Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Curso de Pós-Graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-19T06:03:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T21:57:06Z : No. of bitstreams: 1 182703.pdf: 15789050 bytes, checksum: 3b912d585130fd421bf9505171340cfc (MD5) / Neste trabalho foram estudados dois suportes como adsorventes para metais pesados e corantes: a pirita, FeS2, adsorvida com xantato de potássio e a crisotila. A adsorção dos metais foi acompanhada por Absorção Atômica e a dos corantes por UV-vis. A adsorção de metais pesados como o ferro (Fe+3), zinco (Zn+2), cobre (Cu+2), cádmio (Cd+2) e cromo (Cr+3) mostrou-se pouco eficiente quando o adsorvente foi a pirita adsorvida com xantato e ineficiente quando o adsorvente foi a crisotila. A pirita adsorvida com xantato também foi testada como adsorvente para corantes utilizados no tingimento de fibras têxteis. Para tanto foram utilizados os corantes: Vermelho Direto 3BL 135%, Vermelho Maxilon 2GL, Vermelho Remazol RR e Vermelho Disperso. Após ensaios preliminares foi observado que a pirita adsorvida com xantato possui propriedade adsorvente para os corantes estudados.

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-09-01. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:33:01Z : No. of bitstreams: 1 000855240.pdf: 3017456 bytes, checksum: f98d71e59e31894f8bb00ea66b528f69 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este estudo teve como objetivo caracterizar as propriedades da lama vermelha brasileira natural, tratada termicamente a 400ºC e tratada quimicamente por ácido clorídrico (HCI) e nitrato de cálcio (Ca(NO3)2), e avaliar a sua capacidade de adsorção de níquel (Nr2+) e zinco (Zn2+) em soluções aquosas. A influência da variação do pH no processo de adsorção foi analisada, encontrando-se o pH 7, dentre os valores estudados, como o ideal para a adsorção. Também foram realizados testes de adsorção com variação da concentração inicial de Nr2+ e Zn2+, em pH 5-5,5; a partir dos quais foram elaboradas isotermas de adsorção ajustadas pelos modelos de Freundlich e Langmuir. Como resultado, percebeu-se que a lama vermelha é um adsorvente efetivo de Nr2+ e Zn2+, sendo a lama ativada termicamente a que apresentou maior capacidade de adsorção para ambos os metais, tendo sido encontrados os valores de 1,86 mmol/g para o Nr2+ e 1,43 mmol/g para o Zn2+. Além disso, o tempo de equlíbrio de sete horas foi encontrado e a cinética da reação foi estudada por meio dos modelos de pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem, Elovich e difusão intrapartículas, em pH 5-5,5. Concluiu-se que a reação de adsorção seguiu o modelo sde pseudo-segunda ordem. Também foram realizados estudos de termodinâmica, em pH 5-5,5, indicando que a reação de adsorção é endotérmica e que os metais possuem afinidade com a lma vermelha. Sendo assim, pode-se concluir que a lama vermelha tem potencial para ser utilizada como um adsorvente de baixo custo de aquisição para o tratamento de efluentes contaminados por metais / This study aimed to characterize the properties of natural Brazilian red mud, heat treated red mud at 400ºC and chemically treated red mud by hydrochloric acid (HCI) and calcium nitrate (Ca(NO3)2), and evaluate its adsorption capacity for nickel (Nr2+) and zinc (Zn2+) in aqueous. Influence of pH variation in adsorption process was analyzed, finding pH 7, among studied values, as the ideal for adsorption. Also adsorption tests varying Nr2+ and Zn2+ initial concentrations were performed, at pH 5-5,5, and adsorption isotherms adjusted by Freundlich and Langmuir models were prepared. As a result, red mud was considered an effective Nr2+ and Zn2+ adsorbent. The thermally activated red mud showed the highest adsorption capacity for both metals, presenting maximum adsorption values of 1.86 mmol/g for Nr2+ and 1.43 mmol/g for Zn2+. Furthermore, the equilibration time of seven hours was found and pseudo -first order, pseudo-second order, Elovich and intraparticle diffusion models were used to study the kinetics, at pH 5-5,5. The results showed reaction of adsorption followed the pseudo-second order model. Also thermodynamic studies, at pH 5-5,5, were conducted, which indicated adsorption reaction is endothermic and the metals have affinity to red mud. Thus, it was concluded that red mud has potential to be used as an adsorbent of low acquisition cost for treatment of effluents contaminated by metals / FAPESP: 13/00994-6

Made available in DSpace on 2016-02-05T18:29:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-03-19. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-05T18:33:30Z : No. of bitstreams: 1 000856534.pdf: 1786488 bytes, checksum: 60ef6090b71a2cdd53c351b1c89d36f9 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Uma das grandes preocupações ecológicas atuais refere-se ao impacto ambiental causado pela liberação antrópica de metais pesados em ambientes naturais, uma vez que esses poluentes são extremamente ubíquos e persistentes. Em altas concentrações metais pesados são extremamente tóxicos a bactérias, sendo capazes de influenciar na sua densidade e atividade metabólica. Por sua vez, bactérias são capazes de desenvolver mecanismos de resistência a metais pesados sendo importantes em estudos de biorremediação de áreas contaminadas por metais pesados. