O Tietê é um importante rio para o estado de São Paulo, pois é considerado de grande potencial econômico, energético e de navegabilidade. A bacia do alto rio Tietê corresponde ao trecho da nascente em Salesópolis até o reservatório de Pirapora, passando pela região metropolitana de São Paulo. Por estar em uma região com grande pressão antrópica, o rio Tietê sofre grandes impactos ambientais associados ao lançamento de efluentes domésticos e industriais. Atualmente, um dos mais sérios problemas na área ambiental está relacionado à poluição química de natureza inorgânica em sedimentos fluviais, principalmente metais pesados. O presente estudo objetivou avaliar a distribuição dos principais metais pesados (Co, Cr, Cu, Zn, Cd, Ni e Pb) presentes nos sedimentos de fundo, em perfis de profundidade, nas estações de amostragem de Ponte Nova, Biritiba, Mogi das Cruzes e Pirapora ao longo da bacia do alto rio Tietê, identificando as ocorrências de origens naturais e antrópicas, levando em consideração diferentes critérios de toxicidade e biodisponibilidade. A determinação da concentração total dos metais de interesse, em perfil de profundidade, obtidas a partir do método da fusão alcalina permitiu avaliar os critérios de toxicidade considerando os valores-guia de qualidade de sedimentos VI, VP, PEL e TEL bem como os fatores de enriquecimento (EF) e índices de geo-acumulação (Igeo) tendo como base o fundo geoquímico natural regional. A avaliação da biodisponibilidade foi analisada para os metais pesados, de acordo com o processo da extração sequencial seletiva bem como pela relação entre sulfetos volatilizados após ataque ácido a frio (AVS) e extração simultânea de metais pesados (SEM). A origem da matéria orgânica presente no sedimento de fundo foi identificada através da comparação com parâmetros de referência em base isotópica (\'delta\' 13C). Em termos de toxicidade de metais pesados, foi observado que para a estação de Ponte Nova, próxima a nascente do rio Tietê, apenas o Cu esteve relacionado à contribuição antrópica, possivelmente associado ao controle de algas no reservatório. Já para a estação de amostragem em Biritiba, a maioria dos metais pesados estudados mostraram ter origem antrópica, devido às atividades agrícolas da região. Os sedimentos de fundo amostrados em Mogi das Cruzes e Pirapora indicaram fortes contaminações de metais pesados, como Cu, Cr e Zn associados essencialmente aos esgotos domésticos. Os demais aspectos de biodisponibilidade estudados indicaram contaminação de metais pesados em Pirapora, confirmando a toxicidade observada nos demais critérios avaliados. A origem da matéria orgânica, presente nos sedimentos de fundo do alto rio Tietê, mostrou ser para Ponte Nova, Biritiba e Mogi das Cruzes composta por material litólico e plantas C3, enquanto que para Pirapora a origem da matéria orgânica foi essencialmente antrópica / The Tietê River is important for São Paulo state, because it is considered of great economic, energy and navigability potential. The Tiete River basin comprises its source in Salesópolis to the Pirapora reservoir, through the metropolitan region of São Paulo. Due to its location in a region with high human pressure the Tietê River has suffered countless environmental impacts associated with the release of domestic and industrial effluents. Currently, one of the most serious environmental problems in the area is related to the inorganic nature of river sediments, mainly heavy metals. This study aimed to evaluate the distribution of major heavy metals (Co, Cr, Cu, Zn, Cd, Ni and Pb) present in bottom sediments, in depth profiles, in the Ponte Nova Biritiba, Mogi das Cruzes Pirapora sampling stations along the basin of the upper Tietê River, identifying the occurrences of natural and anthropogenic sources, taking into account different criteria of toxicity and bioavailability. The determination of total concentration of metals of interest in depth profile obtained from the alkaline fusion method allowed to evaluate the toxicity criteria considering the sediment quality values guidelines VI, VP, TEL and PEL as well as the enrichment factors (EF) and geo-accumulation index (Igeo) based on the regional natural background levels. The assessment of bioavailability was analyzed for heavy metals, according to the sequential selective extraction process and the link between acid volatile sulfides (AVS) and simultaneously extracted heavy metals (SEM). The origin of organic matter in bottom sediment was identified by comparison with end-members based on isotopic (\'delta\' 13C). In terms of heavy metal toxicity has been observed that for the Ponte Nova station, near the Tietê River headwaters, only Cu was related to the anthropogenic contribution, possibly associated with the control of algae in the reservoir. For the Biritiba sampling station, most of the heavy metals showed to have anthropogenic origin, due to agricultural activities in the region. The bottom sediments sampled in Mogi das Cruzes and Pirapora indicated strong contamination of heavy metals such as Cu, Cr and Zn mainly associated with domestic sewage. Other aspects of bioavailability studies indicated contamination of heavy metals in Pirapora, confirming the toxicity observed in the other criteria. The origin of organic matter showed to be for Ponte Nova, Biritiba and Mogi das Cruzes composed of C3 plants and lithic material, while for Pirapora, the origin of organic matter was mainly anthropogenic.

