Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-05-16T18:27:55Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1718406 bytes, checksum: c689f9351b1143a3874f35f5b5f27621 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-16T18:27:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1718406 bytes, checksum: c689f9351b1143a3874f35f5b5f27621 (MD5) Previous issue date: 2016-07-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O solo, a depender de suas características físicas, químicas e mineralógicas, pode apresentar uma elevada capacidade de reter íons e moléculas e pode assim funcionar como um excelente meio para adsorver metais pesados. No bioma Amazônia encontra-se a maior floresta tropical do mundo, e o solo é um dos responsáveis pela sustentação da vegetação nessa região. A interação solo-vegetação nesta região confere comportamento diferente de outros solos do Brasil. Entende-se que estudos de adsorção de metais pesados em solos do Amazonas contribuirão para a compreensão do comportamento destes elementos naqueles solos. Parte-se do pressuposto que solos mais oxídicos e de textura mais argilosa, ricos em minerais 1:1, apresentarão grande capacidade para adsorver metais pesados, enquanto que a adsorção destes metais será menor em solos ricos em minerais 2:1. Assim, o presente trabalho tem como objetivos: conduzir ensaios de adsorção individual para os metais pesados Cd, Cr, Cu e Pb em solos representativos da bacia sedimentar Amazônica com composições mineralógicas distintas; avaliar o comportamento individual dos metais pesados frente aos solos estudados; avaliar qual dos modelos de isotermas de Langmuir e Freundlich melhor descreve a adsorção de metais pesados nos solos estudados; determinar a capacidade máxima de adsorção (CMA) dos metais pesados nos solos e; identificar a relação entre os parâmetros das isotermas e os atributos dos solos. Os pontos de amostragem foram selecionados de acordo com a representatividade e distribuição dos solos na bacia sedimentar Amazônica, sendo as amostras coletadas em áreas não antropizadas. As classes de solo Latossolo Amarelo; Argissolo Amarelo; Neossolo Quartzarênico Hidromórfico; Neossolo Quartzarênico Órtico; Neossolo Flúvico; Gleissolo; Terra Preta de Índio; Plintossolo e Espodossolo. Os ensaios de adsorção foram baseados no princípio de que quantidades conhecidas de solo e de soluto em solução são colocadas em contato sob agitação até que o sistema alcance o equilíbrio. A concentração dos metais em solução, após o equilíbrio, foi realizada por Espectrofotometro de Absorção Atômica. Os dados foram ajustados aos modelos de regressão não linear de Langmuir e Freundlich, de forma a obter os parâmetros, CMA, EL, Kf e n, relacionados aos fenômenos de adsorção. No estudo de correlação linear foram relacionados os parâmetros de adsorção obtidos e alguns atributos do solo, para verificar quais dentre esses atributos melhor se relacionam com o fenômeno de adsorção para os solos estudados. O grau de ajuste obtido pelas equações de Langmuir e Freundlich foi semelhante, para os elementos e para os solos, com valores de R2, em torno de 0,96. A isoterma do tipo L foi predominante para todos os metais e solos analisados, no entanto foram obtidas isotermas do tipo H para adsorção de Cd e Pb na amostra Terra Preta de Índio (A1). Todos os metais apresentaram correlação negativa entre a CMA e a fração areia do solo, para o grupo I. Cd, Cr, Cu e Pb também apresentaram correlação positiva entre EL, CMA e Kf com CTCef, P, Fed e Feo. A diversidade de características físicas, químicas e mineralógicas encontrada nos solos da bacia sedimentar Amazônica resultou na diferenciação quanto à capacidade máxima de adsorção de Cd, Cr, Cu e Pb. Os atributos do solo atuam favorecendo ou não a maior ou menor adsorção de metais, e isto controla a disponibilidade dos metais no meio. Assim, é imprescindível conhecer a dinâmica dos metais no solo, de forma a prever os riscos ambientais, com uso agrário ou industrial. / The soil, depending on their physical, chemical and mineralogical, can have a high ability to retain ions and molecules and can function as an excellent means to adsorb heavy metals. In the Amazon is the largest rainforest in the world, and the soil is the one responsible for sustaining vegetation in this region. The soil-vegetation interaction in this region provides different behavior of other Brazil soils. It is understood that adsorption studies of heavy metals in the Amazon soils contribute to the understanding of the behavior of these elements in those soils. Upon the assumption that more oxidic soils and more clayey minerals rich in 1:1 present a great capacity to adsorb heavy metals, while the adsorption of these metals will be lower in soils rich in 2: 1 minerals. This study aims to: conduct individual adsorption tests for heavy metals Cd, Cr, Cu e Pb for representative soils of sedimentary Amazon Basin with different mineralogical composition; evaluate the individual behavior of heavy metals front of soils; evaluate which of the isotherms of Langmuir and Freundlich best describes the adsorption of heavy metals in soils; determine the maximum adsorption capacity (MAC) of heavy metals in soil and; identify the relationship between the parameters of the isotherms and the attributes of the soil. The samples were selected according to their representation and distribution in the Amazon Basin Sediment collected in areas that did not exposed from the human action. The adsorption experiments were based on the principle that known amounts of soil and solution are brought into contact under agitation for a period of time until the system reaches equilibrium. The concentration of metals in solution after the balance was carried out by atomic absorption spectrophotometer. In the linear correlation study were related parameters obtained from the equation of Langmuir and Freundlich and some soil attributes to verify which of