Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1969254 bytes, checksum: 19d302e3240e4d97656615d1561f4d44 (MD5) Previous issue date: 2009-12-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Sulfides exposition to atmosphere promotes its oxidation resulting in acid drainage and mobilization of heavy metals and metalloids in water. Arsenic (As) mobilization can be a serious problem due to anthropogenic activities in the presence of sulfide minerals such as arsenopyrite (FeAsS). The use of limestone gravel is a common practice to neutralize the acid drainage. In this process, mobilization of metals and metaloids is decreased by precipitation, co-precipitation or adsorption onto recently precipitated Fe oxides. In this work, the efficiency of limestone filters for As remotion from water and neutralization of acid drainage was evaluated under field conditions. Arsenic stability in sediments next to a gold exploitation area was evaluated by sequential extraction chemical analyzes. The efficiency of horizontal filters prototypes, containing soil materials combined with limestone, for acidity neutralization and As remotion from acid solutions, was also evaluated in laboratory. Water and sediment samples were collected from creeks in area close to a gold mineralization. Water samples were collected during wet and dry seasons, while sediments were collected only during the wet season. Measurements of pH, Eh, electric conductivity (EC), dissolved oxygen and temperature were registered immediately after water sampling and As concentrations were determined in laboratory. In sediment samples, it was determined texture, particle density, remaining As, organic carbon (OC); As, Al, Ca, Mg and P contents extracted by Mehlich-3, pH in water, potential acidity, As sequential extractions and total contents of As and Fe. In order to evaluate the prototypes, in laboratory, acid solutionswith approximately 58 mg L-1 As were applied throughout PVC modules filled with Laterite (LAT), an Oxisoil (SOLO), a 3:1 mixture of SOLO and organic waste (SOLO+RO), and with limestone gravel (BRITA). Twelve filtration cycles, totalizing applications of 6.2, 67.21, 99.74, 20.22, 10.13 g As, Fe, S, Mg and Ca per filter, respectively, were performed. The residence time of the solution in the filters, as well as pH, CE, acidity and As, Fe, S, Mg and Ca contents in the input and output solutions were monitored. In the field, contents of As in water samples were low, except in two points which presented values above 100 ug L-1. There was not a consistent behavior for As in water samples respective to the collection time, but it could be observed a trend to decrease As concentrations during dry season. In general, As content in sediments was related to the organic matter content. It was observed that sediments and limestone filters play an important role in As mobility in water streams affected by acid drainage. Arsenic was mainly associated to stable fractions of the sediments, with a mean of 58% of the As linked to Fe oxides and residual fractions, which present practically null mobility. In the laboratory, prototypes of limestone gravel filters removed approximately 26 and 23% of the As and Fe applied, respectively. There was no significant sulfate removing or pH alteration in the filtered solutions for all prototypes. However, significant levels of the total acidity neutralization were observed, directly related to the residence time. Prototypes with SOLO+RO presented the highest residence times. The use of soil containing filters associated to limestone filters removed 2.6 and 2.45 times the As and Fe, respectively, removed by the limestone filter. The prototype LAT/BRITA/SOLO presented highest As removal capacity, around 70% of the applied As, and the highest As removal rate, by 1.2 mg min-¹, among soil containing filters. However, the residence time was higher to the filters containing soil materials than to the limestone filters. This can be a disadvantage to the use of soil filters. Notwithstanding, the use of soil materials combined with limestone can be an important strategy to increase the safety of the systems for As removal and acid drainage neutralization during rainy season. / A exposição dos sulfetos ao ar atmosférico promove a sua oxidação, o que pode