Para avaliar a contaminação por mercúrio em peixes do Alto Pantanal, foram analisadas 74 amostras de peixes piscívoros das espécies Pseudoplatystoma fasciatum(cachara), Pirinanpus pirinanpu (barbado), Serrasalmus spp. (piranha), Pseudoplatystoma coruscans (pintado), Salminus maxillosus (dourado), Hemisorubin plathyrhynchos (jurupoca) e Surubin lima (jurupensém). Também foram analisadas amostras de sedimento e de material particulado em suspensão na água. As amostras foram coletadas no ano de 2000. As determinações de mercúrio total foram feitas por espectrometria de absorção atômica sem chama utilizando-se gerador de vapor frio VGA 77 da Varian® acoplado a um espectrômetro Varian® 220. As concentrações de mercúrio total nas amostras de peixe variaram de 0,02 ug/g (piranha) a 0,80 ug/g (cachara). As concentrações de mercúrio em piranhas variaram de 0,02 ug/g a 0,50 ug/g, com média de 0,16 ug/g +/- 0,12. A área CBA 2 (baías do rio Cuiabá, região próxima de Barão de Melgaço) foi a que teve as concentrações mais elevadas em relação às áreas BNG 1 (rio Bento Gomes, Poconé) (p=0,003), PAG 3 (rio Paraguai, Taiamã e Descalvado) (p=0,002) e PAG 5 (rio Paraguai, confluência com rio Cuiabá) (p<0,001), mas não houve diferença entre CBA 2 e PAG 4 (rio Canafisto, baía do Alegre e rio Alegre) . O teste de Spearman apontou correlação entre mercúrio em piranhas e mercúrio em material particulado em suspensão (r=0,561, p<0,001), e entre mercúrio em piranhas e mercúrio em sedimento da camada 0-2 cm; e não indicou correlações entre mercúrio em piranhas e mercúrio em sedimento da camada 0-10 cm, mercúrio em sedimento 0-10 cm e mercúrio em material particulado em suspensão, e mercúrio em sedimento 0-10 cm e concentração de matéria orgânica. As concentrações de mercúrio em peixes ficaram abaixo do limite máximo tolerável de mercúrio em peixes predadores, de 1 ug/g, estabelecido no Brasil. Em regiões não contaminadas, peixes de água doce apresentam teores de Hg de até 0,2 ug/g, 33% das amostras ficaram acima desse valor. Segundo a legislação brasileira, o pescado analisado não está impróprio para consumo humano, mas evidenciou-se um processo de contaminação que deve ser melhor estudado quanto aos fatores ambientais determinantes. É importante o monitoramento da região, já que estudos indicam que níveis abaixo de 1 ug/g já podem causar alterações importantes na saúde, dependendo da quantidade de pescado consumido. / In order to evaluate fish mercury contamination in Alto Pantanal region, Brazil, 74 samples of piscivorous fishes as Pseudoplatystoma fasciatum (cachara), Pirinanpus pirinanpu (barbado), Serrasalmus spp. (piranha), Pseudoplatystoma coruscans (pintado), Salminus maxillosus (dourado), Hemisorubin plathyrhynchos (jurupoca) and Surubin lima (jurupensém) were analysed in relation to total mercury. Sediment and suspended particulate matter samples were also analysed. The samples were collected in the year 2000. Total mercury concentrations were analysed by flameless atomic absorption spectrometry, with a spectrometer Varian® 220 and a cold vapor generation accessory VGA 77 Varian®. Total mercury concentrations in fish ranged from 0,02 ug/g (piranha) to 0,80 ug/g (cachara). Mercury concentrations in piranha ranged from 0,02 ug/g to 0,50 ug/g, with an average of 0,16 ug/g ± 0,12. CBA 2 area (baías from Cuiabá river, near Barão de Melgaço region) had higher concentrations than those of BNG 1 (Bento Gomes River, Poconé) (p=0,003), PAG 3 (Paraguai river, Taiamã e Descalvado) (p=0,002) and PAG 5 (confluence of Cuiabá and Paraguai rivers) (p<0,001), but there was no difference between CBA 2 and PAG 4 (Canafisto River, Baía do Alegre and Alegre River). Spearman Test showed correlation between values of mercury in piranha and mercury in suspended particulate matter (r=0,561, p<0,001) and between mercury in piranha and mercury in sediment of 0-2 cm deep. However, no statistical correlations were found between mercury in piranha and mercury in sediment of 0-10 cm deep; mercury in sediment 0-10 cm and mercury in suspended particulate matter; and between mercury in sediment 0-10 cm and organic matter load. Mercury concentrations in fish were all below the Brazilian mercury limit set for predators fish that is 1 ug/g w.w. Freshwater fishes from non contaminated areas have total mercury load up to 0,2 ug/g, 33% of fish samples had concentrations above this value. Despite the mercury concentrations were all below the Brazilian limit for a safe human consumption, a mercury contamination process is suggested. Thus, further research concerning environmental factors determining mercury contamination in Alto Pantanal region is needed. In addition, it is very important monitoring that region since previous surveys indicated that the ingestion of fish with a mercury content below 1.0 ug/g can cause important human health effects, depending on the amount of fish consumption.

