Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, ramo de Geoambiente, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor António Manuel Antunes Fiúza

O presente estudo objetivou a caracterização hidrogeoquímica da microbacia de drenagem Entre Rios, reflorestada com eucaliptos utilizando-se modelos de transporte de materiais nas fases dissolvidas e particuladas, em períodos de amostragens, antes e depois da realização da colheita de madeira. Na área experimental foram coletadas amostras de águas fluviais, material particulado em suspensão, águas de chuva, solos e sedimentos de fundo. Foram determinados importantes parâmetros e variáveis como vazão, concentração de íons majoritários e material particulado em suspensão, variabilidade temporal e transportes de material dissolvido e particulado, mecanismos de aporte difuso e pontual da carga dissolvida, separação das componentes superficial e subterrânea no escoamento total, concentração e biodisponibilidade dos principais metais pesados nos solos e sedimentos de fundo do córrego. As características hidroquímicas das águas fluviais mostraram que as espécies químicas SiO2, HCO3 -, Ca2+, Mg2+ e Na+ apresentaram comportamentos de diluição com o aumento da vazão e aportes de origem difusa, em todo período, relacionadas à formação geológica da região e mecanismos de recarga da bacia. A amostragem realizada cinco meses após a colheita de madeira evidenciou anomalias de K+ e Cl- que apresentaram padrões de aumento de suas concentrações em relação ao aumento das respectivas vazões, associadas à aplicação de insumos agrícolas. O transporte específico de TDS na amostragem anterior à colheita foi de 35,81 kg km-2d-1, e posterior à colheita foi de 23,53 kg km-2d-1 pelo método estocástico. Tal transporte foi composto principalmente de SiO2 e HCO3 - e a origem destas espécies estiveram associadas à alterações de rochas e aportes atmosféricos totais. Em termos de MPS, as concentrações obtidas se relacionaram positivamente com a vazão nas amostragens intensivas indicando maiores arrastes deste material nas maiores vazões, com concentrações máximas de 50,2 e 80,6 mg L-1 antes e após a colheita, respectivamente. A erosão mecânica da microbacia mostrou-se com uma taxa de degradação física dos solos de 8,7 m Ma-1.Em relação aos aportes atmosféricos, as espécies químicas mais representativas foram o Ca2+ e o Na+ para os cátions e HCO3 -, NO3 - e SO4 2- para os ânions. O transporte específico do TDS nas águas de chuva foi de 4,10 t km-2 a-1. Pelas razões dos transportes totais de águas pluviais e fluviais ficou evidenciado um controle dos aportes atmosféricos totais sobre as águas do córrego da microbacia. Cr, Cd, Co, Cu, Zn e Sc foram os metais pesados com maiores concentrações no solo LVd da microbacia. A especiação química dos solos revelou que o LVd foi solo que apresentou maior fração biodisponível para Cd e Zn e estiveram associados principalmente as frações óxidos de ferro cristalino e matéria orgânica, respectivamente. Os resultados dos fatores de enriquecimento para as camadas de 0-10 cm dos solos da microbacia de drenagem não evidenciaram influência antrópica causada pelos tratos culturais, exceto pelo Cu no solo LVAd na camada de 0-10 cm / This study aimed to characterize the Entre Rios stream small watershed hydrogeochemistry, reforested with eucalyptus using materials transport models in dissolved and particulate phases, in periods of sampling, before and after the clearcutting. In the experimental area were collected river water samples, suspended particulate material, rain water, soil and botton sediments. Were determined important parameters and variables such as discharge, major íons concentration, and suspended particulate material, temporal variability and dissolved and particulate transports, punctual and diffuse input mechanisms of the dissolved load, superficial and sub superficial components of the total discharge, concentration and bioavailability of the major heavy metals in soils and bottoms sediments. Hydrochemistry characteristics of the fluvial waters showed that chemical species SiO2, HCO3 -, Ca2+, Mg2+ and Na+ presented dilution behavior with increasing of the discharge and diffuse input, in any period, related to the regional geological formation and watershed recharge mechanisms. Sampling performed five months after the clearcutting showed abnormalities of K+ and Clthat showed increase of their concentrations with the discharge, associated with the agricultural inputs application. The TDS specific transport in the sample before clearcutting was 35.81 kg km-2d-1, and after was 23.53 kg km-2d-1 calculated by the stochastic method. This transport was composed mainly of the SiO2 