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi analisar a ocorrência e distribuição de bactérias resistentes a metais pesados na Baía do Araça em São Sebastião, SP. Do total de cepas isoladas, 12% foram sensíveis a todos os metais. Foi possível observar que a maior porcentagem de cepas resistentes se encontravam na região de sublitoral que é mais próxima ao canal de São Sebastião onde se concentra a atividade portuária. As cepas isoladas foram mais resistentes ao Cr, seguido de Zn, Cd e Cu. Em relação a concentração mínima inibitória, para o Cd foram poucas as cepas que resistiram a concentrações maiores que 200 μg mL-1. Já para o Cr, 36% das cepas cresceram mesmo na concentração de 3200 μg mL-1. Para Zn e Cu, poucas cepas (4% e 2%, respectivamente) cresceram na concentração 1600 μg mL-1 e nenhuma conseguiu resistir à maior concentração (3200 μg mL-1). Bacillus sp foi o genero com maior frequência de isolados, o que pode sugerir dominância em áreas contaminadas por metais pesados, especialmente as espécias Bacillus cereus e Bacillus pumilus. Staphyloccus sp, Planococcus maritmus e Vibrio alginoticus também foram isolados sugerindo potencial para utilização em processos de biorremediação / One of the major ecological concerns, nowadays, refers to anthropogenic environmental impact caused by heavy metals release in diverses natural environments, since these pollutants are extremely persistent and pervasive. At high concentration heavy metals are extremely toxic to bacteria, being able to influence the density and metabolic activity. However, bacteria are capable to develop heavy metal resistance mechanisms in the environment, being important in bioremediation of contaminated areas. Therefore, the purpose of the study was to assess the occurrence and distribution of heavy metal resistance bacteria in Araça Bay, São Sebastião - SP. 12% of the isolated bacteria were sensitive to all metals. It was observed that the highest percentage of resistant strains were in the subtidal region that is closest to the São Sebastião channel, where port activity are concentrated. Bacterial isolates were more resistant to Cr, followed by Zn, Cd and Cu. Regarding the minimum inhibitory concentration, a lower number of strains resisted levels greater than 200 mg L-1 for Cd. While for Cr, 36% of the strains grew even at a concentration of 3200 mg L-1. For Zn, Cu, few strains (4% and 2%, respectively) grew in higher concentrations like 1600 mg L-1 and none could withstand the highest concentration (3200 mg L-1). Bacillus sp was the most isolated genera and may be a dominant genre in heavy metal contaminated areas, especially species Bacillus pumilus and Bacillus cereus. Staphylococcus sp, Planococcus maritmus and Vibrio aginoliticus were also isolated and have potential for use in bioremediation of contaminated sites

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003Bitstream added on 2014-06-13T21:02:59Z : No. of bitstreams: 1 duarte_rps_dr_botfca.pdf: 516578 bytes, checksum: 5840441c30c909288128b3d89d91d484 (MD5) / O presente trabalho objetiva detectar a presença dos metais pesados – Cádmio (Cd), Chumbo (Pb), Níquel (Ni) e Zinco (Zn) – em estruturas biológicas como solos e plantas, em regiões consideradas como de risco para ocorrência desses elementos, provenientes da poluição ambiental emitida pelo tráfego de veículos automotores. As amostras foram coletadas ao longo de três locais do Estado de São Paulo, localizados ao longo da Rodovia Presidente Dutra, sentido São Paulo - Rio de Janeiro (km 183 - Fazenda São Judas Tadeu; km 156 - Base da Polícia Federal de São José dos Campos e Km 87 - Posto de Pedágio Moreira César). A primeira amostragem ocorreu em agosto de 1999, a segunda amostragem, em abril de 2000 e a terceira amostragem, em novembro de 2000. Para o presente estudo foram coletadas amostras de plantas e solos provenientes das margens e da “ilha” (sistema de separação de um lado do outro das pistas) da rodovia, totalizando 324 amostras, a saber: 216 amostras de solos em profundidade (0, 0-10 e 10- 20cm, no perfil do solo) e em distância da margem da rodovia (10, 20 e 30m) de cada local ao longo da rodovia; 108 amostras de plantas nos pontos de amostragem de solo na “ilha” e à distância da rodovia (15 e 30m da margem asfáltica). Para a obtenção dos extratos das amostras de solos, utilizou-se a extração por DTPA (ácido dietilenotriaminopentaacético + CaCl2 + trietanolamina), com agitação mecânica em bloco digestor; as amostras de plantas foram submetidas à digestão ácida com solução nítrico-perclórica (HNO3 + HClO4). Os extratos obtidos dos tratamentos químicos empregados nas amostras foram levados para a leitura em Espectrofotômetro de Absorção Atômica... . / The present study aims at detecting the presence of heavy metals – Cadmium (Cd), Lead (Pb), Nickel (Ni) and Zinc (Zn) – in biological structures such as soil and vegetation, in regions considered as risk-areas for the occurrence of these elements, which originate from environment pollution from automobile fuel-combustion. Samples were collected in the vicinity of three locations in São Paulo State, along the Presidente Dutra Highway, on the São Paulo – Rio de Janeiro direction (São Judas Tadeu Farm, at km 183; Federal Police Office at São José dos Campos, at km 156; and Moreira César Toll Plaza, at