Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016 / Made available in DSpace on 2017-09-05T04:04:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347268.pdf: 3221350 bytes, checksum: 668e7901a302d1d5e9925a3c567fa569 (MD5) Previous issue date: 2017 / A utilização de adsorventes produzidos a partir de diversos tipos de biomassa tem sido apontada como uma alternativa promissora aos adsorventes tradicionais, como o carvão ativado. Nesse contexto, vem sendo estudada a utilização do biochar produzido nos processos de conversão termoquímica da biomassa, como a pirólise. O desempenho desses materiais está diretamente ligado às suas condições de obtenção e utilização. Neste trabalho, a casca de pinhão foi utilizada como matéria- prima para a produção, por via pirolítica, de um biochar para remoção de íons Pb2+ de efluente sintético. Um planejamento fatorial foi utilizado para avaliar como a capacidade de adsorção do adsorvente seria afetada por quatro parâmetros, a saber: temperatura, taxa de aquecimento, vazão de nitrogênio e tempo de residência do sólido. Verificou-se que a temperatura foi o único parâmetro significativo do processo, sendo 800 ºC seu valor ótimo. A caracterização dos materiais mostrou que o biochar obtido nessa temperatura (BC-800) apresentou a maior área superficial específica, 1139 m2·g-1. Ainda, a superfície do material é praticamente neutra e não há grupos funcionais. Dessa forma, o desempenho dos adsorventes pode ser relacionado ao valor de suas áreas. Os dados obtidos no estudo cinético da adsorção ajustaram-se ao modelo de Elovich, com taxas iniciais de adsorção relativamente alta e constante de dessorção pequena. Os dados de equilíbrio ajustaram-se ao modelo de Sips, que indica uma capacidade máxima de adsorção de 73,99 mg·g-1, uma das mais altas obtidas por um biochar na remoção de chumbo.<br> / Abstract: The use of adsorbents produced from different biomass has been identified as a promising alternative to the use of traditional adsorbents such as activated carbon. In this context, the use of biochar produced from biomass in thermochemical conversion processes such as pyrolysis has been studied. The performance of these materials is directly linked to their preparation and using conditions. In this work, Brazilian pine-fruit-shell was used as raw material for production, by pyrolysis, of a biochar to remove lead ions from a synthetic effluent. A factorial design was used to evaluate how the adsorption capacity of the adsorbent was affected by four parameters, namely temperature, heating rate, nitrogen flow and residence time of the solid. It was found that the temperature is the only significant process parameter, being 800 °C its optimal value. The characterization of the material showed that the biochar produced at this temperature (BC-800) had the highest specific surface area, 1139 m2·g-1. In addition, theres no functional groups or charges on the surface. Thus, the performance of adsorbents might be explained in terms of their areas. Data from the kinetic study of the adsorption were better fitted to Elovich s model, with relatively high initial adsorption rates and low dessorption constant. The equilibrium data fitted the Sips model which indicates a maximum adsorption capacity of 73,99 mg·g-1, one of the highest achieved in the lead removal by biochars.

Neste trabalho foram sintetizados vidros à base de óxidos de metais pesados dopados com os íons terras raras Sm3+ e Pr3+ e foi realizado um estudo das propriedades espectroscópicas e estruturais sobre a influência da incorporação de nanopartículas de ouro e de altas pressões. As diferentes famílias vítreas foram sintetizadas a partir de precursores óxidos em pó devidamente pesados tendo em conta o balanço estequiométrico. As nanopartículas metálicas de ouro foram produzidas via implantação iônica e via incorporação de Au2O3 na mistura dos óxidos de partida dos vidros sintetizados, seguida de tratamentos térmicos apropriados. As propriedades estruturais e espectrais foram investigadas através de análise térmica diferencial (ATD), difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman, espectroscopia de absorção UV-VIS-NIR, fotoluminescência, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os resultados obtidos demonstram que os sistemas vítreos sintetizados possuem excelentes propriedades térmicas e canais eficientes de emissão nas regiões do visível e infravermelho próximo. A presença das nanopartículas de ouro