and HCO3 - and the origin of these species were associated with rock alterations and total atmospheric inputs. In terms of MPS, the concentrations were related positively with the discharge in intensive sampling indicating more haul of this material in the higher discharge with maximum concentrations of the 50.2 and 80.6 mg L-1 before and after clearcutting, respectively. The mechanical erosion showed a soil physical degradation tax of the 8.7 m Ma-1. In relation of atmospherics inputs, the most representative chemical species were Ca2+ and Na+ and HCO3 -, NO3 -, SO4 2-. The TDS specific transport in rain waters was 4.10 t km-2 y-1. The rations between rainwater and river transports demonstrated the control of the atmospheric total contributions in the watershed waters. Cr, Cd, Co, Cu, Zn and Sc were heavy metals with higher concentrations LVd in soil. The soils chemical speciation showed to the LVd soil higher bioavailable fraction for Cd and Zn and were associated mainly with crystalline iron oxides and organic matter, respectively. The enrichment factors results for the 0-10 cm soil layer in the watershed showed no anthropogenic influence caused by cultural treatments, except for the Cu in 0-10 cm LVAd soil layer

O presente estudo objetivou a caracterização hidrogeoquímica ao longo da bacia de drenagem do rio Sorocaba - São Paulo, em cinco estações de amostragens, localizadas desde a região de nascentes, estação S5- Ibiúna, passando por áreas com maior influencia urbana e agrícola (S4 - Votarantim, S3 - Itavuvu e S2 - Tatuí), até a foz da bacia em estudo, S1 - Laranjal Paulista, utilizando-se modelos de transporte de materiais nas fases dissolvidas e particuladas. Para tal, foram realizadas coletas ao longo de 18 meses, de amostras de águas fluviais, pluviais, sedimento fino em suspensão (FSS) e dos principais tipos solos integrantes da bacia. Importantes parâmetros físico-quimicos e a caracterização das cargas dissolvida e particulada foram determinados. As características hidroquímicas das águas fluviais mostraram que as espécies químicas SiO2, Ca2+, Mg2+, K+, HCO3- e TDS indicaram possíveis aportes difusos e as espécies Na+, Cl-, SO42-, PO43-, NH4+ e NO3-indicaram origens pontuais. O elemento químico dissolvido que mais contribuiu no transporte específico fluvial junto à foz do rio Sorocaba (S1- Laranjal Paulista), foi o Na+ para os cátions (24,25, kg km-2 d-1) e para os ânions foi o HCO3- com 53,97 kg km-2 d-1. Já no transporte pluvial o Ca2+ foi a espécie química que apresentou maior contribuição na carga do rio com 54,89 %. Com relação ao material particulado, representada pelo FSS, o transporte específico variou de 22,68 a 55,70 t km-2 a-1, desde a região das nascentes até a foz, respectivamente. O rio Sorocaba foi classificado como médio transportador de sedimento fino em suspensão e a erosão mecânica foi de 37,88 m.Ma-1 / This study aimed to characterize the hydrogeochemical along the Sorocaba river basin (SP), in five sampling stations, located from the headwaters region, S5-Ibiúna station, passing through areas with higher urban and agricultural influences (S4 - Votorantim, S3 - Itavuvu and S2 and Tatuí, to the mouth of the basin under study, S1 - Laranjal Paulista, using models of transport on dissolved and particulate phases. Samples of river water, pluvial, fine suspended sediment (FSS) and the main soils types were collected over 18 months. Important physico-chemical characterization of dissolved and particulate loads were determined. The hydrochemical features of the river water showed that the chemical species SiO2, Ca2 +, Mg2+, K +, HCO3-and TDS indicated possible diffuse contributions and species Na +, Cl-, SO42-, PO43-, NH4+ and NO3-indicated origin contributions. The dissolved chemical element who more contributed in transport dissolved specific in S1-Laranjal Paulista), was Na+ for cations, with 24,25 kg km-2 d-1 and for anions was HCO3- with 53.97 kg km-2 d-1. In the rain Ca2+ was the chemical species with the highest contribution to the river load with 54.89%. The suspended particulate matter, represented by the FSS, the specific transport ranged from 22.68 to 55.70 t km-2 a-1, from the region of the headwaters to the mouth, respectively. The river was classified as medium transporting fine sediment in suspension and the mechanical erosion was the 37.88 m .Ma-1