O objetivo deste trabalho foi estudar a remoção de metais pesados de efluentes sintéticos aquosos através de nanofiltração, com utilização de membrana de poliamida. A membrana utilizada constituída de poliamida apresentou uma boa permeabilidade hidráulica, constatada pela linearidade de fluxo com a variação de pressão de trabalho. Os metais estudados foram cobre, cádmio, zinco, chumbo e níquel com especiação de nitrato e sulfato. O desempenho do sistema foi verificado pela variação dos parâmetros operacionais (pressão e fluxo), associados também com a variação da salinidade e da concentração do metal. Em uma etapa inicial estudou-se a remoção de metais (nitrato e sulfato) isoladamente em uma mesma concentração molar, na pressão de 10 bar, comparando-se as rejeições com e sem agente complexante (EDTA). Em uma segunda etapa, estudou-se o desempenho da membrana, com misturas dos metais (nitrato) e mistura de metais (sulfato), também com e sem agente complexante, os resultados mostraram que a presença de agente complexante melhorou a rejeição dos metais. Nestas misturas estudaram-se os efeitos das concentrações (0,001; 0,0005 e 0,0001mol/L) e das pressões (5; 7; 10 e 12,5 bar) no sistema de remoção, constatou-se que o aumento da concentração e diminuição da pressão afeta a remoção. Em uma terceira etapa, estudou-se a influência da salinidade pela mistura de dois metais de mesma especiação (sulfato), comparando a remoção na pressão de 10 bar. Os resultados atestaram uma rejeição maior que 94 % para todos metais, na pressão de 10 bar, indicando um excelente desempenho e fluxo adequado, daí viabilidade de processo para todas as concentrações testadas. A pertinência do teste se justifica pela adequação do permeado ao atendimento aos padrões ambientais de concentração de metais e confirmam a eficácia do sistema de nanofiltração na remoção de metais pesados / The objective of this work was to study the removal of heavy metals of aqueous synthetic efluentes through nanofiltração, with use of polyamide membrane. The membrane used constituted of polyamide it presented a good hydraulic permeabilidade, verified by the flow linearidade with the variation of work pressure. The studied metals were copper, cadmium, zinc, lead and nickel with speciation of nitrate and sulfate. The performance of the system was verified by the variation of the operational parameters (pressure and flow), also associated with the variation of the salinity and of the concentration of the metal. In an initial stage it was studied the removal of metals (nitrate and sulfate) separately in a same concentration molar, in the pressure of 10 bar, being compared the rejections with and without agent complexante (EDTA). In a second stage, it was studied the performance of the membrane, with mixtures of the metals (nitrate) and mixture of metals (sulfate), also with and without agent complexante, the results showed that the presence of agent complexante improved the rejection of the metals. In these mixtures they were studied the effects of the concentrations (0,001; 0,0005 and 0,0001mol/L) and of the pressures (5; 7; 10 and 12,5 bar) in the removal system, it was verified that the increase of the concentration and decrease of the pressure affects the removal. In a third stage, it was studied the influence of the salinity by the mixture of two metals of same speciation (sulfate), comparing the removal in the pressure of 10 bar. The results attested a larger rejection than 94% for all metals, in the pressure of 10 bar, indicating an excellent acting and appropriate flow, then process viability for all of the tested concentrations. The importance of the test is justified for the adaptation of the permeated to the service to the environmental patterns of concentration of metals and they confirm the effectiveness of the nanofiltração system in the removal of heavy metals

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O objetivo do presente trabalho foi investigar o desempenho de membranas comerciais e funcionalizadas na remoção de metais pesados de efluentes sintéticos, simulando os efluentes gerados pelas indústrias metal-mecânicas. As membranas funcionalizadas foram preparadas em laboratório a partir de diferentes poli (éter imidas) sulfonadas, SPEI, que apresentavam alta hidrofilicidade e capacidade de troca iônica. As permeabilidades hidráulicas das membranas de SPEI aumentaram com o grau de sulfonação. Porém, as rejeições foram ainda muito baixas comparadas as membranas comerciais. Por esta razão, algumas membranas comerciais (NF-90, SW30, HRP98PP e BW30LE) foram investigadas e avaliadas quanto ao comportamento da permeabilidade de água e o grau de rejeição a metais pesados. Os resultados mostraram que a membrana de osmose inversa de baixa energia (BW30LE) tinha o melhor fluxo de água (48,44 L/h.m2) e grau de rejeição a cádmio (98%). Logo, ela foi selecionada para o tratamento dos efluentes sintéticos de indústrias metal-mecânicas contendo níquel e zinco. As indústrias da região de Valencia, na Espanha, forneceram amostras de seus efluentes para análise quantitativa, possibilitando o prepararo de soluções sintéticas modelos. Os resultados foram obtidos variando