resultar na acidificação de águas de drenagem e a mobilização de metais pesados e de metalóides. A mobilização de arsênio (As) pode ser um sério problema decorrente de atividades antropogênicas, na presença de minerais sulfetados, como a arsenopirita (FeAsS). O uso de britas de calcário é uma prática bastante utilizada para neutralizar a drenagem ácida. Neste processo ocorre a limitação da mobilização de metais por precipitação, co-precipitação e adsorção em óxidos de Fe recentemente precipitados. O presente trabalho avaliou a eficiência de filtros de brita calcária na remoção de As; e a neutralização da drenagem ácida, em condições de campo. Também foi avaliada a estabilidade do As em sedimentos próximos a área de exploração de ouro, por meio análises químicas de extrações seqüenciais. Paralelamente, foi avaliada a eficiência de protótipos de filtros horizontais contendo materiais de solo em conjunto com filtros de brita calcária na neutralização da acidez e remoção de As de solução ácida, em laboratório. Em condições de campo, foram coletadas amostras de água e de sedimentos em córregos de áreas próximas a mineralização de ouro. As amostras de água foram coletadas nos períodos chuvoso e seco, ao passo que os sedimentos foram coletados apenas no período chuvoso. Foram determinados pH, Eh, condutividade elétrica (CE), oxigênio dissolvido e temperatura das amostras de água, imediatamente após a coleta e em laboratório foram determinadas as concentrações de As . Nos sedimentos foram determinados a textura, a densidade de partícula, o pH em água, a acidez potencial, o As-remanescente, o carbono orgânico (CO), os teores de As, Al, Ca, Mg e P extraídos por Mehlich-3, extrações seqüenciais de As, e os teores totais de As e Fe. Para avaliação dos protótipos, em laboratório, foram aplicadas soluções ácidas com aproximadamente 58 mg.L-1 de As através de módulos de PVC preenchidos com laterita (LAT), com Latossolo Vermelho-Amarelo (SOLO), com uma mistura do SOLO e um resíduo orgânico, na proporção 3:1 (SOLO+RO), e com brita calcária (BRITA). Foram realizados 12 ciclos de filtração, totalizando uma aplicação de 6,2; 67,2; 99,7; 20,2; 10,1 g de As, Fe, S, Mg e Ca por filtro, respectivamente. Foram monitorados o tempo de residência da solução nos filtros e os valores de pH, CE, acidez e teores de As, Fe, S, Mg e Ca nas soluções de entrada e saída dos filtros. Em condições de campo, as concentrações de As nas águas foram baixas, com exceção de dois pontos que apresentaram valores acima de 100 ug L-¹. Não se observou um comportamento consistente do As nas águas em relação às épocas de coleta, mas houve uma tendência de diminuição nas concentrações de As no período seco. De modo geral,o teor de As nos sedimentos apresentou certa relação com o teor de matéria orgânica. Verificou-se que os sedimentos e os filtros de brita calcária desempenham importante função no controle da mobilidade do As em cursos d água afetados por drenagem ácida. Nos sedimentos, o As está associado a frações mais estáveis, em média 58 % do total ligado a óxidos de Fe e à fração residual, de mobilidade praticamente nula. Em laboratório, os protótipos dos filtros de brita calcária retiveram aproximadamente 26 e 23 % do As e Fe aplicados, respectivamente. Não houve remoção significativa de sulfatos ou alteração significativa do pH nas soluções filtradas para todos os protótipos de filtros. No entanto, foram observados níveis significativos de neutralização da acidez total na solução filtrada, diretamente relacionados com os tempos de residência. Os protótipos com SOLO+RO apresentaram os maiores tempos de residência. O uso de filtros contendo solo associados a filtros de brita calcária promoveu retenções de até 2,6 e 2,45 vezes mais As e Fe, respectivamente, em relação aos filtros de brita apenas. O protótipo de composição LAT/BRITA/SOLO apresentou maior capacidade de remoção, cerca de 70 % do As aplicado, e maior taxa de remoção de As, cerca de 1,2 mg min-¹. No entanto, o tempo de residência dos protótipos com materiais de solo foi acentuadamente superior aos de brita calcária, o que pode ser uma desvantagem para seu emprego. Não obstante, o uso de materiais de solo em conjunto com brita calcária pode ser uma estratégia importante nos períodos de chuva para aumentar a segurança do sistema de remoção do As e neutralização da acidez das águas de drenagem.