induz mudanças nos espectros de emissão dos íons terras raras devido às oscilações coletivas dos elétrons livres do metal interatuando com o campo eletromagnético ao redor dos íons Sm3+ e Pr3. Altas pressões causam uma densificação na matriz hospedeira. A consequente diminuição da distância interatômica entre íons seria responsável pelo decréscimo observado na intensidade dos espectros de emissão provavelmente devido à diminuição na população dos níveis 4G5/2 para o íon Sm3+ e 3P0-1D2 para o íon Pr3+ através de mecanismos não radiativos. / In this work heavy metal oxide glasses doped with Sm3+ and Pr3+ were synthesized. The spectroscopic and structural properties were investigated under the influence of gold nanoparticles and high pressure. The glass families were synthesized from the powder of the oxide precursors weighed properly considering the stoichiometric balance. The metallic gold nanoparticles were produced via ion implantation and through the incorporation of Au2O3 in the mixture of starting oxides in glasses synthesized, followed by appropriate heat treatments. The structural and spectral properties were investigated by differential thermal analysis (DTA), X diffraction rays (XRD), Raman spectroscopy, UV-VIS-NIR absorption, photoluminescence, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The results demonstrated that the synthesized vitreous systems have excellent thermal properties and efficient emission channel in the visible and near infrared regions. The presence of gold nanoparticles induced changes in the rare earth emission spectra due to the collective oscillations of free electrons of the metal interacting with the electromagnetic field around the Sm3+ and Pr3+ ions. High pressure causes a densification in the host matrix. The consequent decrease in the interatomic distance between ions would be responsible for the decrease of the emission intensities observed probably due to a depopulation of 4G5/2 level to Sm3+ ion and 3P0-1D2 for the Pr3+ ion.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-02-15T18:49:27Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Thaynara_Rabelo.pdf: 15397808 bytes, checksum: 8b96fdf3bdee18339a4c98b1ecc5b6ae (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-03-14T20:05:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Thaynara_Rabelo.pdf: 15397808 bytes, checksum: 8b96fdf3bdee18339a4c98b1ecc5b6ae (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-14T20:05:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_Thaynara_Rabelo.pdf: 15397808 bytes, checksum: 8b96fdf3bdee18339a4c98b1ecc5b6ae (MD5) / O município de Santo Amaro da Purificação-Bahia, Brasil, foi palco de intensa atividade de extração metalúrgica de chumbo entre os anos de 1956 e 1993, quando a Plumbum-Mineração e Metalurgia Ltda. produziu entre 11.000 e 32.000 toneladas de chumbo por ano e gerou um passivo ambiental que vem sendo estudado desde a década de 70. Resíduos típicos desta atividade constituem-se principalmente de óxidos de Si, Ca, Fe, Zn, Pb e S, contendo traços de Cd, As, Sb, Co e Cr. Esses resíduos foram dispersos sem controle na atmosfera numa extensa área no entorno da chaminé da fábrica, contaminando os solos da região numa magnitude que traz danos tanto do ponto de vista de saúde humana quanto do meio ambiente. Contudo, apesar de decorridos cerca de 17 anos do fechamento da fábrica e da enorme gama de trabalhos publicados sobre o assunto, persistiam dúvidas sobre a contaminação residual ainda ativa na cidade, bem como acerca de suas principais causas e consequências. Neste trabalho estudou-se a contaminação remanescentes de chumbo e cádmio do solo superficial do sítio urbano e do entorno de Santo Amaro, buscando-se avaliar e separar, ainda que de forma semiquantitativa, as contribuições provenientes da utilização de escória e da deposição das antigas emissões atmosféricas geradas pela Plumbum. Para tanto, foi realizado uma simulação da dispersão dos particulados na atmosfera considerando-se os processos metalúrgicos utilizados e parâmetros locais, que possibilitou a obtenção de isolinhas de concentração num raio de até 4,5 km do entorno da chaminé da antiga fábrica. Foram demarcados 48 pontos de amostragem georeferenciados na intersecção de 8 linhas radiais com as 6 linhas de isoconcentração projetadas. Nestes pontos, realizaram-se coletas e análise das amostras de solo superficial. Para análise da influência da escória na zona urbana foram feitas coletas de solo