O presente estudo objetivou a caracterização hidrogeoquímica ao longo da bacia de drenagem do rio Sorocaba - São Paulo, em cinco estações de amostragens, localizadas desde a região de nascentes, estação S5- Ibiúna, passando por áreas com maior influencia urbana e agrícola (S4 - Votarantim, S3 - Itavuvu e S2 - Tatuí), até a foz da bacia em estudo, S1 - Laranjal Paulista, utilizando-se modelos de transporte de materiais nas fases dissolvidas e particuladas. Para tal, foram realizadas coletas ao longo de 18 meses, de amostras de águas fluviais, pluviais, sedimento fino em suspensão (FSS) e dos principais tipos solos integrantes da bacia. Importantes parâmetros físico-quimicos e a caracterização das cargas dissolvida e particulada foram determinados. As características hidroquímicas das águas fluviais mostraram que as espécies químicas SiO2, Ca2+, Mg2+, K+, HCO3- e TDS indicaram possíveis aportes difusos e as espécies Na+, Cl-, SO42-, PO43-, NH4+ e NO3-indicaram origens pontuais. O elemento químico dissolvido que mais contribuiu no transporte específico fluvial junto à foz do rio Sorocaba (S1- Laranjal Paulista), foi o Na+ para os cátions (24,25, kg km-2 d-1) e para os ânions foi o HCO3- com 53,97 kg km-2 d-1. Já no transporte pluvial o Ca2+ foi a espécie química que apresentou maior contribuição na carga do rio com 54,89 %. Com relação ao material particulado, representada pelo FSS, o transporte específico variou de 22,68 a 55,70 t km-2 a-1, desde a região das nascentes até a foz, respectivamente. O rio Sorocaba foi classificado como médio transportador de sedimento fino em suspensão e a erosão mecânica foi de 37,88 m.Ma-1 / This study aimed to characterize the hydrogeochemical along the Sorocaba river basin (SP), in five sampling stations, located from the headwaters region, S5-Ibiúna station, passing through areas with higher urban and agricultural influences (S4 - Votorantim, S3 - Itavuvu and S2 and Tatuí, to the mouth of the basin under study, S1 - Laranjal Paulista, using models of transport on dissolved and particulate phases. Samples of river water, pluvial, fine suspended sediment (FSS) and the main soils types were collected over 18 months. Important physico-chemical characterization of dissolved and particulate loads were determined. The hydrochemical features of the river water showed that the chemical species SiO2, Ca2 +, Mg2+, K +, HCO3-and TDS indicated possible diffuse contributions and species Na +, Cl-, SO42-, PO43-, NH4+ and NO3-indicated origin contributions. The dissolved chemical element who more contributed in transport dissolved specific in S1-Laranjal Paulista), was Na+ for cations, with 24,25 kg km-2 d-1 and for anions was HCO3- with 53.97 kg km-2 d-1. In the rain Ca2+ was the chemical species with the highest contribution to the river load with 54.89%. The suspended particulate matter, represented by the FSS, the specific transport ranged from 22.68 to 55.70 t km-2 a-1, from the region of the headwaters to the mouth, respectively. The river was classified as medium transporting fine sediment in suspension and the mechanical erosion was the 37.88 m .Ma-1

O presente estudo objetivou a caracterização hidrogeoquímica da microbacia de drenagem Entre Rios, reflorestada com eucaliptos utilizando-se modelos de transporte de materiais nas fases dissolvidas e particuladas, em períodos de amostragens, antes e depois da realização da colheita de madeira. Na área experimental foram coletadas amostras de águas fluviais, material particulado em suspensão, águas de chuva, solos e sedimentos de fundo. Foram determinados importantes parâmetros e variáveis como vazão, concentração de íons majoritários e material particulado em suspensão, variabilidade temporal e transportes de material dissolvido e particulado, mecanismos de aporte difuso e pontual da carga dissolvida, separação das componentes superficial e subterrânea no escoamento total, concentração e biodisponibilidade dos principais metais pesados nos solos e sedimentos de fundo do córrego. As características hidroquímicas das águas fluviais mostraram que as espécies químicas SiO2, HCO3 -, Ca2+, Mg2+ e Na+ apresentaram comportamentos de diluição com o aumento da vazão e aportes de origem difusa, em todo período, relacionadas à formação geológica da região e mecanismos de recarga da bacia. A amostragem realizada cinco meses após a colheita de madeira evidenciou anomalias de K+ e Cl- que apresentaram padrões de aumento de suas concentrações em relação ao aumento das respectivas vazões, associadas à aplicação de insumos agrícolas. O transporte específico de TDS na amostragem anterior à colheita foi de 35,81 kg km-2d-1, e posterior à colheita foi de 23,53 kg km-2d-1 pelo método estocástico. Tal transporte foi composto principalmente de SiO2 e HCO3 - e a origem destas espécies estiveram associadas à alterações de rochas e aportes atmosféricos totais. Em termos de MPS, as concentrações obtidas se relacionaram positivamente com a vazão nas amostragens intensivas indicando maiores arrastes deste material nas maiores vazões, com concentrações