these attributes best describe the adsorption phenomenon for soils. The degree of fit obtained by Langmuir and Freundlich equation was similar, with R2 values of around 0.96. The isotherm L-type was predominant for all metals and analyzed soils, but were also observed isotherms type H for adsorption of Cd and Pb in the sample Terra Preta de Índio (A1). All metals showed negative correlation between the MAC and the sand fraction of the soil, for the group I. Cd, Cr, Cu and Pb also showed a positive correlation between EL, MAC and Kf with CECef, P, Fed and Feo. The diversity of physical, chemical and mineralogical characteristics of the soils found in the Amazon sedimentary basin showed the differentiation as to the maximum capacity adsorption of Cd, Cr, Cu and Pb in the study. Soil attributes act or not favoring a higher or lower metals adsorption, and this controls availability of the metal in the middle. Thus, it is essential to know the dynamics of metals in the soil, in order to predict environmental risks, with agricultural or industrial use.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-09-27T17:21:19Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1972901 bytes, checksum: c9db9adad5fab2ecfd7160cf1903e928 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T17:21:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1972901 bytes, checksum: c9db9adad5fab2ecfd7160cf1903e928 (MD5) Previous issue date: 2002-02-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência de poluentes na bacia do Rio Turvo Limpo, rio que recebe descargas de efluentes domésticos e comerciais. Os cursos d'água examinados foram o Ribeirão São Bartolomeu, Rio Turvo Sujo e Rio Turvo Limpo, nos trechos que drenam áreas dos municípios de Viçosa e Paula Cândido (MG). Para tanto, amostras de água foram coletadas em diferentes locais nestes cursos d’água e analisadas a fim de verificar a presença de poluentes. Os resultados foram comparados com os dos padrões de qualidade para águas de Classe 3, segundo a Resolução CONAMA n° 20 (CONAMA, 1986) e a Deliberação Normativa COPAM n° 10 do Estado de Minas Gerais (COPAM, 1986). Objetivou-se, também, avaliar a influência do Ribeirão São Bartolomeu na qualidade das águas do Rio Turvo Sujo bem como a influência deste na qualidade das águas do Rio Turvo Limpo. O pH, temperatura, condutividade elétrica, OD, Eh, DBO, DQO, cloreto, fosfato total, série de nitrogênios (total, amoniacal e nitrato), coliformes totais e E. coli, sólidos totais e sedimentávies, metais e dureza foram determinados nos cursos d'água. A especiação de Cu, Cd, Pb e Zn nas amostras de água foi também determinada. Além disso, as concentrações de metais foram avaliadas no material em suspensão. A qualidade das águas dos rios que recebem descargas de esgoto foi, significativamente, afetada. As altas concentrações de alumínio e ferro observadas nos locais examinados foram atribuídas à contribuição dos solos ácidos erodidos e, também, às descargas de esgotos domésticos. O Ribeirão São Bartolomeu contribuiu para a degradação das águas de Rio Turvo Sujo. Este rio, por sua vez, também afetou a qualidade das águas do Rio Turvo Limpo. Com exceção do cádmio, os outros metais pesados mostraram concentrações abaixo dos limites de máximos estabelecidos pela Legislação Ambiental Brasileira (BRASIL, 1986), para águas da Classe 3. A especiação de Cd, Cu e Pb mostrou que estes metais encontraram-se, principalmente, na fração insolúvel, ou seja, associado com o material em suspensão. Por outro lado, o Zn ocorreu, predominantemente, na fração solúvel (porção lábil). Como os cursos d'água examinados neste trabalho são usados para diversos fins, tais como abastecimento de água potável e irrigação, comprovou-se a necessidade de tratar os efluentes de esgoto antes de serem lançados nestes rios. / The objective of this work is to evaluate the pollutant occurrence in the basin of the Turvo Limpo River, which receive effluent discharges from domestic and commercial activities. The watercourses examined were the São Bartolomeu Stream, Turvo Sujo River, and Turvo Limpo River, located in the areas of Viçosa and Paula Cândido (State of Minas Gerais, Brazil). Water samples were collected in several sites at river-side and analysed to detect pollutant imputs. The data obtained were compared with those of the Brazilian Environmental Standards. It was also evaluate the influence of the São Bartolomeu Stream in the water quality of the Turvo Sujo River, as well as the influence of the latter in the water quality of the Turvo Limpo River. The pH, temperature, electric conductivity, DO, Eh, BOD, COD, chloride, phosphorus, nitrogen, total colliforms and E. coli, total and silted up solids, color, metals and hardness were determined in the watercourses. The speciation of Cu, Cd, Pb and Zn in the water samples was also determined. Metal concentrations were evaluated in the suspended materials. The quality of the river water that receive sewage discharges was significantly affected. The high concentrations of aluminum and iron observed in the sites examined were attributed to the eroded acid soils and also to the discharges of domestic and commercial sewage effluents. The São Bartolomeu Stream contributed to the degradation of the waters of Turvo Sujo River. The latter also affected the quality of the Turvo Limpo River. Except for cadmium, the other heavy metals examined showed concentrations below the maximum limits established by the Brazilian Environmental Standards. The speciation of Cd, Cu and Pb showed that these metals were mainly found in the insoluble fraction (i. e., associated with the suspended material). On the other hand, Zn occurred mainly in the soluble fraction (labile portion). Since the watercourses examined in this work are used for potable water supply and irrigation, it is necessary to treat the sewage effluents before discharging it into the rivers. / Não foi localizado o cpf do autor.