algumas condições de permeação, tais como a força motriz, o pH e a concentração dos metais na solução de alimentação. Os resultados indicaram que o processo de osmose inversa com a membrana BW30LE é altamente adequado para o tratamento de efluentes contendo metais pesados / The presente work aims to investigate the performance of new functionalized membranes and commercial membranes for heavy metal removal from aqueous effluents. The functionalized membranes were prepared from different sulfonated polyetherimide, SPEI, exhibiting high hydrophilicity and ion exchange capacity. The water permeability of SPEI membranes increased with the sulfonation degree, but with lower saline rejection than commercial membranes. Therefore, commercial membranes (NF-90, SW30, HRP98PP and BW30LE) were used to investigate the relationship between the water permeability and the metals retention. The highest water flux (48.44 L/h.m2) and cadmium rejection (98%) were observed using a reverse osmosis membrane (BW30LE). Then, it was selected to investigate the permeation of a synthetic wastewater containing nickel and zinc as poluted elements. The synthetic solutions were prepared considering samples supplied by industries in the Valencia region, in Spain, which were analyzed quantitatively. The permeation results showed that the membrane performance changed with the driven force (pressure), the pH solution and the metals concentration. The BW30LE membrane showed the best performance for removal of heavy metal in the wastewater treatment

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-06-21Bitstream added on 2014-06-13T21:02:00Z : No. of bitstreams: 1 lima_ast_dr_jabo.pdf: 488777 bytes, checksum: e84221b740a11d0135cbea78c081862b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O lodo de esgoto tem sido utilizado na agricultura com bons resultados, no entanto existe a tendência de utilização de altas doses de lodo de esgoto, que podem contaminar o solo com metais pesados tanto em superfície como em profundidade. Assim mapas de distribuição espacial de metais pesados no solo são fundamentais para o controle de riscos ambientais. Este trabalho teve como objetivos: estudar a variabilidade espacial de metais pesados em múltiplas escalas espaciais, para produzir mapas de interpolação por “krigagem” com melhor qualidade; avaliar a variabilidade espacial de Cd, Cu, Ni, Pb e Zn verificando a melhor performance dos resultados em função do número de amostras pela estatística clássica e pela geoestatística; determinar a variabilidade dos teores de Cu e Zn em amostras de solo coletadas em diferentes profundidades afim de verificar a mobilidade destes elementos num solo tratado com lodo de esgoto por treze anos. Foram avaliados 4 tratamentos com aplicação de 0, 5, 10 e 20 t ha-1 de lodo de esgoto e retiradas amostras de solo em 18, 33 e 66 pontos nas profundidades de 0 – 20 cm, 20 – 40 cm, 40 – 60 cm, 60 - 80 cm e 80 – 100 cm e determinou-se os teores totais de Cd, Cu, Ni, Pb e Zn. Todos os elementos estudados apresentaram mapas de isolinhas satisfatórios com 33 pontos de amostragens. As variáveis estudadas apresentaram estrutura de dependência espacial, o que permitiu o seu mapeamento, utilizando-se técnicas geoestatísticas. Os tratamentos que receberam lodo de esgoto apresentaram maior variabilidade espacial que a testemunha. O uso da geoestatística necessitou menor número de sub amostras quando comparado a estática clássica para obtenção de médias representativas. A aplicação de lodo de esgoto proporcionou movimentação de Zn do solo para camada sub superficial de 20 – 40 cm de profundidade e variabilidade espacial / Sewage sludge has been used with good results in agriculture, however there is a tendency to use high doses of sewage sludge, which can contaminate the soil with heavy metals in both surface and depth. Thus maps of spatial distribution of heavy metals in soil are essential for the control of environmental risks. This study aimed to: study the spatial variability of heavy metals at multiple spatial scales to produce maps of kriging interpolation with better quality, assess the spatial variability of Cd, Cu, Ni, Pb and Zn by checking the results in better performance the number of samples by classical statistics and geostatistics, the variability of Cu and Zn in soil samples collected at different depths in order to verify the mobility of these elements in soil treated with sewage sludge for thirteen years. We evaluated four treatments with application of 0, 5, 10 and 20 t ha1 of sewage sludge and soil samples taken at 18, 33 and 66 points in depths from 0 - 20 cm, 20 - 40 cm, 40 - 60 cm, 60 - 80 and 80 - 100 cm and it was determined the total contents of Cd, Cu, Ni, Pb and Zn. All the elements studied showed satisfactory contour maps with 33 sampling points. The variables showed spatial dependence structure, which allowed its mapping, using geostatistical techniques. The treatments that received sewage sludge had a higher spatial variability than the control. The use of geostatistics required less number of sub samples when compared to classical static to obtain representative averages. The application of sewage sludge provided movements of soil Zn for subsurface layer from 20 - 40 cm depth and spatial variability