máximas de 50,2 e 80,6 mg L-1 antes e após a colheita, respectivamente. A erosão mecânica da microbacia mostrou-se com uma taxa de degradação física dos solos de 8,7 m Ma-1.Em relação aos aportes atmosféricos, as espécies químicas mais representativas foram o Ca2+ e o Na+ para os cátions e HCO3 -, NO3 - e SO4 2- para os ânions. O transporte específico do TDS nas águas de chuva foi de 4,10 t km-2 a-1. Pelas razões dos transportes totais de águas pluviais e fluviais ficou evidenciado um controle dos aportes atmosféricos totais sobre as águas do córrego da microbacia. Cr, Cd, Co, Cu, Zn e Sc foram os metais pesados com maiores concentrações no solo LVd da microbacia. A especiação química dos solos revelou que o LVd foi solo que apresentou maior fração biodisponível para Cd e Zn e estiveram associados principalmente as frações óxidos de ferro cristalino e matéria orgânica, respectivamente. Os resultados dos fatores de enriquecimento para as camadas de 0-10 cm dos solos da microbacia de drenagem não evidenciaram influência antrópica causada pelos tratos culturais, exceto pelo Cu no solo LVAd na camada de 0-10 cm / This study aimed to characterize the Entre Rios stream small watershed hydrogeochemistry, reforested with eucalyptus using materials transport models in dissolved and particulate phases, in periods of sampling, before and after the clearcutting. In the experimental area were collected river water samples, suspended particulate material, rain water, soil and botton sediments. Were determined important parameters and variables such as discharge, major íons concentration, and suspended particulate material, temporal variability and dissolved and particulate transports, punctual and diffuse input mechanisms of the dissolved load, superficial and sub superficial components of the total discharge, concentration and bioavailability of the major heavy metals in soils and bottoms sediments. Hydrochemistry characteristics of the fluvial waters showed that chemical species SiO2, HCO3 -, Ca2+, Mg2+ and Na+ presented dilution behavior with increasing of the discharge and diffuse input, in any period, related to the regional geological formation and watershed recharge mechanisms. Sampling performed five months after the clearcutting showed abnormalities of K+ and Clthat showed increase of their concentrations with the discharge, associated with the agricultural inputs application. The TDS specific transport in the sample before clearcutting was 35.81 kg km-2d-1, and after was 23.53 kg km-2d-1 calculated by the stochastic method. This transport was composed mainly of the SiO2 and HCO3 - and the origin of these species were associated with rock alterations and total atmospheric inputs. In terms of MPS, the concentrations were related positively with the discharge in intensive sampling indicating more haul of this material in the higher discharge with maximum concentrations of the 50.2 and 80.6 mg L-1 before and after clearcutting, respectively. The mechanical erosion showed a soil physical degradation tax of the 8.7 m Ma-1. In relation of atmospherics inputs, the most representative chemical species were Ca2+ and Na+ and HCO3 -, NO3 -, SO4 2-. The TDS specific transport in rain waters was 4.10 t km-2 y-1. The rations between rainwater and river transports demonstrated the control of the atmospheric total contributions in the watershed waters. Cr, Cd, Co, Cu, Zn and Sc were heavy metals with higher concentrations LVd in soil. The soils chemical speciation showed to the LVd soil higher bioavailable fraction for Cd and Zn and were associated mainly with crystalline iron oxides and organic matter, respectively. The enrichment factors results for the 0-10 cm soil layer in the watershed showed no anthropogenic influence caused by cultural treatments, except for the Cu in 0-10 cm LVAd soil layer

Estágio realizado na empresa CIN - Corporação Industrial do Norte, S.A. e orientado pela Eng.ª Catarina Carneiro / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