O presente trabalho tem como objetivo estudar a biomassa seca e homogeneizada de macrófitos aquáticos como um material sorvente de metais pesados (Cr(III), Ni, Cu, Zn, Cd e Pb) presentes em soluções aquosas. Os macrófitos aquáticos foram coletados em recursos hídricos do Estado do Rio Grande do Sul, lavados, secos a 60°C, moídos, peneirados e embalados em sacos plásticos. Diversas propriedades físicas, bioquímicas, interfaciais e químicas dos biossorventes foram analisadas. Realizaram-se estudos de sorção em batelada com soluções sintéticas de metais pesados e, posteriormente, estudos em coluna de percolação de laboratório com soluções sintéticas e efluentes industriais de atividades de mineração e metalurgia. A sorção dos metais pesados por macrófitos aquáticos não ocorre necessariamente por processos metabólicos da planta viva. A biomassa morta de algumas espécies acumula elevadas quantidades de metais por mecanismos físico-químicos. Dentre as espécies estudadas, o Potamogeton lucens é a que apresenta maior capacidade de sorção de metais pesados. As espécies Salvinia herzogii e Eichhomia crassipes também apresentam-se eficientes. A sorção dos metais ocorre por reações de troca iônica, onde o principal grupo superficial envolvido é o carboxila. O fenômeno segue o modelo de adsorção de Langmuir e os valores máximos de acumulação foram de 1,5 meq/g para o P. lucens, 0,9 meq/g para a S. herzogii e 0,7 meq/g para a E. crassipes. A sorção dos metais pesados é máxima em valores de pH acima de 5,0. O limite na faixa básica é dado pelo pH de precipitação dos elementos metálicos na forma de hidróxidos. A seguinte ordem de seletividade foi determinada para alguns dos cátions estudados: Cu+2 > H+> Zn+2 > Ni+2 > Ca+2 >Na+. A remoção dos metais pesados pode ser eficientemente realizada em colunas de percolação com leito empacotado. Após a saturação, os metais podem ser recuperados e a biomassa regenerada por eluição com soluções ácidas (por exemplo: 0,5 a 2% HCl). A biomassa dos macrófitos aquáticos mostrou-se efetiva no tratamento de efluentes de galvanoplastia e de mineração como um estágio de polimento. Em certos casos, após vários ciclos de sorção/dessorção, os biossorventes regenerados e neutralizados podem ser destinados à alimentação de animais. A calcinação dos biossorventes saturados com metais pesados permite obter concentrados de interesse metalúrgico. A alternativa tecnológica estudada é eficiente no tratamento final de efluentes líquidos contendo concentrações residuais de metais pesados. As principais vantagens deste processo são a alta cinética, a seletividade para a remoção de metais de transição e o baixo custo. Os resultados são discutidos em termos das propriedades superficiais dos biossorventes, química da solução aquosa, parâmetros termodinâmicos e cinética do processo. / The aim of this work was to study the dried and homogenized biomass of aquatic macrophytes as sorbent materiais for heavy metais (Cr(III), Ni, Cu, Zn, Cd and Pb) present in aqueous solutions. The aquatic macrophytes were collected in Rio Grande do Sul - Brazil, washed, dried at 60°C, ground in a bladed mixer and stored in plastic bags. Several physical, biochemical, interfacial and chemical properties of the biosorbents were analyzed. Sorption studies were carried out by batch procedures with synthetic solutions containing heavy metais. Additionally, sorption studies in a laboratory packed bed column with synthetic solutions and real efiluents from mining and metallurgical industries were performed. The results showed that it is not necessary the macrophytes be alive to remove heavy metais from aqueous solutions. The nonliving biomass of some species binds heavy metais by physico-chemical mechanisms. From the macrophytes studied, Potamogeton lucens showed the highest uptake capacity. The species Salvinia herzogii and Eichhornia crassipes also present a high capacity of heavy metal accumulation. The sorption mechanism by these biomaterials was found to occur mainly by an ion exchange reaction between dissolved metal ions and the carboxylic groups present on the plant surface. Sorption followed the Langmuir adsorption isotherm and maximum metal uptake was attained at 1,5 meq/g for P. Lucens, 0,9 meq/g for S. herzogii and 0,7 meq/g for E. crassipes. Maximum metal removal was obtained at pH higher than 5, O. The basic limit was given by the precipitation pH o f the heavy metais as hydroxides. The selectivity order o f sorption was determined as: Cu+2 > H+ > Zn+2 > Ni+2 > Ca+2 > Na+. Heavy metal removal can be efficiently carried out in packed bed columns. After sorbent saturation, metal ions can be recovered from the loaded biomass by elution with HCI solutions (for example: 0,5 a 2% HCI). Practical studies showed that this process is efficient for the treatment of electroplating and mining effluents as a polishing stage. In some cases, after several sorption/desorption cycles, the regenerated and neutralized biosorbents can be used for animal feeding. The calcination of the biosorbent loaded with heavy metais allowed to obtain a metal concentrate of metallurgical degree. The biomaterials studied are suitable for the final treatmet of liquid efiluents containing residual amounts of heavy metais. The main advantages of the process are the kinetics, the selectivity for transition metais and the low cost of the biosorbents. Results are discussed in terms of the surface properties of the materiais, solution chemistry, thermodynamic parameters and kinetic data.