Resumo: A qualidade da água do Córrego São Caetano no Município de Botucatu foi analisada através de parâmetros físico-químicos, microbiológicos e climáticos. Realizada no período de novembro de 2010 a setembro de 2011, bimestralmente em quatro pontos de amostragem, em duas estações predominantes, a chuvosa e a seca, com a meta de detectar possíveis alterações ao longo do sistema hídrico. Foram avaliadas as variáveis: temperatura do ar e da água, potencial hidrogeniônico (pH), condutividade elétrica, turbidez, oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), carbono orgânico total (COT), nitrogênio, fósforo, cádmio, cromo, chumbo, mercúrio, coliformes totais, coliformes termotolerantes, pluviometria e radiação solar. A predominância do pH ácido com média de 6,3 na estação chuvosa e pH básico com média de 7,3 na estação de seca, associadas aos altos índices pluviométricos na estação chuvosa e baixos na estação de seca, contribuíram nas diluições e concentrações dos sais. A condutividade elétrica apresentou maior média no ponto 1 (327,4 μS.cm-1), indicativo de foco de contaminação poluidora por altas concentrações de sais e menor média no ponto 2 (159,8 μS.cm-1). O oxigênio dissolvido no ponto P4, de Maio a Setembro de 2011 atingiu o menor índice analisado de 1,38 mgO2.L-1, onde foi consumido o oxigênio disponível pela DBO, indicação de poluição de esgoto doméstico crítico por afetar o sistema aquático. As médias do COT na estação chuvosa apresentaram valores maiores que as médias do pH no mesmo período, em função da presença de carga orgânica, convertida em ácido através da degradação microbiana. O fósforo no ponto P4 apresenta valor máximo de 1,29 mg.L-1 em Maio de 2011, onde foi verificada ausência de chuvas nos 10 e 20 dias que antecederam as amostragens... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The water quality of the stream Sao Caetano in Botucatu was analyzed by physico-chemical, microbiological and climate. Held from November 2010 to September 2011, bimonthly in four sampling points in two seasons prevalent in wet and dry, with the goal of detecting possible changes along the water system. The variables: air temperature and water, hydrogen-ionic potential (pH), electrical conductivity, turbidity, dissolved oxygen, biochemical oxygen demand (BOD), total organic carbon (TOC), nitrogen, phosphorus, cadmium, chromium, lead , mercury, total coliform, fecal coliform, rainfall and solar radiation. The predominance of acidic pH with an average of 6.3 during the rainy season and basic pH with an average of 7.3 in the dry season associated with high rainfall in the wet season and low during the dry season, contributed in dilutions and concentrations of salts . The electrical conductivity showed higher average in 1 (327.4 μS.cm-1), indicative of an outbreak of contamination polluting by high concentrations of salts and lowest average in 2 (159.8 μS.cm-1). Dissolved oxygen at point P4, May to September 2011 reached the lowest rate of 1.38 analyzed mgO2.L-1, where the available oxygen was consumed by the BOD, indicating pollution... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Sérgio Campos / Coorientador: Assunta Maria Marques da Silva / Banca: Teresa Cristina Tarlei Pissarra / Banca: Osmar Delmanto Junior / Banca: Luciano Nardini Gomes / Banca: Fernanda Leite Ribeiro / Doutor

Resumo: A presença de resíduos químicos no ambiente afeta todo o ecossistema. Uma das técnicas empregadas para o estudo dos efeitos tóxicos dos resíduos químicos é o biomonitoramento, que utiliza como modelos organismos vivos, entre eles os insetos. Um dos gêneros utilizados é a Drosophila, em particular a espécie D. melanogaster de distribuição cosmopolita. É um organismo geneticamente bem explorado, de fácil manutenção e rápido ciclo biológico, que após o seqüenciamento completo de seu genoma revelou homologia de 60% de seus genes com os genes de doenças humanas. Entre as substâncias químicas que foram investigadas neste trabalho, incluem-se três metais tóxicos (alumínio, cromo e chumbo), um corante (azul Coomassie brilliant G250) e o produto sintético acrilamida. A análise foi realizada em concentrações baixas (50µM) com ênfase na característica acumulativa de cada produto químico durante dez gerações de exposição. As análises, fundamentadas na biologia do inseto, avaliaram sua produtividade, alterações morfológicas, viabilidade das diversas fases do desenvolvimento, o peso dos insetos, o comportamento sexual e a atividade enzimática da carboxilesterase. Foi realizado também um experimento de produtividade comparativo com duas linhagens, uma massal e outra isofêmea. A exposição à acrilamida, aumentou a produtividade na primeira exposição, e também reduziu a viabilidade de ovos para adultos nas gerações F3 e F10. Por sua vez, entre os metais, o chumbo, afetou a viabilidade de ovos em pupas na décima geração e apresentou alterações no tempo de pré-cópula e de cópula. A exposição ao cloreto de alumínio, revelou na primeira e na quinta geração aumento do tempo de pré-cópula, e na décima geração aumento do tempo de cópula. O dicromato de potássio ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Orientador: Gustavo Orlando Bonilla Rodriguez / Coorientador: Carlos Roberto Ceron / Banca: Paulo Roberto Petersen Hofmann / Banca: Hermione Elly Melara de Campos Bicudo / Mestre