superficial em ruas e quintais da cidade. Os resultados obtidos permitem afirmar que: (1) as antigas emissões atmosféricas ainda desempenham um papel importante na contaminação da área estudada pois verificou-se uma clara correlação entre os valores de concentração no solo e os valores obtidos na simulação da concentração atmosférica, ou seja, quanto mais próximo da fábrica maiores os níveis de contaminação no solo; e, (2) O aumento dos níveis de contaminação na área urbana está diretamente relacionado ao uso de escória para pavimentação de ruas e aterro de quintais da cidade. Assim, os resultados apontam para uma persistência nos níveis de contaminação por chumbo e um pequeno decréscimo para o cádmio, quando comparados com estudos realizados anteriormente. Também observa-se a gravidade dos valores quando comparados com a legislação CONAMA 420/2009. Por fim, neste trabalho, propõe se, de forma preliminar, um zoneamento para uso do solo (rural, residencial e industrial) em função das concentrações de metais encontrados neste compartimento ambiental e os valores de referência.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. PROÁGUA, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-10-20T15:32:46Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22741 bytes, checksum: 6d485fa57a2ebb95a6dd0efb0da258db (MD5) DISSERTACAO_EstudoEsterificaçãoBagaço.pdf: 3601014 bytes, checksum: 1047ad7441c7b816173985245cd1ba51 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-10-26T11:50:26Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22741 bytes, checksum: 6d485fa57a2ebb95a6dd0efb0da258db (MD5) DISSERTACAO_EstudoEsterificaçãoBagaço.pdf: 3601014 bytes, checksum: 1047ad7441c7b816173985245cd1ba51 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-26T11:50:26Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22741 bytes, checksum: 6d485fa57a2ebb95a6dd0efb0da258db (MD5) DISSERTACAO_EstudoEsterificaçãoBagaço.pdf: 3601014 bytes, checksum: 1047ad7441c7b816173985245cd1ba51 (MD5) Previous issue date: 2015 / A poluição da água por metais pesados está se tornando um sério problema global desde que tais metais são tóxicos, não biodegradáveis e bioacumulativos através da cadeia alimentar. O rápido desenvolvimento de algumas indústrias como de tratamento de superfícies metálicas, mineração, fertilizantes, curtumes, baterias, papel e celulose, pesticidas, eletrônicos, petroquímica, têxtil dentre outras tem contribuído para aumentar a concentração de metais tóxicos em águas residuárias, as quais são por vezes lançadas direta ou indiretamente no meio ambiente, principalmente em países em desenvolvimento. Dentro deste contexto, o presente trabalho de dissertação estudou a preparação de novos materiais adsorventes a partir de bagaço de cana-de-açúcar, um importante resíduo agroindustrial brasileiro, via a esterificação dos grupos hidroxila contidos nos componentes do bagaço, celulose, hemiceluloses e lignina, com os anidridos ftálico e trimelítico para aplicação na remoção de metais tóxicos (Co2+, Cu2+ e Ni2+) de soluções idealmente contaminadas. A adsorção foi estudada em função do pH da solução, tempo de contato e concentração inicial de íon metálico, sendo esse último em sistema mono- e bicomponente. A síntese dos novos materiais, bagaço de cana modificado com anidrido ftálico (BAF) e trimelítico (BAT), foi intensivamente estudada. As condições de síntese otimizadas produziram BAF e BAT com um ganho de massa de 75 e 73,9%, respectivamente, e com número de grupos ácido carboxílico de 4,79 e 3,78 mmol/g, respectivamente. Os materiais adsorventes foram caracterizados por FTIR, análise elementar, TGA, PCZ e MEV. A cinética de adsorção foi melhor descrita pelo modelo de pseudo segunda ordem, sendo que a constante de adsorção mostrou a seguinte ordem: k2,Ni2+ > k2,Co2+ > k2,Cu2+ para BAF e k2,Ni2+ > k2,Cu2+ > k2,Co2+ para BAT. Quatro modelos de isotermas mono- e multicomponente foram usados para modelar os sistemas de adsorção. O modelo de Langmuir se ajustou bem aos dados experimentais monocomponente para o BAF, enquanto os modelos de Langmuir e Sips se ajustaram bem aos dados experimentais para o BAT. Já os dados dos sistemas multicomponente para os dois adsorventes foram bem ajustados aos modelos de Langmuir estendido e modificado e P-fator. As capacidades máximas de adsorção (Qmáx,mono) obtidas a partir do modelo de Langmuir foram de 0,561, 0,935 e 0,932 mmol/g para o BAF e 1,140, 1,197 e 1,563 mmol/g para o BAT para Co2+, Cu2+ e Ni2+, respectivamente. Os estudos competitivos demonstraram que a capacidade de adsorção multicomponente, Qmáx,multi, foi menor do que a monocomponente, Qmáx,mono, como um resultado da interação entre os íons metálicos. Já os estudos de dessorção mostraram que todos os íons metálicos podem ser totalmente dessorvidos do BAF e BAT e estes adsorventes podem ser utilizados novamente para adsorção sem perda da capacidade de adsorção. