of nutrients and emerging contaminants that are not efficiently removed in the treatments used. The lack of sanitation has a negative impact on water quality of the Iguaçu river, which is highly degraded due to the influence of the tributaries of the Metropolitan Region of Curitiba.

Expected damages of environmental risks depend both on their intensities and probabilities. There is very little control over probabilities of climate related disasters such as hurricanes. Therefore, researchers of social science are interested identifying preparation and mitigation measures that build human resilience to disasters and avoid serious loss. Conversely, environmental degradation, which is a process through which the natural environment is compromised in some way, has been accelerated by human activities. As scientists are finding effective ways on how to prevent and reduce pollution, the society often fails to adopt these effective preventive methods. Researchers of psychological and contextual characterization offer specific lessons for policy interventions that encourage human efforts to reduce pollution. This dissertation addresses four discussions of effective policy regimes encouraging pro-environmental preference in consumption and production, and promoting risk mitigation behavior in the face of natural hazards. The first essay describes how the speed of adoption of environment friendly technologies is driven largely by consumers’ preferences and their learning dynamics rather than producers’ choice. The second essay is an empirical analysis of a choice experiment to understand preferences for energy efficient investments. The empirical analysis suggests that subjects tend to increase energy efficient investment when they pay a pollution tax proportional to the total expenditure on energy consumption. However, investments in energy efficiency seem to be crowded out when subjects have the option to buy health insurance to cover pollution related health risks. In context of hurricane risk mitigation and in evidence of recently adopted My Safe Florida Home (MSFH) program by the State of Florida, the third essay shows that households with home insurance, prior experience with damages, and with a higher sense of vulnerability to be affected by hurricanes are more likely to allow home inspection to seek mitigation information. The fourth essay evaluates the impact of utility disruption on household well being based on the responses of a household-level phone survey in the wake of hurricane Wilma. Findings highlight the need for significant investment to enhance the capacity of rapid utility restoration after a hurricane event in the context of South Florida.