km 87). The first sample collection took place in August 1999; the second one, in April 2000; and the last one occurred in November 2000. For this study, plant and soil samples were collected from the highway margins and median strips (system of separation of both sides of the lanes), in a total of 324 samples, organized as follows: 216 controlled-depth (0, 0-10 and 10-20cm-deep, at the soil’s profile) and controlled-distance from the margins (10, 20 and 30m) soil samples, at each location along the highway; 108 plant samples collected at the distance-controlled points of soil in the median strips collection (15 and 30m from highway margin). The extraction by DTPA (dietiletriaminopentaacetic acid + CaCl2 + trietanolamin) was used, for soil sample extracts with mechanical agitation in digesting block; plant samples were subjected to acid digestion with nitric-percloric solution (HNO3 + HClO4). Atomic Absorption Spectrofotrometrer for readings. Were used for extracts. Biological monitoring of the exposition does not exclude environmental monitoring, for both processes are valid and provide independent data which may, all in all, assess the exposition to toxic agents and their potential effects to human health and the environment... (Complete abstract, click electronic address below).

Orientador : Profª. Ph.D Regina Tiemy Kishi / Coorientador : Prof. D.Sc. Stephan Fuchs / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 15/03/2016 / Inclui referências : f.75-78 / Resumo: Os metais traço são utilizados na indústria e na agricultura e podem estar presentes em efluentes de mineração e esgoto. Assim, esses elementos atingem o ambiente e podem ser prejudiciais aos organismos, meio ambiente e às pessoas. Um monitoramento representativo é essencial para a gestão dos recursos hídricos e consequente prevenção à poluição. Monitoramentos convencionais da água algumas vezes podem não revelar a real condição do ambiente. Isto acontece devido às condições de lançamento e chegada dos poluentes ao sistema, à tecnologia disponível para quantificar a concentração e devido às características da própria substância monitorada. No caso dos metais traço, estes têm uma atração maior por outras partículas (sólidos suspensos, solo, sedimento, carbono orgânico dissolvido), as quais sedimentam, não permanecendo na coluna d'água. Outro fator a ser considerado é que as fontes de metais traço são geralmente intermitentes e as coletas são não contínuas. Além disto, os limites de detecção são altos e não detectam tais elementos na água. Desta forma, o biofilme é uma técnica alternativa de monitoramento, pois analisa o nível de contaminação em um intervalo de tempo. Para este estudo foram construídos dois amostradores. Amostras de biofilme, água e sedimento foram coletadas ao longo de oito meses para dois pontos de monitoramento, um na bacia do rio Barigüi e outro na bacia do rio Miringuava. Parâmetros de qualidade da água, granulometria e conteúdo de metais traço foram estimados. Os resultados mostram que o biofilme identificou os metais traço em praticamente todas as campanhas, enquanto que para as amostras de água isto não aconteceu. As amostras de sedimento representaram a poluição, porém não foi possível determinar o tempo da contaminação pelo método de coleta utilizado. O biofilme representou as diferenças no uso e ocupação do solo, representando poluição consistente com cada bacia hidrográfica. Palavras-chave: biofilme, metais traço, monitoramento, rio Miringuava, rio Barigüi. / Abstract: Trace metals are used in industries and agriculture and can be present in mining and sewer effluents. In such context, these elements can enter the environment and be very harmful to organisms, environment and people. A representative monitoring is essential for water resources management and, consequently, pollution prevention. Conventional water monitoring do not always show real environment condition. That happens because of effluent release conditions, pollution arrival system conditions, available technology to identify element concentrations and monitoring substance characteristics. Specifically for trace elements, they tend to adhere to other particles (suspended matter, soil, sediment, DOC) and deposit in riverbed. Other factor is that trace metal sources are usually from intermittent discharges and collections are not continuous. Besides that, usual techniques have high quantification limit and do not identify these elements in water. Thus, biofilm is an alternative monitoring technique for trace metals evaluation since it analyses contamination level in a time space. For this study, two biofilm samplers were constructed. Biofilm, water and sediment samples were collected for an eight month period in two monitoring sites, Barigüi and Miringuava watershed. Water quality parameters, granulometry, and trace metals content were estimated. Results showed that biofilm identified metals in almost every campaign, while water samples did not. On the other hand, sediment samples represented pollution but it was not possible to determine the contamination time by the used collection method. Biofilm also represented differences in soil use and occupation, representing consistent pollution potential for each basin. Keywords: biofilm, trace metals, monitoring, Miringuava River, Barigüi River.