O presente trabalho tem como objetivo estudar a biomassa seca e homogeneizada de macrófitos aquáticos como um material sorvente de metais pesados (Cr(III), Ni, Cu, Zn, Cd e Pb) presentes em soluções aquosas. Os macrófitos aquáticos foram coletados em recursos hídricos do Estado do Rio Grande do Sul, lavados, secos a 60°C, moídos, peneirados e embalados em sacos plásticos. Diversas propriedades físicas, bioquímicas, interfaciais e químicas dos biossorventes foram analisadas. Realizaram-se estudos de sorção em batelada com soluções sintéticas de metais pesados e, posteriormente, estudos em coluna de percolação de laboratório com soluções sintéticas e efluentes industriais de atividades de mineração e metalurgia. A sorção dos metais pesados por macrófitos aquáticos não ocorre necessariamente por processos metabólicos da planta viva. A biomassa morta de algumas espécies acumula elevadas quantidades de metais por mecanismos físico-químicos. Dentre as espécies estudadas, o Potamogeton lucens é a que apresenta maior capacidade de sorção de metais pesados. As espécies Salvinia herzogii e Eichhomia crassipes também apresentam-se eficientes. A sorção dos metais ocorre por reações de troca iônica, onde o principal grupo superficial envolvido é o carboxila. O fenômeno segue o modelo de adsorção de Langmuir e os valores máximos de acumulação foram de 1,5 meq/g para o P. lucens, 0,9 meq/g para a S. herzogii e 0,7 meq/g para a E. crassipes. A sorção dos metais pesados é máxima em valores de pH acima de 5,0. O limite na faixa básica é dado pelo pH de precipitação dos elementos metálicos na forma de hidróxidos. A seguinte ordem de seletividade foi determinada para alguns dos cátions estudados: Cu+2 > H+> Zn+2 > Ni+2 > Ca+2 >Na+. A remoção dos metais pesados pode ser eficientemente realizada em colunas de percolação com leito empacotado. Após a saturação, os metais podem ser recuperados e a biomassa regenerada por eluição com soluções ácidas (por exemplo: 0,5 a 2% HCl). A biomassa dos macrófitos aquáticos mostrou-se efetiva no tratamento de efluentes de galvanoplastia e de mineração como um estágio de polimento. Em certos casos, após vários ciclos de sorção/dessorção, os biossorventes regenerados e neutralizados podem ser destinados à alimentação de animais. A calcinação dos biossorventes saturados com metais pesados permite obter concentrados de interesse metalúrgico. A alternativa tecnológica estudada é eficiente no tratamento final de efluentes líquidos contendo concentrações residuais de metais pesados. As principais vantagens deste processo são a alta cinética, a seletividade para a remoção de metais de transição e o baixo custo. Os resultados são discutidos em termos das propriedades superficiais dos biossorventes, química da solução aquosa, parâmetros termodinâmicos e cinética do processo. / The aim of this work was to study the dried and homogenized biomass of aquatic macrophytes as sorbent materiais for heavy metais (Cr(III), Ni, Cu, Zn, Cd and Pb) present in aqueous solutions. The aquatic macrophytes were collected in Rio Grande do Sul - Brazil, washed, dried at 60°C, ground in a bladed mixer and stored in plastic bags. Several physical, biochemical, interfacial and chemical properties of the biosorbents were analyzed. Sorption studies were carried out by batch procedures with synthetic solutions containing heavy metais. Additionally, sorption studies in a laboratory packed bed column with synthetic solutions and real efiluents from mining and metallurgical industries were performed. The results showed that it is not necessary the macrophytes be alive to remove heavy metais from aqueous solutions. The nonliving biomass of some species binds heavy metais by physico-chemical mechanisms. From the macrophytes studied, Potamogeton lucens showed the highest uptake capacity. The species Salvinia herzogii and Eichhornia crassipes also present a high capacity of heavy metal accumulation. The sorption mechanism by these biomaterials was found to occur mainly by an ion exchange reaction between dissolved metal ions and the carboxylic groups present on the plant surface. Sorption followed the Langmuir adsorption isotherm and maximum metal uptake was attained at 1,5 meq/g for P. Lucens, 0,9 meq/g for S. herzogii and 0,7 meq/g for E. crassipes. Maximum metal removal was obtained at pH higher than 5, O. The basic limit was given by the precipitation pH o f the heavy metais as hydroxides. The selectivity order o f sorption was determined as: Cu+2 > H+ > Zn+2 > Ni+2 > Ca+2 > Na+. Heavy metal removal can be efficiently carried out in packed bed columns. After sorbent saturation, metal ions can be recovered from the loaded biomass by elution with HCI solutions (for example: 0,5 a 2% HCI). Practical studies showed that this process is efficient for the treatment of electroplating and mining effluents as a polishing stage. In some cases, after several sorption/desorption cycles, the regenerated and neutralized biosorbents can be used for animal feeding. The calcination of the biosorbent loaded with heavy metais allowed to obtain a metal concentrate of metallurgical degree. The biomaterials studied are suitable for the final treatmet of liquid efiluents containing residual amounts of heavy metais. The main advantages of the process are the kinetics, the selectivity for transition metais and the low cost of the biosorbents. Results are discussed in terms of the surface properties of the materiais, solution chemistry, thermodynamic parameters and kinetic data.

O presente trabalho tem como objetivo estudar a biomassa seca e homogeneizada de macrófitos aquáticos como um material sorvente de metais pesados (Cr(III), Ni, Cu, Zn, Cd e Pb) presentes em soluções aquosas. Os macrófitos aquáticos foram coletados em recursos hídricos do Estado do Rio Grande do Sul, lavados, secos a 60°C, moídos, peneirados e embalados em sacos plásticos. Diversas propriedades físicas, bioquímicas, interfaciais e químicas dos biossorventes foram analisadas. Realizaram-se estudos de sorção em batelada com soluções sintéticas de metais pesados e, posteriormente, estudos em coluna de percolação de laboratório com soluções sintéticas e efluentes industriais de atividades de mineração e metalurgia. A sorção dos metais pesados por macrófitos aquáticos não ocorre necessariamente por processos metabólicos da planta viva. A biomassa morta de algumas espécies acumula elevadas quantidades de metais por mecanismos físico-químicos. Dentre as espécies estudadas, o Potamogeton lucens é a que apresenta maior capacidade de sorção de metais pesados. As espécies Salvinia herzogii e Eichhomia crassipes também apresentam-se