A caracterização hidrogeoquímica da bacia do rio Sorocaba foi realizada a partir do estudo detalhado das cargas fluviais particulada e dissolvida, considerando a dinâmica dos transportes das principais espécies químicas, bem como os aportes atmosféricos e antrópicos, identificando os processos erosivos mecânicos e químicos predominantes na bacia de drenagem. A caracterização hidrológica permitiu identificar os principais mecanismos de recarga e descarga na bacia de drenagem e determinar o escoamento superficial rápido, revelando os períodos de maior potencial erosivo nos últimos 20 anos. O estudo da dinâmica da carga fluvial particulada mostrou a ocorrência de processos de remobilização e sedimentação ao longo da bacia, permitindo verificar um aumento do transporte fluvial específico em 2,5 vezes das nascentes até a foz. A erosão mecânica, calculada com base no transporte de sedimentos finos em suspensão junto à foz do rio Sorocaba, foi de 55,70 t km-2 a-1, indicando uma taxa de degradação física de 37,88 m Ma-1. A origem da matéria orgânica na carga particulada fluvial se mostrou associada aos efluentes domésticos após caracterização isotópica do 13C. O comportamento hidroquímico fluvial evidenciou uma diferença de predomínio de espécies químicas dissolvidas entre as cinco estações de amostragem, permitindo verificar a influência dos processos de diluição fluvial, de acordo com as relações concentração x vazão. O modelo geoquímico utilizado permitiu estimar o CO2 atmosférico/solo consumido durante o processo de alteração de rochas na bacia de drenagem em 198 x 103 moles km-2 a-1, dos quais 98% foi relacionado à alteração de silicatos. O modelo de reconstituição desse consumo nos últimos 59 anos mostrou-se pouco variável, entretanto o modelo associado exclusivamente aos silicatos indicou um aumento no mesmo período, a uma taxa de 2,7 x103 moles km-2 a-1. Comparada com a erosão mecânica, a erosão química se mostrou inferior em cerca de 2,5 vezes, enquanto que, ainda em termos de erosão química, as taxas de alteração de silicatos e carbonatos na bacia de drenagem foram de 9,4 e 5,3 m Ma-1, respectivamente. O índice de alteração de rocha RE, determinado a partir dos dados geoquímicos das águas fluviais, indicou a mudança de um possível domínio de estabilidade da caulinita para o das argilas 2:1, evidenciando a ocorrência do processo de bisialitização / The hydrogeochemical characterization of the Sorocaba River basin was performed from the detailed study of particulate and dissolved river loads. Considering the main chemical species transported, as well as the atmospheric and anthropogenic inputs, it ws identified the mechanical and chemical erosion processes prevailing in the drainage basin. The hydrologic characterization identified the main mechanisms of recharge and discharge in the drainage basin, and allowed to determine the quickly surface runoff, showing periods of increased erosion potential in the last 20 years. The study of the particulate load dynamics demonstrated the occurrence of sedimentation and remobilization processes in the basin, allowing to verify a specific fluvial transport increased by 2.5 times from headwaters to the mouth of the Sorocaba River. The mechanical erosion, calculated based on the fine suspended sediments transported at the mouth of the Sorocaba River, was 55.70 t km-2 yr-1, indicating a physical degradation rate of 37.88 m Myr-1. The origin of organic matter present in the particulate load was associated to domestic sewage, after isotopic characterization of the 13C. The fluvial hydrochemical performance revealed the predominance of different dissolved chemical species between the five sampling stations, enabling to verify the influence of fluvial dilution processes, according to the concentration-discharge relationships. The geochemical model used allowed us to estimate CO2 atmospheric / soil consumed during the alteration rocks process in the drainage basin of 198 x 103 mol-1 km2 yr-1, which 98% was related to silicates alteration. The reconstitution model of this consumption in the last 59 years has shown to be little variable, however the model exclusively associated with silicates demonstrated an increase during same period, in a rate of 2.7 x 103 moles km-2 yr-1. Compared to mechanical erosion, the chemical erosion was inferior to about 2.5 times, whereas, also in terms of chemical erosion, the silicate and carbonate alterations rates in the drainage basin were 9.4 and 5.3 m Myr-1, respectively. The rock alteration index RE, determined from the geochemical data, indicated a possible change in the kaolinite stability domain to the clays 2:1, indicating the occurrence of the bisialitization process