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Water pollution by heavy metals has become a serious global problem as such metals are toxic, non-biodegradable and bioaccumulative through the food chain. The rapid development of some industries such as surface treatment, mining, fertilizers, leather, batteries, pulp and paper, pesticide, electronics, petrochemical, textile among others has contributed to increase the concentration of toxic metals in wastewaters, which are directly or indirectly discharged into the environment, especially in developing countries. Within this context, this dissertation evaluated the preparation of new adsorbent materials from sugarcane bagasse, an important Brazilian agro-industrial waste, through esterification of hydroxyl groups of sugarcane bagasse components as cellulose, hemicellulose, and lignin with phthalic and trimellitic anhydrides for application in the removal of toxic metals (Co2+, Cu2+, and Ni2+) from spiked aqueous solutions. The adsorption was studied as a function of solution pH, contact time and initial concentration of metal ion, being the latter evaluated in mono- and bi-component systems. The new carboxylated-functionalized materials (SPA and STA) were prepared via esterification of sugarcane bagasse with phthalic and trimellitic anhydrides. The optimized synthesis conditions yield SPA and STA with a percent weight gain of 75% and 73.9%, respectively, and number of carboxylic acid groups of 4.79 and 3.78 mmol/g, respectively. SPA and STA were also characterized by FTIR, elemental analysis, TGA, PCZ and SEM. Adsorption kinetics followed pseudo-second-order model. Adsorption rate constant exhibited the following order k2,Ni2+ > k2,Co2+ > k2,Cu2+ for SPA and k2,Ni2+ > k2,Cu2+ > k2,Co2+ for STA, respectively. Four mono- and multi-component isotherm models were used to model the adsorption systems. Monocomponent experimental data for SPA adsorbent were fitted well to Langmuir model, while for STA were fitted well to Langmuir and Sips models. The multicomponent data were fitted well to modified extended Langmuir and P-factor models. Maximum adsorption capacities (Qmax,mono) obtained from Langmuir model were 0.561, 0.935 and 0.932 mmol/g for SPA and 1.140, 1.197 and 1.563 mmol/g for STA for Co2+, Cu2+ and Ni2+, respectively. The competitive studies demonstrated that the multicomponent adsorption capacities, Qmax,multi, were smaller than monocomponent adsorption capacities, Qmax,mono, as a result of the interaction between metal ions. Desorption studies also demonstrated that all metal ions could be fully desorbed from SPA and STA, and therefore, these adsorbents could be recovered and reused for a new adsorption cycle.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia de Fungos, Algas e Plantas, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-12-01T03:15:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336197.pdf: 14417399 bytes, checksum: dfdc31bd4caf4c10bd6299930734347a (MD5) Previous issue date: 2015 / A atividade de mineração é considerada impactante para o meio ambiente devido principalmente aos rejeitos gerados como a drenagem ácida de mina (DAM), rica em metais pesados, a qual em contato com as plantas pode desencadear respostas fisiológicas e alterações em níveis estruturais e ultraestruturais. No presente estudo espécimes da macrofita Eleocharis laeviglumis, encontrada naturalmente em ambiente contaminado e não contaminado por DAM, foram cultivados em laboratório sob dois tratamentos: DAM (+) solo e água contaminados por DAM e DAM (-) solo e água não contaminados por DAM. O experimento teve a duração de seis semanas e foram analisados os seguintes parâmetros: taxa de crescimento, atividade fotossintética a partir da fluorescência da clorofila a, quantificação de açúcares solúveis totais e amido, determinação dos metais presentes nos tecidos da raiz, rizoma e escapo por meio de Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS), análises morfoanatômicas, qualitativas e quantitativas e ultraestruturais do