Orientador : Ph.D. Cristovão V. S. Fernandes / Coorientador : Ph.D. Adilson Pinheiro / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa: Curitiba, 21/03/2016 / Inclui referências : f. 118-132 / Resumo: A reciclagem de dejetos líquidos de suínos (DLS) como fertilizante é uma prática comum para diminuir os resíduos agropecuários. O destino de metais traço aplicados ao solo via DLS permanece incerto e poucos estudos de longa duração, em escala de campo, foram relatados até o momento. O presente trabalho visou avaliar o impacto de 11 anos de aplicação contínua de DLS em um solo argiloso no comportamento dos metais Cu e Zn. Três taxas de aplicação de DLS foram monitoradas em seis profundidades de solo, comparando-as com uma parcela de controle. Experimentos objetivaram avaliar a acumulação, distribuição no perfil, fracionamento químico, associações minerais e orgânicas e a incorporação ao nível molecular dos metais pesados (MP) de origem natural e exógena. Inicialmente, o protocolo de extração sequencial do Geological Survey of Canada foi aplicado às amostras de solo, resultando em seis frações de MP com extratabilidades progressivamente mais fracas. Observou-se um aumento significativo na concentração total de Cu e Zn apenas na camada de 0 a 5 cm, nos tratamentos de 50 e 100 m3 ha-1 ano-1 de DLS. No tratamento de 200 m3 ha-1 ano-1 (DLS200), o aumento foi até a camada de 10 a 15 cm. O balanço de massa, determinado para as 22 aplicações de DLS, confirmou a acumulação total do Cu e Zn exógenos nas camadas de solo superficiais. Mais de 70% do teor natural dos MP foi detectado na fração residual. Entretanto, esta foi a única fração não influenciada pelas adições de DLS. Em seguida, as associações entre os MP e as fases do solo foram investigadas. Amostras de superfície (0 a 5 cm) das parcelas de controle e DLS200 foram fracionadas de acordo com a densidade, resultando em cinco frações densimétricas. Os MP de origem pedogênica estavam possivelmente associados aos filossilicatos caulinita e vermiculita e ao óxido de Fe hematita. O Cu exógeno foi detectado sobretudo na fração densimétrica mais leve, rica em matéria orgânica (OM), enquanto o Zn exógeno distribuiu-se entre as frações rica em OM e rica em filossilicatos. Finalmente, aplicou-se a espectroscopia de absorção de raios-X baseada em luz síncrotron às mesmas amostras utilizadas no fracionamento densimétrico. Os dados de EXAFS foram submetidos ao ajuste por combinações lineares, considerando uma base de dados de materiais de referência. A especiação do Cu pedogênico foi dominada pelos minerais caulinita e vermiculita, enquanto o Cu exógeno foi detectado quase totalmente sorvido em inner-sphere na estrutura mineral da caulinita. A ocorrência natural do Zn deu-se associada aos minerais caulinita e hematita, enquanto sua distribuição exógena foi verificada entre Zn-caulinita, Znhematita e Zn-MO. A especiação dos MP no DLS foi dominada pelos sulfetos Cu2S e ZnS. Entretanto, estas espécies não foram detectadas no solo após as aplicações de DLS. Análise do DLS via microscopia eletrônica de varredura revelou partículas de ZnS de aproximadamente 1 ??m de diâmetro, inéditas na literatura científica. Postulouse que tais micropartículas poderiam consistir de nano-agregados de ZnS, mais suscetíveis a solubilização. Os resultados do presente estudo reforçam a importância da investigação de longa duração, em condições de campo, e destacam a influência das características do solo no destino dos MP. O alto teor de argila do solo foi determinante para a forte atenuação da mobilidade dos MP adicionados via DLS. Ademais, abre-se caminho à uma nova linha de investigação relacionada à estrutura e estabilidade de sulfetos metálicos no solo após