eficientes. A sorção dos metais ocorre por reações de troca iônica, onde o principal grupo superficial envolvido é o carboxila. O fenômeno segue o modelo de adsorção de Langmuir e os valores máximos de acumulação foram de 1,5 meq/g para o P. lucens, 0,9 meq/g para a S. herzogii e 0,7 meq/g para a E. crassipes. A sorção dos metais pesados é máxima em valores de pH acima de 5,0. O limite na faixa básica é dado pelo pH de precipitação dos elementos metálicos na forma de hidróxidos. A seguinte ordem de seletividade foi determinada para alguns dos cátions estudados: Cu+2 > H+> Zn+2 > Ni+2 > Ca+2 >Na+. A remoção dos metais pesados pode ser eficientemente realizada em colunas de percolação com leito empacotado. Após a saturação, os metais podem ser recuperados e a biomassa regenerada por eluição com soluções ácidas (por exemplo: 0,5 a 2% HCl). A biomassa dos macrófitos aquáticos mostrou-se efetiva no tratamento de efluentes de galvanoplastia e de mineração como um estágio de polimento. Em certos casos, após vários ciclos de sorção/dessorção, os biossorventes regenerados e neutralizados podem ser destinados à alimentação de animais. A calcinação dos biossorventes saturados com metais pesados permite obter concentrados de interesse metalúrgico. A alternativa tecnológica estudada é eficiente no tratamento final de efluentes líquidos contendo concentrações residuais de metais pesados. As principais vantagens deste processo são a alta cinética, a seletividade para a remoção de metais de transição e o baixo custo. Os resultados são discutidos em termos das propriedades superficiais dos biossorventes, química da solução aquosa, parâmetros termodinâmicos e cinética do processo. / The aim of this work was to study the dried and homogenized biomass of aquatic macrophytes as sorbent materiais for heavy metais (Cr(III), Ni, Cu, Zn, Cd and Pb) present in aqueous solutions. The aquatic macrophytes were collected in Rio Grande do Sul - Brazil, washed, dried at 60°C, ground in a bladed mixer and stored in plastic bags. Several physical, biochemical, interfacial and chemical properties of the biosorbents were analyzed. Sorption studies were carried out by batch procedures with synthetic solutions containing heavy metais. Additionally, sorption studies in a laboratory packed bed column with synthetic solutions and real efiluents from mining and metallurgical industries were performed. The results showed that it is not necessary the macrophytes be alive to remove heavy metais from aqueous solutions. The nonliving biomass of some species binds heavy metais by physico-chemical mechanisms. From the macrophytes studied, Potamogeton lucens showed the highest uptake capacity. The species Salvinia herzogii and Eichhornia crassipes also present a high capacity of heavy metal accumulation. The sorption mechanism by these biomaterials was found to occur mainly by an ion exchange reaction between dissolved metal ions and the carboxylic groups present on the plant surface. Sorption followed the Langmuir adsorption isotherm and maximum metal uptake was attained at 1,5 meq/g for P. Lucens, 0,9 meq/g for S. herzogii and 0,7 meq/g for E. crassipes. Maximum metal removal was obtained at pH higher than 5, O. The basic limit was given by the precipitation pH o f the heavy metais as hydroxides. The selectivity order o f sorption was determined as: Cu+2 > H+ > Zn+2 > Ni+2 > Ca+2 > Na+. Heavy metal removal can be efficiently carried out in packed bed columns. After sorbent saturation, metal ions can be recovered from the loaded biomass by elution with HCI solutions (for example: 0,5 a 2% HCI). Practical studies showed that this process is efficient for the treatment of electroplating and mining effluents as a polishing stage. In some cases, after several sorption/desorption cycles, the regenerated and neutralized biosorbents can be used for animal feeding. The calcination of the biosorbent loaded with heavy metais allowed to obtain a metal concentrate of metallurgical degree. The biomaterials studied are suitable for the final treatmet of liquid efiluents containing residual amounts of heavy metais. The main advantages of the process are the kinetics, the selectivity for transition metais and the low cost of the biosorbents. Results are discussed in terms of the surface properties of the materiais, solution chemistry, thermodynamic parameters and kinetic data.

Agência Nacional do Petróleo / A baía de Guanabara apresenta um ambiente costeiro propício a estudos de qualidade ambiental, por apresentar uma natureza exuberante, com inúmeros ecossistemas em contraposição com uma das maiores concentrações urbanas e industriais do país. A toxicidade dos metais é determinada não apenas pela sua concentração, mas pela forma química em que se apresenta nos ecossistemas costeiros. Assim sendo, os trabalhos mais recentes, têm utilizado métodos de especiação de metais assim como a determinação da atividade bacteriana para a verificação da disponibilidade dos metais para a incorporação na cadeia trófica. O presente trabalho consiste do confronto estatístico de dados de concentração total de metais pesados assim como a sua especiação, com a atividade bacteriana e matéria orgânica, como abordagem para se verificar a biodisponibilidade dos poluentes existentes na baía. Para o mesmo coletou-se amostras de sedimento de 12 pontos da baía, considerados críticos, nas estações chuvosa e seca. Os resultados indicaram grande variabilidade sazonal e espacial das concentrações de metais. As chuvas se mostraram um elemento importante, potencializando o escoamento superficial da cidade, como fonte de metais como Pb, Cr e Ni. As atividades navais também se mostraram fontes indiscutíveis de Cu, na medida em que suas maiores concentrações foram registradas no porto de Niterói, independentemente da estação do ano. A fase redutível mostrou grande importância na maioria dos metais, apesar das condições de anoxia do meio, enquanto que a fases solúvel e residual apresentaram menor peso, sendo inexistente em alguns casos. Não foi verificada variabilidade das exoenzimas, assim como com matéria orgânica, reafirmando assim a estreita ligação entre estes parâmetros. Indícios apontam a matéria orgânica como determinante da dinâmica geoquímica da baía. / The Guanabara bay represents a coastal environment propitious to the studies of environmental quality, for presenting an exuberant nature, with innumerable ecosystems in contraposition with one of the highest urban and industrial concentrations of the country. The toxicity of metals is determined not only by its concentration, but by the chemical form it presents in coastal ecosystems. Recent works