O estudo da microbacia de drenagem do córrego Barra Bonita, (S: 22º 25\' 53,9\" ; O: 48º 32\' 34,8\") objetivou a caracterização de seus parâmetros hidrogeoquímicos utilizando-se os modelos de transporte de materiais nas fases dissolvida e particulada para identificar as relações entre os processos de ocupação do solo e qualidade da água. Pelo fato de não existir um zoneamento ambiental no município, este estudo foi pioneiro investigação da qualidade ambiental da microbacia, contribuindo diretamente em futuros planos de conservação e utilização de suas águas superficiais para abastecimento público. O estudo foi conduzido de setembro de 2005 a dezembro de 2006 em quatro córregos principais formadores da microbacia, sendo selecionados oito pontos de amostragem de montante a jusante para coletas de água durante as diferentes fases da hidrógrafa. Além disso, uma amostragem intensiva foi realizada durante um evento de chuva para melhor acompanhamento dos mecanismos de transporte de materiais dissolvidos e particulados. O protocolo analítico empregado neste estudo possibilitou a determinação de variáveis hidrogeoquímicas como vazão, concentração de sedimentos em suspensão e sua caracterização isotópica quanto ao carbono e nitrogênio orgânico particulado, concentração de íons maiores dissolvidos, transporte de material dissolvido e particulado, concentração de metais em solução, sua biodisponibilidade nos sedimentos aquáticos, separação das componentes superficial e subterrâneo no escoamento total da microbacia e mecanismos de aporte difuso e pontual da carga dissolvida e particulada em escalas espaciais e temporais. Com relação ao material dissolvido na microbacia, as espécies químicas apresentaram comportamento de diluição com o aumento das vazões, predominando, portanto os aportes pontuais de carga dissolvida na microbacia. Por outro lado, durante o evento de chuva estudado as concentrações apresentaram aumento em função das vazões, destacando-se a origem superficial das espécies química nestas condições. As espécies químicas predominantes foram o HCO3-, Na+ e Ca2+, as quais estiveram relacionadas tanto à formação geológica da região quanto à aportes pontuais por meio de aplicação de insumos agrícolas como gesso, calcário e vinhaça. A parte agrícola da microbacia apresentou maior contribuição à carga dissolvida transportada durante o período considerado como chuvoso, enquanto os aportes pontuais de efluentes domésticos e de águas urbanas sobressaíram-se durante o período de seca. O material particulado em suspensão apresentou correlacionamento significativo com o incremento das vazões, sendo a parte agrícola a principal responsável pela carga transportada pela microbacia. A caracterização isotópica do material orgânico particulado para o carbono e nitrogênio evidenciou os processos de fracionamento da assinatura isotópica da matriz de plantas C4 (cana de açúcar) presente na microbacia, estando tais processos mais relacionados à degradação do material orgânico presente no solo, bem como do aporte de poluição originado da parte urbana. Apenas durante eventos de maior escoamento rápido superficial, o carbono orgânico particulado do sedimento em suspensão se aproximou do \"delta\"% das plantas C4. As concentrações de metais dissolvidos foram bastante baixas conforme o esperado, destacando-se o Fe e Al que estiveram mais relacionados ao tipo de solo da região. A biodisponibilidade de metais nos sedimentos aquáticos também foi baixa em relação a bacias hidrográficas mais industrializadas. / The study in the Barra Bonita stream small watershed (S: 22o 25\' 53,9\" and W: 48o 32\' 34,8\") aimed to characterize its hydrogeochemical parameters by dissolved and particulate material transport models to identify the relations between soil use and water quality. Because there was no longer an environmental zoning in the municipality of Barra Bonita, this study was pioneer on the watershed environmental investigation, which may contribute directly to future conservation plans for the utilization of this water source as public supplying. The study was conducted from September 2005 to December 2006 in four main watershed tributaries where eight sampling points were established, upstream to downstream, for water sampling along with the hidrogram phases. Besides that, an intensive sampling excursion was carried out during a storm event in order to achieve better data about the dissolved and particulate material transport. In this study were analyzed the following hydrogeochemical parameters: discharge, major dissolved ions, suspended sediments concentrations and their isotopic characterization for particulate carbon and nitrogen, dissolved and particulate transport, dissolved metals concentration and the biodisponibilty of metal from the bottom aquatic sediments, superficial and sub superficial components of the total discharge and the punctual and diffuse input mechanisms of dissolved and particulate load for spatial and time scales. For the dissolved material in the watershed the major chemical species presented decreased concentrations with the discharge, showing the dominance of punctual input processes in the watershed. On the other hand during the storm flow event the ions concentrations increased with the discharge, showing their superficial origins in this condition. The dominant chemical species were HCO3-, Na+ and Ca2+, which were related to the