aplicação via rejeitos orgânicos. Palavras-chave: Metal pesado. Adubação orgânica. Extração sequencial. Fracionamento densimétrico. EXAFS / Abstract: Pig slurry (PS) recycling as fertilizer is commonly practiced as an option for minimizing livestock waste. The fate of trace metals from PS origin remains uncertain and only a few long-term field studies have been reported to date. This study was designed to assess the impact of 11-year continuous PS spreading on Cu and Zn behavior within a Brazilian clayey Hapludox soil. Three different PS application rates were monitored at six soil depths in comparison to a non-amended control soil. Experiments were carried out to investigate the accumulation and profile distribution, chemical fractionation, mineral and organic associations, and molecular-level incorporation of natural and exogenous heavy metal (HM) within the soil matrix. Firstly, the modified Geological Survey of Canada sequential extraction protocol was applied, resulting in six HM fractions with progressively weaker extractability. Significant increase in Cu and Zn total concentration (assessed by the sum of fractions) was noted only within the 0- 5 cm soil layer for the 50 and 100 m3 ha-1 year-1 (PS50 and PS100) treatments, and up to 10-15 cm for the 200 m3 ha-1 year-1 (PS200) treatment. The mass balance, determined for the 22 PS amendments over the period, confirmed the overall exogenous Cu and Zn accumulation within the surface layers. More than 70% of the natural HM content was originally in the residual fraction. However, this was the only fraction not influenced by the PS amendments. Secondly, the HM phase associations with the soil matrix were assessed. Surface soil samples from the control and PS200 plots were fractionated according to density, resulting in five density fractions. Pedogenic HM were most likely associated to the phyllosilicates kaolinite and vermiculite and the Fe-oxide hematite. Exogenous Cu was mainly detected in the lightest density fraction, rich in organic matter (OM), whereas exogenous Zn distributed between the OM-rich and the phyllosilicate-rich fractions. Finally, synchrotron-based X-ray absorption spectroscopy was conducted on the same samples used for density fractionation. The soil Cu and Zn EXAFS data were analyzed by linear combination fitting, based on a library of EXAFS spectra of reference materials. Kaolinite and vermiculite accounted for the speciation of pedogenic Cu. The exogenous Cu was almost completely sorbed as inner-sphere into the kaolinite mineral structure. Kaolinite and hematite were the main minerals accounting for the Zn of natural occurrence. Exogenous Zn distributed about equally among Zn-kaolinite, Zn-hematite and Zn-OM. The speciation of Cu and Zn in the PS matrix was dominated by the sulfides Cu2S and ZnS. However, these species were not detected at all within the soil after PS spreading. Scanning electron microscopy with X-ray microanalysis showed ZnS particles of about 1 ??m diameter. Such small particles were reported for the first time in the PS matrix. It was hypothesized that the observed micro ZnS particles would rather consist of nano ZnS aggregates, more susceptible to solubilization. Results of this study reinforce the importance of long-term investigation under field conditions, and highlight the influence of the soil characteristics on the HM fate. The very high clay content of the soil was determinant for the strong attenuation of the PS-added HM mobility. Moreover, it opens a new line of investigation concerning the structure and stability of HM sulfides within the soil following organic amendments. Keywords: Heavy metal. Organic amendment. Sequential extraction. Density fractionation. EXAFS.