have been using methods of speciation of metals and the determination of the bacterial activity to identify the bioavaliability of metals for the trophic chain. The present work consists on the statistical confrontation of data of total metal concentration as well as its speciation, with the bacterial activity and organic substances, as boarding to verify the bioavaliability of the existing pollutants in the bay. Sediment samples of 12 stations within the bay, in areas considered critical, in terms of pollution levels, were collected during the rainy and dry seasons. The results had indicated great sazonal and spacial variability of the metal concentrations. The rain was shown that pluviosity is an important element, increasing the superficial runoff of the city, and acting as metal source for Pb, Cr and Ni. The naval activities had also revealed as unquestionable sources of Cu, where its highest concentrations had been found in the Niterói harbour, independently of the seazon of the year. The reducible phase showed high importance in the majority of metals, despite the anoxia conditions of the bottom, while the phases soluble and residual had presented minor weight, being inexistent in some cases. Variability of exoenzimes was not verified, as well as with organic substance, thus reaffirming the narrow linking between these parameters. Highlighting the organic substance as determinative of the geochemistry dynamic of the bay.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:25:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Renata M Goncalves.pdf: 1636506 bytes, checksum: 7f8963733aa563ce49d15237233d50ce (MD5) Previous issue date: 2010-06-14 / Introduction: considering the importance of iron to infant health, and knowing that, in addition to nutrients colostrum may contain contaminants (cadmium and lead) from exposure to environment and nutrition of pregnant women, the relationship between these factors and heavy metals from the colostrum got enhanced. Objectives: to assess the relationship of the concentration of cadmium, lead and iron in colostrum with socioeconomic, lifestyle and dietary intake of pregnant women and recent mothers. Methodology: cross-sectional study with 80 lactate mothers in a maternity hospital in Goiânia (GO/Brazil). Socioeconomic, demographic and food frequency consumption (FFQ) questionnaire was applied and heavy metals colostrum by flame atomic absorption spectrometry were quantified. Results: median cadmium was 0.93 μg/L, and lead 4.65 μg/L in colostrum. There was no significant difference between age and region where puerpera lived in and contaminants, but there was a positive correlation, and the averages were higher for women over age of 20 and that were living in the capital, Goiânia. Cholesterol (p = 0.041) and animal products (p = 0.020) correlated significantly with lead. Grains such as rice (p = 0.042) influenced the cadmium colostrum positively. Iron content of the median value was 128.94 μg/L, with no significant association with the supplement and food consumption. Conclusions: relationship was detected between cadmium and lead content in colostrum with food consumption. The iron did not correlate with dietary factor. Socioeconomic factors, smoking, alcohol consumption and food supplementation had no significantly association with concentrations of the metals studied. . / Introdução: considerando a importância do ferro para saúde do lactente e, sabendo que, além de nutrientes essenciais ao recém-nascido, o leite pode conter contaminantes (cádmio e chumbo) provenientes de exposição ao ambiente e da alimentação durante a gestação, evidencia-se a relação entre esses fatores e metais pesados encontrados no colostro. Objetivos: Avaliar a relação da concentração do cádmio, chumbo e ferro do colostro com os fatores socioeconômicos, de estilo de vida e do consumo alimentar das gestantes. Metodologia: estudo transversal, realizado com 80 lactantes de uma maternidade em Goiânia (GO/Brasil). Aplicou-se questionário socioeconômico e demográfico e de frequência de consumo alimentar (QFCA). Quantificaram-se metais do colostro pela técnica de espectrometria de absorção atômica por chama. Resultados: a mediana de cádmio foi 0,93 μg/L, e de chumbo, 4,65 μg/L no colostro. Não houve diferença significativa entre idade, região em que a puérpera residia e os contaminantes, porém houve correlação positiva, e as maiores médias encontradas foram de mulheres com idade acima de 20 anos e que moravam na capital, Goiânia. Colesterol (p = 0,041) e produtos de origem animal (p = 0,020) correlacionaram significativamente ao chumbo. Cereais como arroz (p = 0,042), influenciaram o cádmio do colostro positivamente. Teor de ferro do colostro apresentou mediana de 128,94 μg/L, sem associação significativa com o suplemento e o consumo alimentar. Conclusões: há relação entre o conteúdo de cádmio e chumbo do colostro com o consumo alimentar. O ferro não correlacionou com fator dietético. Fatores socioeconômicos, tabagismo, etilismo e suplementação não se associaram significativamente à concentração dos metais estudados.

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:24:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Aquiria Alvarenga Pereira.pdf: 879539 bytes, checksum: 6983418c7a622db7d7c1a039402196a7 (MD5) Previous issue date: 2009-02-27 / The generation of various wastes, has become alarming in light of their growing volume and their disposal to form inappropriate, especially in soil. One of the characteristics of such waste is the possibility of being contaminated by heavy metals. The Fuel obtained the refining of oil, widely used in automobiles, are usually enriched with toxic elements. The number of vehicles using these fuels is increasing and with it the waste from the combustion or burning of fuel, making it a source of anthropogenic heavy metals in the atmosphere, soil, water and plants. This study aimed to evaluate the levels of cadmium, lead, copper, chromium, iron, manganese, nickel and zinc in soil and leaves of plants of Brachiaria decumbens Stapf. In areas of pasture under the influence of roads and a control area, in the State of Goiás. The first area of pasture on the margins of the BR-153, between the cities of Goiânia and Anápolis, in the State of Goiás, is characterized as a paved highway, double, intense traffic of vehicles, mainly of cargo (treatment BR 153). The second area in the GO-222 highway, between the cities of Anapolis and Nerópolis, paved road, single track and characterized by small flow of vehicles, mostly car ride (treatment GO-222). And the third area (witness area) within the Parque Estadual Altamiro