Resumo: O objetivo deste estudo foi avaliar o fluxo de energia no tratamento de esgoto e de lodo de esgoto na ETE de Franca. Para tanto, levantaram-se os dados de todo maquinário utilizado na Estação, tais como: quantidade, potência, vida útil, peso das máquinas, consumo de graxa e/ou lubrificantes e mão de obra empregada. O consumo de energia elétrica na Estação foi calculado para cada máquina separadamente. Com isso, calculou-se a participação energética, por fonte, forma e total, de todos os setores de tratamento. Por meio dos resultados, observou-se que tanto o tratamento de esgoto como o tratamento de lodo utilizam expressivamente energia industrial na forma de eletricidade, o que parece vantajoso, visto que essa é uma fonte renovável de energia. Para o cálculo do fluxo de energia no carregamento e transporte do lodo, obtiveram-se os dados de vida útil, peso, consumo de graxa e/ou lubrificantes da retroescavadeira e do caminhão, e mão de obra empregada nessas atividades. Ao contrário do observado nos tratamentos de esgoto e lodo, essas atividades usam principalmente energia fóssil na forma de óleo diesel. Além disso, com a quantidade de N, P e K contidas no lodo de esgoto foi possível calcular a energia e o preço dos fertilizantes contidos em uma tonelada do material. De acordo com os resultados, uma tonelada de lodo de esgoto produzida em Franca contém 5.081,53 MJ de energia e R$102,47 de fertilizantes químicos. Portanto, um caminhão com capacidade de carga de 16 toneladas transporta 81.304,62 MJ de energia e R$1.639,55 de fertilizante, o que justifica a distribuição desse material no raio de 25 km, que é a distância média entre a ETE e os potenciais locais de aplicação do material. Por fim, calculou-se o balanço e a eficiência energética de todas as atividades estudadas, de forma que os resultados apontaram serem todas, energeticamente sustentáveis / Abstract: This study assessed the energy flux on the processing of sewage and sewage sludge in the Sludge Treatment Station of Franca City, São Paulo State, Brazil. For this, data concerning ETE machinery was quantified, such as: quantity, potency, life spam and weight, as well as, mineral greases and/or lubricants consumption and the used workforce. Based on this, energy expenditure was calculated, regarding energy source and type and the total expenditure of all parties involved in sewage processing. These results allowed to conclude that either sewage or sewage sludge processing have a high demand of industrial energy in the form of electricity, what is advantageous, since it is a renewable energy source. For the energy flux calculations during loading and transportation, data of life spam, weight, the consumption of lorries and backhoes mineral greases and lubricants and the used workforce was considered. On the contrary, during sewage sludge processing activities, fossil energy in the form of diesel oil was the main utilized. Moreover, considering the amount of N, P and K in the sludge, the energy and price of fertilizers could be calculated in 1 ton of sewage sludge. Accordingly to calculations, a ton of sewage sludge produced on Franca's ETE has 5,081.53 MJ of energy and R$102.47 of chemical fertilizers. Thus, a lorry of 16-ton storage capacity transports 81,304.62 MJ of energy and R$1,639.55 of fertilizers, justifying the distribution of the sewage sludge on 25-km ray distance, what is a viable distance, because it is the mean distance between Franca's ETE and the farms that potentially could use this material. Finally, the balance and energetic efficiency of all activities approached in this study could be calculated, indicating energetic sustainability of those / Orientador: Osmar de Carvalho Bueno / Coorientador: Wanderley José de Melo / Banca: Elias José Simon / Banca: Maura Seiko T. Esperancini / Banca: Gerson Henrique da Silva / Banca: Andrea Eloisa Bueno Pimentel / Doutor

A preocupação com a disposição de lodo de esgoto no Brasil resultou do aumento do volume de esgoto tratado e tem exigido alternativas para a sua disposição final. A princípio, a utilização agrícola se apresenta como uma das propostas viáveis uma vez que o lodo é rico em matéria orgânica, macro e micronutrientes necessários à fertilidade dos solos. Entretanto, há que ser considerado o impacto ambiental de alguns desses elementos, como Hg, As, Cd, Pb, Ag, Cu, Zn entre outros, sobre o solo, biota e águas, superficiais e subterrâneas. A ETE Barueri é a maior estação de tratamento de esgoto do estado de São Paulo e recebe efluentes domésticos e industriais, motivo pelo qual os metais pesados são encontrados nos lodos em teores muitas vezes acima dos permitidos pela legislação federal (CONAMA, 2006). Com base nesses aspectos esta tese investigou principalmente a variação dos teores dos elementos Zn, Ni, Cr, Cu e Fe em 30 amostras de lodo, coletadas nos períodos chuvoso e seco, por um ano, para verificar: a influência da sazonalidade na sua