escapo. As análises em EDS mostram que E. laeviglumis retêm grande parte dos metais nas raízes e rizomas, impedido maior translocação dos mesmos para as partes aéreas, os quais aparecem em quantidades menores. As análises da atividade fotossintética, a partir da fluorescência da clorofila a, evidenciaram que o valor da eficiência fotossintética (aETR), do rendimento quântico máximo (Fv/Fm) e o rendimento quântico efetivo Y(II), apesar de variarem significativamente entre os tratamentos, indicam que os indivíduos de DAM (+) não estão estressados. A análise ultraestrutural dos cloroplastos também não evidenciou anormalidade nos cloroplastos destes indivíduos. Os valores de intensidade de saturação (Ik) e de dissipação regular de energia não-fotoquímica Y(NPQ) foram menores nos indivíduos cultivados em DAM (+) indicando que tais plantas estão sendo menos eficientes nos mecanismos de fotoproteção, o que também pode ser confirmado pelas análises morfoanatômicas as quais mostraram que os indivíduos cultivados em DAM (+) tem menor desenvolvimento do tecido fotossintetizante, menor taxa de crescimento, menor área do escapo e aumento da densidade estomática. De acordo com os resultados obtidos E. laeviglumis pode ser considerada espécie tolerante a DAM pois apresenta características adaptativas ao ambiente contaminado podendo ainda ser considerada planta candidata para utilização em técnicas de fitorremediação.<br> / Abstract : Mining activity is considered impactful for the environment mainly due to the waste generated as acid mine drainage (AMD), rich in heavy metals, which in contact with the plants can trigger physiological responses and changes in structural and ultrastructural levels. In the present study specimens of macrophyte Eleocharis laeviglumis naturally found in contaminated and uncontaminated by AMD environment, were cultured in the laboratory under two treatments: AMD (+) soil and water contaminated with AMD and AMD (-) soil and water not contaminated by AMD . The experiment lasted for six weeks and the following parameters were analyzed: growth rate, photosynthetic activity from chlorophyll fluorescence a, quantification of total soluble sugars and starch, determination of metals in tissues of the root, rhizome and scape through Spectroscopy Energy Dispersive (SED), morph anatomical analysis, qualitative and quantitative ultrastructural the scape. The SED analysis shows that E. laeviglumis retain much of the metals in the roots and rhizomes, prevented most of them for translocation aerial parts, which appear in minor amounts. Analysis of the photosynthetic activity from the chlorophyll fluorescence a, showed the value of photosynthetic efficiency (aETR), the maximum quantum yield (Fv/Fm) and the effective quantum yield Y(II), although significantly vary between treatments, indicate that individuals AMD (+) are not stressed, The ultrastructural analysis of chloroplasts which showed no abnormality in the chloroplasts of these individuals. The saturation intensity values (Ik) and regular non-photochemical dissipation power Y(NPQ) were grown in smaller individuals AMD (+) indicates that such plants are less effective in photoprotection mechanisms, which may also be confirmed by analysis morph anatomical which showed that the cultivated individuals in AMD (+) is less development of photosynthetic tissue, lower growth rate, the lower area of the scape and increased stomatal density. According to the results E. laeviglumis tolerant species may be considered as AMD has adaptive features to the contaminated environment may still be considered a candidate for use in plant phytoremediation techniques.

Dissertação [mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T09:36:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 300086.pdf: 2423067 bytes, checksum: 6704b204f3c0b64f847ca32454fd535b (MD5) / Entre as várias tecnologias disponíveis para a remoção de poluentes da água, muitos pesquisadores consideram a adsorção como o método mais favorável devido à sua eficiência e baixo custo operacional. Sólidos de elevada área superficial e baixo custo estão sendo procurados como alternativas ao carvão como material adsorvente. As características dos óxidos e hidróxidos de ferro, tais como sua área superficial relativamente elevada e a carga elétrica desenvolvida na superfície como consequência do comportamento ácido-base dos sítios ativos, motivam seu estudo visando à aplicação no controle de poluentes. Estudos têm