de Moura Pacheco (PEAMP) , is a conservation unit of integral protection. Samples of soil and leaves of B. decumbens, treatment at the BR-153, GO-222 and PEAMP were collected in four sampling points (replicates) (BR-P1, P2-BR, BR-P3, P4-BR; GO-P1, P2-GO, GO-P3, P4-GO; PEAMP-P1, P2-PEAMP; PEAMP-P3; PEAMP-P4), with varying distances between them, in each treatment. In the treatment of roads in each of the four specific points (P1, P2, P3, P4) based on the direction perpendicular to the highway, three samples were obtained from leaves of B. decumbens and three composite samples of soil at depths of 0-10 cm and 10-20 cm, collected at10m, 25m, 40m distance. The results indicated that the mean levels of heavy metals and micronutrients analyzed in soil and leaves of B. decumbens not characterize the occurrence of contamination in these environments due to its content. Witness in the area, although there is no traffic of vehicles, the levels of some heavy metals and micronutrients are equivalent to those obtained in treatments and BR-153 GO-222. The irregular behavior of the average levels of the elements in all treatments, hindered, in part, to better define whether its origins are natural or anthropogenic sources. We recommend the implementation of new scientific research in areas of Cerrado grown on the banks of the roads with large flow of vehicles, to monitor the levels of heavy metals in the environment and food. / A geração de resíduos diversos vem se tornando preocupante em função de seu crescente volume e de sua disposição de forma indevida, principalmente no solo. Uma das características desses resíduos é a possibilidade de estarem contaminados por metais pesados. Os combustíveis obtidos a partir do refino do petróleo, largamente usados em veículos automotores, normalmente são enriquecidos com elementos tóxicos. O quantitativo de veículos que utiliza estes combustíveis vem aumentando e, com isso, os resíduos resultantes da combustão, ou queima dos combustíveis, vem tornando-se uma fonte antrópica de metais pesados na atmosfera, no solo, na água e nos vegetais. A presente pesquisa objetivou avaliar os teores de cádmio, chumbo, cobre, cromo, ferro, manganês, níquel e zinco no solo e nas folhas de plantas de Brachiaria decumbens Stapf., em áreas de pastagens sob influência de rodovias e em uma área testemunha, no Estado de Goiás. A primeira área de pastagens às margens da BR-153, entre as cidades de Goiânia e Anápolis, no Estado de Goiás, caracteriza-se por ser pavimentada, duplicada, e ter intenso tráfego de veículos, principalmente de cargas (tratamento BR 153). A segunda área está às margens da rodovia GO-222, entre as cidades de Anápolis e Nerópolis, sendo esta de pista simples e pavimentada, e caracterizada por pequeno fluxo de veículos, na sua maioria veículos de passeio (tratamento GO-222). E a terceira área (testemunha) no interior do Parque Estadual Altamiro de Moura Pacheco (tratamento PEAMP), que é uma Unidade de Conservação de Proteção Integral. As amostras do solo e de folhas de B. decumbens, nos tratamentos BR-153, GO-222 e PEAMP, foram coletadas em quatro pontos amostrais (repetições) (BR-P1; BR-P2; BR-P3; BR-P4; GOP1; GO-P2; GO-P3; GO-P4; PEAMP-P1; PEAMP-P2; PEAMP-P3; PEAMP-P4), com distâncias variáveis entre si, em cada tratamento. Nos tratamentos das rodovias, em cada um dos quatro pontos determinados (P1, P2, P3, P4) considerando-se o sentido perpendicular à rodovia, foram obtidas três amostras de folhas de B. decumbens e três amostras compostas de solo, nas profundidades de 0-10 cm e de 10-20 cm,coletadas a 10 m, 25 m e 40 m de afastamento. Os resultados obtidos indicaram que os teores médios dos metais pesados e micronutrientes analisados no solo e nas folhas de B. decumbens não caracterizam a ocorrência de contaminação nesses ambientes em função de seus teores. Na área testemunha, apesar de não haver tráfego de veículos, os teores de alguns metais pesados e micronutrientes se equivalem aos obtidos nos tratamentos BR-153 e GO-222. O comportamento irregular dos teores médios dos elementos, em todos os tratamentos, dificultou, em parte, definir melhor se suas origens são fontes naturais ou antropogênicas. É recomendável a realização de novas pesquisas científicas, em áreas do Cerrado cultivadas às margens das rodovias com grande fluxo de veículos, objetivando monitorar os teores de metais pesados no ambiente e nos alimentos produzidos.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-03-14T15:32:17Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Marcos Ferreira.pdf: 4318874 bytes, checksum: 78e7b7840a168358d28a5f9dfa90c96c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-14T15:32:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Marcos Ferreira.pdf: 4318874 bytes, checksum: 78e7b7840a168358d28a5f9dfa90c96c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica, Niterói, RJ / Este estudo quantificou o aporte via transporte aquático superficial de Zn, Cd, Pb, e Cu para a Baía de Sepetiba, oriundos do Saco do Engenho, buscando estimar a carga da poluição anual, proveniente em grande parte, dos rejeitos industriais armazenados na área da falida Cia. de beneficiamento de Zn e Cd, a Ingá Mercantil. Os resultados mostram o quão preocupante é a carga dos contaminantes metálicos que ainda são exportados para a Baía de Sepetiba através do Saco do Engenho, devido ao processo conjunto de lixiviação e erosão dos rejeitos industriais ricos em metais pesados. Zn e Cd foram caracterizados como os principais metais que são lixiviados do rejeito pela ação das águas da Baía e das chuvas locais, sendo então os metais que apresentam os maiores riscos ao ambiente aquático local, principalamente se a este fato for acrescentado às suas altas concentrações no rejeito. Nas análises realizadas, em 71% das amostras, a concentração de Zn total superou os limites máximos permissíveis na Classe 2 para águas, segundo a legislação ambiental brasileira. Comparando-se os resultados deste estudo com outras regiões, as concentrações de Zn, Cd, Pb, e Cu encontrados nas águas do Saco do Engenho são comparáveis às concentrações encontradas em outros áreas altamante impactadas por atividades industriais e portuárias. Os resultados referentes ao fluxo de contaminantes que aportam à Baía de Sepetiba a partir do Saco do Engenho foram de 33 t.ano-1 de Zn, 0,3 t.ano-1 de Cd, e 0,06 t.ano-1 de Pb. O metal Cu apresentou um fluxo de 0,51 t.ano-1, mas no sentido inverso. Zn e Cd, apresentaram valores de fluxo anuais maiores, ou pelo menos na mesma ordem de grandeza, que os encontrados no Canal de São Francisco e no Rio Guandú, rios estes altamente contaminados por