qualidade para fins agrícolas, as suas possíveis associações com outros elementos e frações químicas na matriz do lodo (íons trocáveis, matéria orgânica, ácidos húmicos e fúlvicos, carbonatos, oxi-hidróxidos de ferro e manganês), bem como a capacidade de adsorção desses metais pela turfa, como proposta de tratamento. Os métodos utilizados para essa pesquisa incluíram as análises químicas por ICPOES e fluorescência de raios X (FRX) e seu tratamento estatístico, o fracionamento químico, a espectroscopia de infravermelho (FTIR), a microscopia eletrônica de varredura (MEVEDS), a difração de raios X (DRX), a análise térmica e a determinação da razão isotópica d34S. Estas quatro últimas técnicas foram empregadas, em especial, para averiguar a procedência do enxofre contido no lodo. Os ensaios de adsorção com a turfa foram efetuados por batelada. Os resultados obtidos revelaram que os teores de muitos dos elementos químicos existentes no lodo de esgoto variaram em função das precipitações pluviométricas, dentre eles o níquel, o zinco e o enxofre, muitas vezes encontrando-se acima dos valores permitidos pela legislação. Verificou-se também que os maiores percentuais dos metais analisados no lodo de esgoto encontravam-se associados à fração dos \"oxi-hidróxidos de ferro mal cristalizados\" e não à matéria orgânica, constituinte bastante relevante da sua matriz. Na fração matéria orgânica, o teor de cobre foi o mais elevado dentre os demais elementos. Os espectros FTIR indicaram o baixo grau de humificação dessa matéria orgânica. As fezes humanas, os surfactantes e os combustíveis fósseis apareceram como provável origem do enxofre no lodo. A solução \"água de chuva\" extraiu níquel e cobre do lodo de esgoto nos ensaios em batelada e a turfa adsorveu preferencialmente o níquel ao cobre. Os percentuais de Zn e Ni associados aos ácidos húmicos e fúlvicos retidos pela turfa foram maiores em pH 6,5 que em pH 8,5. O cobre apresentou comportamento contrário. Os resultados obtidos permitem afirmar que qualquer emprego a ser dado a esse tipo de lodo exige tratamento prévio. / The increase of the wastewater treated volume in Brazil has demanded alternatives to the sewage sludge final disposal. At first, agricultural use is one of the viable recommendations since sludge is rich in organic matter, macro and micronutrients necessary to the fertility of the soil. However, it is necessary to consider the environmental impact of some of these elements such as Hg, As, Cd, Pb, Ag, Cu, Zn among others, on the soil, biota and surface and subterranean water. ETE Barueri is the biggest treatment plant in the state of São Paulo and receives domestic and industrial effluents and for this reason heavy metals are found in the sludge in contents highly above those allowed by federal Brazilian legislation (CONAMA, 2006). Based on these aspects this study mainly investigated the fluctuation in the concentration of the elements Zn, Ni, Cr, Cu and Fe in 30 samples of sludge, collected in the rainy and dry periods, over a year, in order to check: the influence of seasonality on its quality for agricultural purposes; their possible associations with other elements and its distribution in the solid phase in the sludge matrix (exchangeable ions fraction, organic matter fraction, humic and fulvic acids fraction, carbonates fraction, iron and manganese oxihydroxides fraction) as well as the adsorption capability of these metals by the peat, as a recommendation for treatment. The methods used for this research included the chemical analysis by ICP-OES and X-ray fluorescence (FRX), their statistical analysis, the chemical fractionation, the infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive scan (EDS), the X-ray diffraction (XRD), the thermal analysis and the isotopic ratios analysis ?34S. The last four techniques were used, specially, to investigate the origin of the sulphur present in the sludge. The adsorption experiments with the peat were conducted in bulk. The obtained results showed that the concentrations of several of the chemical elements present in the sewage sludge, among them nickel, zinc and sulphur, varied in relation to the pluvial precipitations, often being above values allowed by legislation. It was also found that the greater percentages of the metals in the sewage sludge were associated with the fraction of the poorly crystallised iron oxihydroxides and not with the organic matter, a rather relevant component of its matrix. In the organic matter fraction, the amount of copper was the highest amongst the other elements. The FTIR spectrums indicated the low decomposition degree of that organic matter. Human feces, surfactants and fossil fuels appeared as probable origin of the sulphur in the sludge. The \"rainwater solution\" extracted nickel and copper from the sewage sludge in the experiments in bulk, and the peat adsorbed the nickel preferably to the copper. The percentages of Zn and Ni, associated with the humic and fulvic acids, retained by the peat, were higher in pH 6,5 than in pH 8,5. The copper had the opposite behaviour. The results obtained allow us to state that any utilization of this type of sludge requires previous treatment.