Orientador: Prof. Dr. Vander de Freitas Melo / Co-orientador: Profª. Drª. Noemi Nagata / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa: Curitiba, 28/03/2016 / Inclui referências / Area de concentração : Solo e ambiente / Resumo: Estudos sobre a avaliação da poluição dos solos próximos às rodovias de alto tráfego são incipientes no Brasil. Os principais poluentes minerais advindos do desgaste de veículos e queima de combustível fóssil em solos próximos as rodovias são os metais com potencial para causar danos principalmente aos sistemas neurológico, reprodutivo, cardiovascular e renal em humanos. Dos principais poluentes orgânicos destacam-se os Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPAs). O interesse pelos HPAs foi devido a sua persistência no solo, sua baixa biodegradabilidade, alta lipofilicidade, possível efeito prejudicial à biota e carcinogenicidade em humanos. Neste estudo, objetivou-se diagnosticar e avaliar a presença de metais (As, Cd, Cr, Cu, Sb, Ni, Zn, Pb) e os 16 HPAs prioritários (USEPA, 2016), no trecho rodoviário entre Curitiba e Ponta Grossa no Estado do Paraná. Foram coletadas amostras compostas de solos em 20 sítios selecionados ao longo da rodovia com duas repetições (inverno e primavera). Nos mesmos locais foram coletadas amostras de poeiras e plantas (gramíneas). Amostras de referência para solos, com o mínimo de influência antrópica em área de mata, foram coletadas em cinco sítios diferentes de acordo com o compartimento geológico representativo de cada situação. A determinação dos metais nas amostras de solos, poeiras e plantas foi feita por Espectrometria de Emissão Atômica por Plasma Acoplado Indutivamente - ICP-OES. A quantificação dos HPAs seguiu a metodologia de análise por cromatografia em fase gasosa com detecção por espectrometria de massa (CG-MS) (ISO 18287). Os resultados analíticos (concentração de metais e parâmetros físico-químicos dos solos) foram tabulados e submetidos à Análise de Componentes Principais (ACP) para discriminação entre solos antropizados e não antropizados (afetados ou não pelas rodovias) e Análise Discriminante via método de Mínimos Quadrados Parciais (PLS-DA) para elaboração de um modelo preditivo de ação antrópica e monitoramento dos solos próximos à rodovia. Os Valores Orientadores da CETESB (2014) para solos foram comparados aos teores dos poluentes inorgânicos e orgânicos presentes nos solos próximos à rodovia. Para auxiliar na avaliação dos teores de metais nos solos e poeiras, foi aplicado o índice Igeo. O presente estudo confirmou alterações expressivas nos solos próximos à rodovia devido ao impacto de atividades antrópicas relacionadas ao tráfego rodoviário, evidenciadas principalmente por alterações nos atributos físicos e químicos dos solos, contaminação por metais e HPAs, no inverno e primavera. O Sb destacou-se como poluente emergente. Os maiores teores de metais nos solos foram para o Cu, As, e Zn, e nas poeiras para o Cu, Zn e Ni. A contaminação por deposição atmosférica refletiu-se nos maiores teores de Sb e Zn na parte aérea das gramíneas. O Naftaleno foi o hidrocarboneto com os maiores teores nos solos próximos a rodovia. Palavras-Chave: Tráfego Rodoviário. Contaminação do solo, poeiras e gramíneas. ACP. PLSDA. Naftaleno. / Abstract: Studies concerning the evaluation of pollution in soils nearby heavy traffic highways are incipient in Brazil. The main mineral pollutants arising vehicle wear and the burning of fossil fuel in these soils are metals which present potential to be harmful especially to the neurological, reproductive, cardiovascular, and renal systems in human beings. Among the main organic pollutants the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) stand out. Such interest in PAHs is due to their persistence in soil, low biodegradability, high lipophilicity, possible harmful effects on biota and carcinogenicity in human beings. The objectives of this study were to diagnose and to evaluate metals (As, Cd, Cr, Cu, Sb, Ni, Zn and Pb) and the 16 other priority PAHs (USEPA, 2016) presence in the stretch of highway between Curitiba and Ponta Grossa in the State of Paraná. Composite samples of soil were collected in 20 sites selected along the highway in two repetitions (winter and spring). In the same locations dust and plants (grasses) samples were collected. Soil reference samples with minimum anthropic influence in wood area were collected from five different sites according to the representative geological compartment in each situation. The determination of metals in soils, dust and plants was done by optical emission spectroscopy with inductive coupled plasma - ICP-OES. The quantification of PAHs followed the methodology of gas chromatography with coupled mass spectrometry - CG-MS (ISO 18287). The analytical results (metals concentration and physical chemical parameters in soils) were tabulated and submitted to the Principal Component Analysis (PCA) to distinguish between anthropized and not yet subjected to anthropization soils (affected or not by the highways) and to the Partial Least Squares Discriminant Analysis Method (PLS-DA) for the elaboration of an anthropic action predictive model and soil monitoring next to the highway. Soil guiding values (CETESB, 2014) were compared to organic and inorganic pollutants levels present in soils next to the highway. The Igeo index was applied to help metals evaluation in soils and dust. This current study confirmed expressive modifications in soils next to the highway due to the impact of the anthropic activities related to road traffic, particularly evidenced by changes in physical and chemical tributes in soils, contamination by metals and PAHs during the winter and spring. Sb stood out as emerging pollutant. The highest metal content in soils applied to Cu, As and Zn, and in dust to Cu, Zn and Ni. The contamination by atmospheric deposition reflected in higher contents of Sb and Zn in aerial parts of grasses. Naphthalene was the hydrocarbon which presented the highest content in soils next to the highway. Keywords: Road Traffic. Soil, dust and grasses contamination. PCA. PLSDA. Naphthalene.