demonstrado a habilidade desses materiais para agirem como adsorventes e/ou catalisadores para a remoção de compostos perigosos das águas. O presente trabalho avaliou um lodo do tratamento ativo da drenagem ácida (DAM) da mineração do carvão como matéria prima para a produção de óxidos de ferro peletizados adequados para a remoção de íons de metais pesados (manganês, cobre, cromo) e fenol em solução aquosa. Análises morfológicas mostraram que os sólidos obtidos a partir do tratamento térmico do lodo da DAM são materiais cristalinos conformados por nanopartículas aciculares, com área superficial BET 88 m2·g-1 na forma de pó, que se mantém praticamente inalterada após a peletização. A análise elementar confirmou a presença de Fe como maior constituinte dos adsorventes (~80% w/w), acompanhado por traços de outros elementos típicos nas drenagens ácidas. As análises de difração de raios X evidenciaram que o tratamento térmico a 573 K conduz à mudança das fases cristalinas, sendo hematita a forma predominante. No pH neutro foram obtidas capacidades de adsorção na monocamada de 1,4; 2,6; 5,2 e 1,9 mg·g-1 para manganês, cobre, cromo e fenol respectivamente. A cinética de adsorção nos sólidos pulverizados é muito rápida, e foi descrita de acordo com o modelo de pseudo-segunda ordem. Foi empregada uma abordagem do ponto de vista da formação de complexos na superfície para descrever a remoção dos metais em função do pH. Os dados experimentais foram satisfatoriamente representados pelo modelo da dupla camada considerando as reações de especiação dos íons em solução em conjunto com as reações de formação de compostos de adsorção específica entre os grupos ativos na superfície e as espécies em solução. Estudos da adsorção dos poluentes selecionados em colunas de leito fixo também foram desenvolvidos. Um modelo matemático baseado numa aproximação de força motriz linear foi desenvolvido para reproduzir as curvas de ruptura obtidas experimentalmente. O coeficiente de dispersão no leito e o coeficiente global de transferência de massa foram determinados em cada caso.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:54:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 314615.pdf: 7031310 bytes, checksum: ccee247a5927f189228dc38781b94caf (MD5) / Apesar de certos resíduos permitirem sua valorização como material de construção, a avaliação destes produtos quanto à liberação de contaminantes quando em presença de água se faz necessária. Este trabalho teve como objetivo avaliar modelos de lixiviação de poluentes em argamassas e concretos à base de resíduos inorgânicos. Utilizando ferramenta computacional, regressões não lineares foram realizadas para avaliar a cinética de liberação dos elementos Ca, Cl, Cu, Cd, Cr, Zn e Pb de amostras de argamassas e concretos produzidos com resíduos de construção e demolição e amostras produzidas com contaminação prévia por metais pesados (CrIII, CVI, Zn, Cd, Pb). O modelo combinado de dissolução e difusão demonstrou ser o mais adequado para a Cu, Ca, Cl, Cd, Zn e o Pb. O modelo de dissolução mostrou ser adequado ao Cálcio. O modelo de difusão pura demonstrou superestimar os valores de liberação de todos os metais estudados. O fenômeno da dissolução demonstrou influenciar o ensaio de tanque (NEN7375), devendo ser considerado no cálculo da mobilidade dos metais nas matrizes cimentícias. Ainda verificou-se a influência da dimensão do agregado na lixiviação dos elementos das matrizes cimentícias.<br> / Abstract : Although certain residues permit its reuse as building material, the evaluation of such products concerning the release of contaminants when in the presence of water is necessary. This study aimed to evaluate leaching models for contaminants in mortars and concrete samples produced with inorganic wastes. Using computational tool, nonlinear regressions were performed to evaluate the release kinetics of Ca, Cl, Cu, Cd, Cr, Zn and Pb in mortars and concrete samples produced with construction and demolition waste and samples pre-contaminated with heavy metals (CrIII, CVI, Zn, Cd Pb).The combined model of dissolution and diffusion proved to be the most suitable for Cu, Ca, Cl, Cd, Zn and Pb. The dissolution model showed to be suitable for Calcium. The simple diffusion model overestimated the release of all metals studied. The phenomenon of dissolution was found to influence the Tank Test (NEN7375) and should be considered in calculating the mobility of metals in cement matrices. In addition, the influence of aggregate size on the leaching of elements from cementitious matrices was studied.