regional geological formation and punctual input by agriculture like gypsum, liming and stillage. The agricultural area of the watershed presented the major contribution to the transported dissolved load in thee rainy period while the punctual inputs of domestic sewage and urban waters more important in the dry period. The suspended particulate material showed significant correlation with the discharge increasing and the agricultural part was source of the total transported load in the watershed. The isotopic characterization of the particulate organic carbon and nitrogen showed the fractioning processes of the isotopic signature from the C4 plants (sugarcane) matrix presented in the watershed, which were more related to the soil organic matter mineralization as well as with the pollution input from the urban area Only at high flows periods the particulate organic carbon was to the C4 \"delta\"% values. The dissolved metals concentrations were low as previewed, except for Fe and Al that were related to the regional soil types. The metals biodisponibility in the bottom aquatic sediments were also low in relation to more industrialized regions

O objetivo do presente trabalho foi o estudo e analises de processos de transferência de energia e transferência de elétrons em dispositivos moleculares. Para tal fim foi utilizado o polímero de poliestireno (PS) como matriz hospedeira das moléculas tendo sido verificado que este material apresenta uma característica de um excelente isolante mostrando-se adequado para a fabricação de dispositivos moleculares do tipo elétrico e óptico. Os dispositivos moleculares ópticos e elétricos foram obtidos pela técnica de \"spin coating\" a partir de soluções contendo o polímero de PS e as moléculas de Alq3 e Rh590 em solvente orgânico, mostrando que esta técnica permite a obtenção de filmes com espessura de 200nm e rugosidade com RMS da ordem de 2nm. Foi verificado que filmes de PS contendo moléculas de Alq3 e Rh590 podem ser utilizadas como dispositivos de transferência de energia e que a eficiência de transferência depende da sobreposição da banda de emissão do Alq3, banda de absorção da Rh590 e a concentração relativa das moléculas; tendo sido obtido dispositivos com ate 86 % de eficiência de transferência. Foi verificado que os dispositivos de ITO/PS:Alq3/Al e ITO/PS:Alq3:Rh590/Al apresentam mecanismos de transporte do tipo de transporte limitado por cargas armadilhadas nos níveis de defeito situadas na região da banda proibida entre o HOMO e LUMO das moléculas de Alq3 e Rh590. Os dispositivos elétricos de ITO/PS:Alq3/Al mostraram a existência de efeito memória que foram atribuídos a mudanças nos estados de ocupação de níveis altamente localizados (armadilhas) e à existência de nano- partículas metálicas no interior do filme de PS:Alq3 promovendo a transferência de elétrons por efeitos de tunelamento ressonante. Os resultados obtidos no presente trabalho em relação aos mecanismos de transferência de energia e eletrônica apresentam-se promissores para futuras aplicações em dispositivos moleculares como memórias moleculares, chaves moleculares, dispositivos de emissão (OLEDs). / The aim of the present work was to study and analyses the energy and electron transfer process in molecular devices. The molecular devices were fabricated by using the polystyrene polymer because this material, as it was verified in this work, showed a good insulator features. The optical and electrical molecular devices were fabricated by using the spin-coating techniques from the PS, Alq3 and Rh520 solution in organic solvent. The thin film obtained by this technique showed a 200 nm of thickness and 2 nm RMS of roughness, that it is a good parameter values in order to obtain a molecular devices. The thin film of PS with Alq3 and Rh520 as host molecules acts as a good energy transfer device yielding the transfer efficiency of 86%. The transfer efficiency showed dependence on relative concentration of molecules in the PS film and in the good emission an absorption spectra overlapping of molecules. The molecular device of type ITO/PS:Alq3/Al and ITO/PS:Alq3:Rh520/Al used as molecular device of electrical type showed that the electrons transfer mechanism is limited by charge trapped in the localized level between HOMO and LUMO levels of the molecules. The devices of the type ITO/PS:Alq3/Al showed additionally a memory and negative resistance features that it was attributed to the change in the charge trapped levels due to device polarization and to the existence of Al nano particles into the PS film. The results obtained in this work showed high cientific and technological relevance in order to project and fabricate the molecular devices.