metais pesados, sobretudo em seus trechos finais devido a grande concentração de indústrias com elevado potencial poluidor, e que possuem uma vazão anual cerca de 100 vezes maior, que a o maior valor de vazão medido no Saco do Engenho / This study quantified the superficial aquatic aport of Zn, Cd, Pb, e Cu at Sepetiba Bay, derivative from Engenho Inlet, to look for the daily values of trace metals pollution, mostly originated of a large environmental liabilitie in that place, the tailing of old bankrupt Cia. Ingá Mercantil. The results show how concern is the load of metal contaminants that are still exported to the Sepetiba Bay through the Engenho Inlet, due to the joint process of leaching and erosion of industrial wastes rich in heavy metals. Zn and Cd were characterized as the main metals that are leached from the tailings by the action of the waters of the Bay and local rains, and then the metals that pose the greatest risks to the local aquatic environment, especially if this fact is added to their high concentrations to reject. In the analysis performed, in 71% of the samples, the concentration of Zn total exceeded the maximum allowable for Waters Class 2, according to Brazilian environmental legislation. Comparing our results with other regions, the concentrations of Zn, Cd, Pb, and Cu found in the waters of Engenho Inlet are comparable to concentrations found in other areas highly impacted by industrial and portuary activities. The results for the flow of contaminants who come to Sepetiba Bay from the Engenho Inlet were 33 t.year-1 of Zn, 0.3 t.year-1 of Cd and 0.06 t.year-1 of Pb. The metal Cu showed a flow of 0.51 t.ano-1, but in reverse flux. Zn and Cd showed higher anual flow values, or at least the same order of magnitude, than those found in the Canal of San Francisco and Rio Guandu rivers, these highly contaminated by heavy metals, especially in its final stretches due to high concentration of industries with high pollution potential, and have an annual flow of about 100 times greater than the highest value of flow measured in the Engenho Inlet

The problem of cadmium (Cd) toxicity aggravates every year. However, the amount of plant species presenting some degree of tolerance to this metal is low. Therefore, it is of utmost importance to understand the Cd tolerance mechanisms. Two tomato cultivars exhibiting distinct levels of tolerance to Cd were investigated by exposing them to 35 μm de CdCl2 for eight days. The samples (roots, stems, and leaves) were collected at 0, 2, 4, 6 and 8 days. The root length and surface area were obtained using a WinRhizo PRO 2009c image analyzer. The ICP OES method was used for the quantification of metals in the different tissues. The translocation index (TrI), metal uptake and Cd distribution nutrient absorbed (NA), and nutrient efficiency (NUE) were calculated. The plant material used for stress indicators and proteomics analysis were collected in liquid nitrogen. Lipid peroxidation and H2O2 contents were obtained by spectrometry. For the proteomics data the gel-free method was used. The stress indicators showed the variation in both cultivars, evidencing the stress caused by the Cd. Chlorosis and necrotic spots were observed in plants exposed to Cd less significant way in the first days of exposure and more evident in the less tolerant cultivar (TTO) in the last days. The growth reduction can be observed in both cultivars, more evident in TTO. Regarding the Cd distribution, the two cultivars showed similar behavior, with the highest percentage of Cd in the roots. The Cd absorption could interfere with both cultivars in the accumulation absorption and efficiency in the use of most nutrients assessed. In general, the Cd interference was more evident at TTO than at YOSH. Highest percentages of TrI were also observed in TTO cultivar. Identification and evaluation of the differentially accumulated protein (DAP) in the two cultivars roots it is possible to observe that in the presence of Cd the cultivar TTO generates a more significant alteration in the amplitude of the accumulation and the number of proteins. These results suggest that the cultivar, which presents a higher degree of tolerance, has some form to make the Cd unavailable or a mechanism that makes the Cd transportation to the leaves more difficult. / O problema da toxicidade do cádmio (Cd) agrava-se a cada ano. No entanto, a quantidade de espécies de plantas que apresentam algum grau de tolerância a este metal é baixa. Portanto, é de suma importância entender os mecanismos de tolerância do Cd. Com esse intuito duas cultivares de tomate (TTO e YOSH) exibindo níveis distintos de tolerância ao Cd foram investigadas, expondo-as a 35 μm de CdCl2 por oito dias. As amostras (raízes, caules e folhas) foram coletadas aos 0, 2, 4, 6 e 8 dias. O comprimento da raiz e área de superfície foram obtidos usando um analisador de imagem WinRhizo PRO 2009c. O método ICP OES foi utilizado para a quantificação de metais nos diferentes tecidos. O índice de translocação (Trl), a absorção de metal e a distribuição de Cd dos nutrientes absorvidos (NA) e eficiência de nutrientes (NUE) foram calculados. O material vegetal usado para indicadores de estresse e análise proteômica foi coletado em nitrogênio líquido. A peroxidação lipídica e o teor de H2O2 foram obtidos por espectrometria. Para os dados proteômicos, foi utilizado o método livre de gel. Os indicadores de estresse mostraram a variação nas duas cultivares, evidenciando o estresse causado pelo Cd. A clorose e manchas necróticas foram observadas em plantas expostas ao Cd de maneira menos significativa nos primeiros dias de exposição e mais evidentes no cultivar menos tolerante (TTO) nos últimos dias. A redução do crescimento pode ser observada em ambas as cultivares, mais evidente no TTO. Quanto à distribuição de Cd, as duas cultivares apresentaram comportamento semelhante, com o maior percentual de Cd nas raízes. A absorção de Cd pode interferir nas duas cultivares na absorção, acúmulo e eficiência no uso da maioria dos nutrientes avaliados. Em geral, a interferência do Cd foi mais evidente no TTO do que no YOSH. As maiores porcentagens de TrI também foram observadas na cultivar TTO. Identificação e avaliação da proteína diferencialmente acumulada (DAP) nas raízes das duas cultivares é possível observar que na presença de Cd a cultivar TTO gera uma alteração mais significativa na amplitude do acúmulo e no número de proteínas. Estes resultados sugerem que a cultivar, que apresenta um maior grau de tolerância, tem alguma forma de tornar o Cd indisponível ou um mecanismo que dificulte o transporte de Cd para as folhas.