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:00:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 321423.pdf: 4114215 bytes, checksum: 29426d238ea097e10d8d5b386204ac3c (MD5) Previous issue date: 2013 / Esta pesquisa analisou a condutividade elétrica como alternativa à obtenção de parâmetros de lixiviação de metais pesados em materiais cimentícios. Utilizaram-se corpos de prova cilíndricos de argamassas produzidas nos moldes recomendados para ensaios de resistência do cimento (NBR 7215:1997). O cimento escolhido foi do Tipo V e o agregado miúdo foi areia padrão. A contaminação das amostras se deu a partir de nitratos de metal pesado, por esta ser uma forma mais solúvel e susceptível à lixiviação. Foram utilizados nitratos de cromo, chumbo e zinco nas dosagens de 250 mg/kg, 500 mg/kg, 750 mg/kg e 1000 mg/kg. Os testes de lixiviação foram realizados de acordo com os procedimentos da norma holandesa NEN 7375:2004, na sua versão mais recente, no qual o extrato utilizado é a água deionizada. Trabalhou-se com tempos de cura variando de 28, 60 e 100 dias, para averiguação dessa influência sobre as taxas de liberação. As medidas da condutividade elétrica da solução lixiviada fazem parte dos procedimentos normalizados e servem para indicação da presença de elementos solubilizados. A condutividade elétrica da amostra monolítica foi tomada nos intervalos da troca do extrato a partir de eletrodos de cobre pressionados nas extremidades do corpo cilíndrico. Os equipamentos elétricos utilizados para leitura da condutividade do material consistiram de um gerador de tensão alternada e um medidor de corrente, posicionados em série. A tensão gerada foi fixada em 30 V e a frequência de 60 Hz, conforme a rede local. Os resultados mostraram existir semelhanças no comportamento à lixiviação das espécies e a condutividade elétrica, medida tanto na solução quanto no sólido. As correlações observadas permitiram a estimativa da concentração máxima de uma espécie qualquer disponível para liberação e, também, do tempo máximo decorrido até o seu esgotamento. Este procedimento pode substituir a realização dos ensaios prévios para determinação da disponibilidade de elementos susceptíveis à lixiviação. Os resultados parecem indicar não haver alteração na cinética de transporte das espécies iônicas ao longo do tempo e nem influência da concentração nesse movimento. <br> / Abstract : This research examined the electrical conductivity as an alternative to obtaining parameters of metal leaching in cementitious materials. Cylindrical specimens of mortars produced in the manner recommended for testing the compressive strength of cement were used (NBR 7215:1997). The chosen cement was Type V, and the fine aggregate was default standard sand. The contamination of the samples occurred from heavy metal nitrates, as this is more soluble and susceptible form to leaching. Nitrates of chromium, lead and zinc in doses of 250 mg/kg, 500 mg/kg, 750 mg/kg and 1000 mg/kg were used. The leaching tests were performed according to standard procedures of the Dutch NEN 7375:2004, in its latest version, in which the liquid solvent used is deionized water. The cure times ranged from 28, 60 and 100 days to investigate its influence on rates of release. The measurements of the electrical conductivity of the leach solution are part of the standard procedures and serve to indicate the presence of solubilized elements. The electrical conductivity of monolithic sample was taken at the intervals of exchange of the liquid solvent from pressed copper electrodes at the ends of the cylindrical specimens. The electrical equipment used for reading the conductivity of the material consisted of an alternating voltage generator and a current meter positioned in series. The generated voltage was set at 30 V and the frequency of 60 Hz, according to the mains. The results showed similarities in the leaching behavior of the species and the electrical conductivity, measured both in solution and in the solid. The observed correlations allowed the estimation of the maximum concentration of any species available for release and also the maximum time elapsed until its exhaustion. This procedure can replace the prior tests for determining the availability of elements susceptible to leaching. The results seem to indicate there is neither change in the kinetics of transport of ionic species over time nor influence of the concentration in this movement.