O estudo da microbacia de drenagem do córrego Barra Bonita, (S: 22º 25\' 53,9\" ; O: 48º 32\' 34,8\") objetivou a caracterização de seus parâmetros hidrogeoquímicos utilizando-se os modelos de transporte de materiais nas fases dissolvida e particulada para identificar as relações entre os processos de ocupação do solo e qualidade da água. Pelo fato de não existir um zoneamento ambiental no município, este estudo foi pioneiro investigação da qualidade ambiental da microbacia, contribuindo diretamente em futuros planos de conservação e utilização de suas águas superficiais para abastecimento público. O estudo foi conduzido de setembro de 2005 a dezembro de 2006 em quatro córregos principais formadores da microbacia, sendo selecionados oito pontos de amostragem de montante a jusante para coletas de água durante as diferentes fases da hidrógrafa. Além disso, uma amostragem intensiva foi realizada durante um evento de chuva para melhor acompanhamento dos mecanismos de transporte de materiais dissolvidos e particulados. O protocolo analítico empregado neste estudo possibilitou a determinação de variáveis hidrogeoquímicas como vazão, concentração de sedimentos em suspensão e sua caracterização isotópica quanto ao carbono e nitrogênio orgânico particulado, concentração de íons maiores dissolvidos, transporte de material dissolvido e particulado, concentração de metais em solução, sua biodisponibilidade nos sedimentos aquáticos, separação das componentes superficial e subterrâneo no escoamento total da microbacia e mecanismos de aporte difuso e pontual da carga dissolvida e particulada em escalas espaciais e temporais. Com relação ao material dissolvido na microbacia, as espécies químicas apresentaram comportamento de diluição com o aumento das vazões, predominando, portanto os aportes pontuais de carga dissolvida na microbacia. Por outro lado, durante o evento de chuva estudado as concentrações apresentaram aumento em função das vazões, destacando-se a origem superficial das espécies química nestas condições. As espécies químicas predominantes foram o HCO3-, Na+ e Ca2+, as quais estiveram relacionadas tanto à formação geológica da região quanto à aportes pontuais por meio de aplicação de insumos agrícolas como gesso, calcário e vinhaça. A parte agrícola da microbacia apresentou maior contribuição à carga dissolvida transportada durante o período considerado como chuvoso, enquanto os aportes pontuais de efluentes domésticos e de águas urbanas sobressaíram-se durante o período de seca. O material particulado em suspensão apresentou correlacionamento significativo com o incremento das vazões, sendo a parte agrícola a principal responsável pela carga transportada pela microbacia. A caracterização isotópica do material orgânico particulado para o carbono e nitrogênio evidenciou os processos de fracionamento da assinatura isotópica da matriz de plantas C4 (cana de açúcar) presente na microbacia, estando tais processos mais relacionados à degradação do material orgânico presente no solo, bem como do aporte de poluição originado da parte urbana. Apenas durante eventos de maior escoamento rápido superficial, o carbono orgânico particulado do sedimento em suspensão se aproximou do \"delta\"% das plantas C4. As concentrações de metais dissolvidos foram bastante baixas conforme o esperado, destacando-se o Fe e Al que estiveram mais relacionados ao tipo de solo da região. A biodisponibilidade de metais nos sedimentos aquáticos também foi baixa em relação a bacias hidrográficas mais industrializadas. / The study in the Barra Bonita stream small watershed (S: 22o 25\' 53,9\" and W: 48o 32\' 34,8\") aimed to characterize its hydrogeochemical parameters by dissolved and particulate material transport models to identify the relations between soil use and water quality. Because there was no longer an environmental zoning in the municipality of Barra Bonita, this study was pioneer on the watershed environmental investigation, which may contribute directly to future conservation plans for the utilization of this water source as public supplying. The study was conducted from September 2005 to December 2006 in four main watershed tributaries where eight sampling points were established, upstream to downstream, for water sampling along with the hidrogram phases. Besides that, an intensive sampling excursion was carried out during a storm event in order to achieve better data about the dissolved and particulate material transport. In this study were analyzed the following hydrogeochemical parameters: discharge, major dissolved ions, suspended sediments concentrations and their isotopic characterization for particulate carbon and nitrogen, dissolved and particulate transport, dissolved metals concentration and the biodisponibilty of metal from the bottom aquatic sediments, superficial and sub superficial components of the total discharge and the punctual and diffuse input mechanisms of dissolved and particulate load for spatial and time scales. For the dissolved material in the watershed the major chemical species presented decreased concentrations with the discharge, showing the dominance of punctual input processes in the watershed. On the other hand during the storm flow event the ions concentrations increased with the discharge, showing their superficial origins in this condition. The dominant chemical species were HCO3-, Na+ and Ca2+, which were related to the regional geological formation and punctual input by agriculture like gypsum, liming and stillage. The agricultural area of the watershed presented the major contribution to the transported dissolved load in thee rainy period while the punctual inputs of domestic sewage and urban waters more important in the dry period. The suspended particulate material showed significant correlation with the discharge increasing and the agricultural part was source of the total transported load in the watershed. The isotopic characterization of the particulate organic carbon and nitrogen showed the fractioning processes of the isotopic signature from the C4 plants (sugarcane) matrix presented in the watershed, which were more related to the soil organic matter mineralization as well as with the pollution input from the urban area Only at high flows periods the particulate organic carbon was to the C4 \"delta\"% values. The dissolved metals concentrations were low as previewed, except for Fe and Al that were related to the regional soil types. The metals biodisponibility in the bottom aquatic sediments were also low in relation to more industrialized regions