Resumo: A produção de zeólitas de cinzas de carvão mineral para uso em tratamento de efluentes foi alvo de diversas pesquisas em vários pontos do globo. Uma da cinzas estudadas foi a da Usina Termelétrica de Figueira-PR, a qual se mostrou apta para adsorver metais pesados e íons H+. Porém este material apresenta dificuldade no uso industrial, pois sua pequena granulometria impede a sua aplicação em leito fixo e outros sistemas como leito móvel são considerados impróprios pelos usuários devido ao custo operacional. Outra linha de pesquisa em franco desenvolvimento é a agregação de resíduos industriais em cerâmicas. Neste trabalho buscou-se reunir essas linhas de pesquisa, estudando uma cerâmica produzida com argila e zeólita e avaliando-se o seu potencial de adsorver cátions. O benefício deste processo é a possibilidade de produção de cerâmicas com a granulometria adequada para uso em colunas de leito fixo. Preparou-se cerâmicas com proporções igual de argila e zeólita, as quais foram calcinadas em temperaturas de 650, 850, 950, 1050 e 1150ºC e posteriormente moídas. Para comparação de desempenho, cerâmicas de argila pura foram preparadas nas mesmas temperaturas. Determinou-se as curvas de adsorção de H+ oriundo de soluções de ácido clorídrico com pH entre 2,0 e 4,2 para todas as cerâmicas produzidas e para a zeólita sem mistura ou calcinação. Os resultados mostraram que a cerâmica de argila e zeólita manteve parcialmente a capacidade de adsorção de cátions, principalmente a cerâmica calcinada a 650ºC. Ensaios de adsorção com íons dos metais Cádmio, Zinco e Arsênio foram realizado para comprovação do resultado obtido para H+. Com os dados experimentais avaliou-se quatro modelos de isotermas de adsorção Langmuir, Freundlich, Dubinin-Kaganer-Radushkevicke Toth. Nenhum dos modelos de isotermas de adsorção foi capaz de representar os materiais estudados. Através de análises de determinação de área superficial por adsorção de nitrogênio e de avaliação da morfologia dos materiais por Microscopia Eletrônica de Varredura e difração de raio X verificou-se que a perda da capacidade de adsorção nas altas temperaturas foi ocasionada pela passagem da fase zeolítica cristalina para fase amorfa. Foi obtida uma cerâmica de argila com zeólita de cinzas de carvão mineral com boa capacidade de adsorção de cátions, mas é necessário continuar as pesquisas para otimizar o material.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2747.pdf: 2681066 bytes, checksum: 84781e416dccbfe0183fc37eaff88329 (MD5) Previous issue date: 2008-12-30 / Financiadora de Estudos e Projetos / Em função da escassez de água que atinge todo o mundo, a reutilização de efluentes tem sido uma prática cada vez mais aceita e difundida em todos os segmentos, seja industrial, urbano ou agrícola. O presente trabalho avaliou a qualidade do efluente de três laboratórios químicos de ensino e pesquisa da Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, SP quanto a viabilidade do reuso. Foram realizados ensaios ecotoxicológicos agudos e crônicos utilizando como organismos-teste os cladóceros Ceriodaphnia dubia, Daphnia similis e Danio rerio; ensaios de genotoxicidade com sementes de Lactuca sativa (alface); determinações de metais pesados e surfactantes. Os resultados mostraram que os efluentes causam efeitos tóxicos agudos e crônicos, afetando a sobrevivência e reprodução dos organismos. Em relação aos ensaios genotóxicos, os efluentes não inibiram a germinação das sementes e conseqüente crescimento das radículas, sendo que em muitos ensaios houve germinação e crescimento em amostras sem diluição. Quanto aos resultados da determinação dos parâmetros inorgânicos, os metais arsênio, boro, cobre e zinco e os surfactantes estavam acima dos valores máximos permitidos pela Resolução CONAMA 357/05. Recomenda-se a realização de mais ensaios ecotoxicológicos, principalmente terrestres, alem de estudos sobre a bioacumulação de tais metais no solo, evitando contaminação ambiental e humana quando se pretende irrigar gramados e jardins com os efluentes utilizados.