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-20T14:12:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 199743.pdf: 3269053 bytes, checksum: d5192159aad9519e63f5559a1d276b1d (MD5) / O trabalho aqui apresentado teve o objetivo de analisar a qualidade da água superficial do mar, na região costeira da Baía Norte de Florianópolis, no período da baixa e alta temporada de verão, quando a população é acrescida de um grande número de turistas. Analisar o teor de íons de metais como o zinco, o cobre e o chumbo em águas costeiras, que possuem relação com toxicidade é de grande importância, pois atividades de maricultura são desenvolvidas nas proximidades. Utilizamos para a determinação do zinco e chumbo a técnica de Voltametria de Redissolução Anódica (ASV) e para o cobre a Voltametria de Redissolução Catódica (ACSV), em amostras de oito pontos da água do mar da Baía Norte de Florianópolis. Esta técnica foi escolhida pela alta sensibilidade, seletividade, simplicidade e custo relativamente baixo. A análise do branco de campo mostrou que os procedimentos de coleta, filtração, conservação e irradiação das amostras, mantiveram um índice de contaminação controlado. As amostras tiveram sua matéria orgânica destruída por radiação ultravioleta e foram filtradas antes das análises. Como eletrodo de trabalho foi utilizado o Eletrodo de Mercúrio de Gota Pendente (HMDE) e os parâmetros eletroquímicos utilizados foram: velocidade de varredura de 20 mV S-1, altura de pulso diferencial de 50 mV, largura de 50 ms e tempo de equilíbrio de 10 s para todas as análises. De acordo com os resultados, a concentração de chumbo variou de 0,33 a 8 nmol L-1, o zinco de 1,3 a 18 nmol L-1 e o cobre de 19 a 54 nmol L-1. Estes valores são relativamente baixos se comparados com outras regiões costeiras poluídas. De maneira geral as análises dos metais realizadas após a temperada de veraneio, (segunda coleta) apresentaram um aumento das respectivas concentrações, porém nas duas coletas os valores permaneceram abaixo do fixado pela resolução número 20 do CONAMA.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico / Made available in DSpace on 2012-10-18T08:09:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T23:31:13Z : No. of bitstreams: 1 179263.pdf: 18806423 bytes, checksum: 2f9b85a7660922afeb0599aef1fcf811 (MD5) / O tratamento de resíduos sólidos perigosos utilizando a técnica de solidificação/estabilização, vem sendo cada vez mais empregada, por ser uma tecnologia inovadora e que tem apresentado resultados satisfatórios. Neste trabalho, aplicou-se um protocolo de avaliação de resíduos gerados por processos de solidificação, através da incorporação de resíduos de indústrias de galvanoplastia, em matrizes de cimento Portland. Os resíduos testados originaram-se de duas indústrias localizadas na região da Grande Florianópolis - Jahn Cromagem (resíduo 1) - e - Zinca Rápido - (resíduo 2). Optou-se por estudar estes resíduos devido à alta concentração dos metais zinco e cromo, o que lhes confere características de periculosidade. Da mesma forma, utilizou-se a técnica de solidificação baseada em cimento por ser economicamente viável e adequada tecnicamente para tratamento de resíduos contendo metais pesados. O protocolo francês de análise de resíduos gerados por processos de solidificação foi utilizado devido à especificidade da metodologia de avaliação. Os procedimentos experimentais constaram de amostragem e caracterização dos resíduos, preparação e moldagem dos corpos de prova, ensaios analíticos e experimentais. As relações cimento/cal/resíduos testadas foram as seguintes: 40/20/40, 30/20/50 e 30/10/60. A aplicação do protocolo apresentou resultados satisfatórios para os ensaios realizados, visto que praticamente todos os parâmetros analisados se encontravam nos limites definidos pelo protocolo. Os ensaios para os CPs moldados com resíduo 1, nas proporções 40/20/40 obtiveram resistência de 1,5 MPa, alcançando os valores mínimos de resistência para tijolo maciço que variam de 1,5 a 4,0 MPa conforme NBR 7170. Resultados ainda melhores foram alcançados nas análises dos CPs moldados com resíduo 2, nas proporções 40/20/40, visto que obtiveram uma resistência de 13 MPa. Finalmente, os cálculos de eficiência do uso da técnica de solidificação com cimento, no que se refere aos ensaios de lixiviação, mostrou que a eficiência é superior a 99 % em todos os casos de estudo