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoASJ_TESE.pdf: 8792658 bytes, checksum: 82015e9b1bc788b7c608317086cdc276 (MD5) Previous issue date: 2014-05-30 / Researches have shown that the introduction of rubber in concrete improves the features of its deformability, as well as contributes to environmental disposal of waste generated in the tire retreading process. Furthermore, there is a high availability of limestone within RN and CE country. Ignorance about this stone, does not allow its wide use as aggregate, leaving, this abundant supply idle. A composite of limestone gravel, with proportions of tire rubber waste which could be used as concrete would be an alternative to concrete for low applications. Therefore, this research aims to evaluate the characteristics of concrete containing limestone gravel and proportions of little aggregate replacement (sand) by tire rubber waste. To this goal, the material components of the concrete were characterized, concrete specimens with limestone gravel were made, from the dash 1.0: 2.5: 3.5, varying the water/cement ratio, and inserting a commercial plasticizer, without a proportion of residue, known as reference. From this, concrete with and without the presence of the additive in the same proportions were chosen, as well as these with the use of granite gravel, for being the most used. Selected the references, to these, replacements of little aggregate (sand) were added replaced by rubber waste from the tire retreading process, treated with 1M NaOH in proportions from 5.0 to 20.0 % by mass, cured and exposed to the semiarid environment. The results indicate the possibility of using limestone gravel in the concrete composition with workability correction using plasticizer. There was a decrease in the mechanical properties of the concrete with increments of waste rubber, but there is an improvement in toughness and deformability of the composite, which makes it interesting for the construction of non-structural concrete floors, as well as, the rubber waste delayed the hardening process, continuing to gain resistance after 28 days / Pesquisas t?m mostrado que a introdu??o de borracha no concreto melhoram as caracter?sticas de deformabilidade deste, assim como, contribuem para destina??o ambiental de res?duos gerados no processo de recauchutagem de pneus. Somado a isto, existe uma alta disponibilidade de rocha calc?ria no interior do RN e do CE. O n?o conhecimento desta pedra, n?o possibilita sua ampla utiliza??o como agregado, deixando, esta farta oferta ociosa. Um comp?sito de brita do tipo calc?ria, com propor??es de res?duo de borracha de pneu que pudesse ser utilizado como concreto seria uma alternativa para concretos destinados a baixas solicita??es. Logo, este trabalho possui como objetivo a avalia??o das carater?sticas de concretos contendo brita calc?ria e propor??es de substitui??o do agregado mi?do (areia) por res?duo de borracha de pneus. Para tanto, caracterizou-se os materiais componentes do concreto, confeccionou-se corpos de prova de concretos com brita calc?ria, a partir do tra?o 1,0: 2,5: 3,5, variando-se a rela??o ?gua/cimento, e inserindo-se um plastificante comercial, sem a propor??o de res?duo, chamados de refer?ncia. A partir deste, foram escolhidos nas mesmas propor??es concretos com e sem a presen?a do aditivo, assim como, estes com a utiliza??o da brita gran?tica, por ser a mais utilizada. Escolhidas as refer?ncias, a estas foram acrescidas substitui??es de parte do agregado mi?do (areia) por res?duo de borracha de pneu proveniente do processo de recauchutagem, tratados com NaOH 1 M, nas propor??es de 5,0 a 20,0 % em massa, curados e expostos ao ambiente semi?rido. Os resultados indicam a possibilidade de utiliza??o da brita calc?ria na composi??o do concreto com corre??o da trabalhabilidade utilizando-se plastificante. Observou-se uma diminui??o nas propriedades mec?nicas dos concretos com incrementos de res?duo de borracha, por?m existe uma melhora de tenacidade, e deformabilidade do comp?sito, o que o torna interessante para a constru??o de pisos de concretos n?o estruturais, assim como, o res?duo retardou o processo de endurecimento, continuando o concreto a ganhar resist?ncia, ap?s os 28 dias