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:35:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DoutMRLN.pdf: 996997 bytes, checksum: e2599105ca9c18e112260eb5b8b892e5 (MD5) Previous issue date: 2003-09-12 / Universidade Federal de Minas Gerais / This project represents the first efforts in Brazil in the proposition and establishment of reference concentration values for metals and metalloids in limnic and fluvial sediments. The selected study site is the Tietê River basin (São Paulo State, southeast region), a watershed which is under significative environmental impact and degradation since the onset of the Brazilian revolution at early-midd 50 s. In order to consolidate the analytical values 1,100 analyses were performed encompassing 95 sampling points in 29 municipalities, from the upper stream parts of the river down to its mouth at the Paraná River, covering an extension of approximate 800 km. Sediment samples were collected in small streams and rivers as closest as possile to their upper reaches, as well as in rivers and reservoirs in locations minimally affected by human contamination. Samples were initially sieved for separation of the particles <63 µm, dryed at 50°C, and extracted with a mixture of strong acid solution (HNO3, HF, HClO4 and HCl). Chemical analyses were performed by induced coupled plasma atomic emission spectrometry for Cr, Ti, Zn and V, and via atomic absorption spectrometry using conventional flame for Co, Cu, Ni and Pb, graphite furnace for Cd and Ag, hydride generation for As and Se, and cold vapor for Hg. U and Th were analysed by molecular absorption spectrophotometry using the chromogenic reagent Arsenazo III. The reference concentrations determined by this study showed significant differences with respect to the assumed global geological reference for some elements; differences were also detected among the concentrations of the same element from different basin regions and are attributed to differences in regional geochemical characteristics. As a consequence of these lithological variations, four different sets of reference concentration values are proposed valid to the different regions of the studied basin. This study also presents application of different sediment quality classification models and potential ecological risk index for Bariri, Billings, Rasgão, Barra Bonita and Promissão reservoirs. / Por se tratar de importantes subsídios em estudos ambientais e geoquímicos, são propostos neste estudo valores de referência para concentração de metais e metalóides em amostras de sedimentos limnicos e fluviais para a bacia do Rio Tietê, SP. Na consolidação dos valores, foram feitas aproximadamente 1.100 determinações com 95 amostras analisadas, abrangendo pontos de coleta em 29 municípios no Estado de São Paulo, desde as nascentes até próximo à foz do Rio Tietê, numa extensão aproximada de 800 km. As amostras foram coletadas em córregos e ribeirões próximos às suas nascentes, rios e represas em locais onde se supõem que sejam minimamente afetados pela contaminação antropogênica. O procedimento analítico envolveu a separação granulométrica da fração abaixo de 63 µm, secagem a 50 °C , solubilização multiácida forte (HNO3, HF, HClO4 e HCl) e análise química por espectrometria de emissão atômica por plasma de indução acoplada (Cr, Ti, Zn e V), espectrofotometria de absorção atômica usando chama convencional (Co, Cu, Ni e Pb), forno de grafite (Cd e Ag), gerador de hidretos (As e Se) e vapor frio (Hg). Foram determinados ainda U e Th por espectrofotometria de absorção molecular usando o reagente cromogênico arsenazo III. Face às características geoquímicas regionais, os valores de referência determinados neste estudo apresentaram, para alguns elementos, diferenças significativas em relação aos níveis considerados como de referência geológico global, e também entre as concentrações de um mesmo elemento para diferentes regiões da bacia em estudo. Em conseqüência dessas variações litológicas, a bacia foi subdividida em diferentes regiões gerando valores de referência específicos em função das mesmas. As variações regionais nas concentrações dos metais chumbo, níquel, vanádio, e principalmente cromo e cobre, foram determinantes na separação da bacia por região, visando o uso mais correto dos valores de referência propostos. A constatação das diferenças geoquímicas regionais neste estudo, demonstra que o uso de valores de referência considerados globais é inadequado e reforça a necessidade de determinação regional de valores de concentração de metais/metalóides em pesquisas que tratam da avaliação de ecossistemas aquáticos, usando sedimentos como indicadores. Este estudo apresenta ainda, a aplicação de três modelos de classificação da qualidade de sedimentos e de índice de risco ecológico potencial para as represas de Bariri, Billings, Rasgão, Barra Bonita e Promissão, segundo modelos da literatura. Os resultados obtidos com a aplicação desses modelos constataram uma drástica atenuação da contaminação na seqüência de represas do sistema estudado, desde a parte mais a montante (Billings) para a parte mais a jusante (Promissão), que reflete as contribuições do parque industrial da Região Metropolitana da Grande São Paulo, versus as contribuições de fontes naturais e difusas típicas de esgotos municipais e da ocupação e uso dos solos da região média e baixa da bacia.