O Tietê é um importante rio para o estado de São Paulo, pois é considerado de grande potencial econômico, energético e de navegabilidade. A bacia do alto rio Tietê corresponde ao trecho da nascente em Salesópolis até o reservatório de Pirapora, passando pela região metropolitana de São Paulo. Por estar em uma região com grande pressão antrópica, o rio Tietê sofre grandes impactos ambientais associados ao lançamento de efluentes domésticos e industriais. Atualmente, um dos mais sérios problemas na área ambiental está relacionado à poluição química de natureza inorgânica em sedimentos fluviais, principalmente metais pesados. O presente estudo objetivou avaliar a distribuição dos principais metais pesados (Co, Cr, Cu, Zn, Cd, Ni e Pb) presentes nos sedimentos de fundo, em perfis de profundidade, nas estações de amostragem de Ponte Nova, Biritiba, Mogi das Cruzes e Pirapora ao longo da bacia do alto rio Tietê, identificando as ocorrências de origens naturais e antrópicas, levando em consideração diferentes critérios de toxicidade e biodisponibilidade. A determinação da concentração total dos metais de interesse, em perfil de profundidade, obtidas a partir do método da fusão alcalina permitiu avaliar os critérios de toxicidade considerando os valores-guia de qualidade de sedimentos VI, VP, PEL e TEL bem como os fatores de enriquecimento (EF) e índices de geo-acumulação (Igeo) tendo como base o fundo geoquímico natural regional. A avaliação da biodisponibilidade foi analisada para os metais pesados, de acordo com o processo da extração sequencial seletiva bem como pela relação entre sulfetos volatilizados após ataque ácido a frio (AVS) e extração simultânea de metais pesados (SEM). A origem da matéria orgânica presente no sedimento de fundo foi identificada através da comparação com parâmetros de referência em base isotópica (\'delta\' 13C). Em termos de toxicidade de metais pesados, foi observado que para a estação de Ponte Nova, próxima a nascente do rio Tietê, apenas o Cu esteve relacionado à contribuição antrópica, possivelmente associado ao controle de algas no reservatório. Já para a estação de amostragem em Biritiba, a maioria dos metais pesados estudados mostraram ter origem antrópica, devido às atividades agrícolas da região. Os sedimentos de fundo amostrados em Mogi das Cruzes e Pirapora indicaram fortes contaminações de metais pesados, como Cu, Cr e Zn associados essencialmente aos esgotos domésticos. Os demais aspectos de biodisponibilidade estudados indicaram contaminação de metais pesados em Pirapora, confirmando a toxicidade observada nos demais critérios avaliados. A origem da matéria orgânica, presente nos sedimentos de fundo do alto rio Tietê, mostrou ser para Ponte Nova, Biritiba e Mogi das Cruzes composta por material litólico e plantas C3, enquanto que para Pirapora a origem da matéria orgânica foi essencialmente antrópica / The Tietê River is important for São Paulo state, because it is considered of great economic, energy and navigability potential. The Tiete River basin comprises its source in Salesópolis to the Pirapora reservoir, through the metropolitan region of São Paulo. Due to its location in a region with high human pressure the Tietê River has suffered countless environmental impacts associated with the release of domestic and industrial effluents. Currently, one of the most serious environmental problems in the area is related to the inorganic nature of river sediments, mainly heavy metals. This study aimed to evaluate the distribution of major heavy metals (Co, Cr, Cu, Zn, Cd, Ni and Pb) present in bottom sediments, in depth profiles, in the Ponte Nova Biritiba, Mogi das Cruzes Pirapora sampling stations along the basin of the upper Tietê River, identifying the occurrences of natural and anthropogenic sources, taking into account different criteria of toxicity and bioavailability. The determination of total concentration of metals of interest in depth profile obtained from the alkaline fusion method allowed to evaluate the toxicity criteria considering the sediment quality values guidelines VI, VP, TEL and PEL as well as the enrichment factors (EF) and geo-accumulation index (Igeo) based on the regional natural background levels. The assessment of bioavailability was analyzed for heavy metals, according to the sequential selective extraction process and the link between acid volatile sulfides (AVS) and simultaneously extracted heavy metals (SEM). The origin of organic matter in bottom sediment was identified by comparison with end-members based on isotopic (\'delta\' 13C). In terms of heavy metal toxicity has been observed that for the Ponte Nova station, near the Tietê River headwaters, only Cu was related to the anthropogenic contribution, possibly associated with the control of algae in the reservoir. For the Biritiba sampling station, most of the heavy metals showed to have anthropogenic origin, due to agricultural activities in the region. The bottom sediments sampled in Mogi das Cruzes and Pirapora indicated strong contamination of heavy metals such as Cu, Cr and Zn mainly associated with domestic sewage. Other aspects of bioavailability studies indicated contamination of heavy metals in Pirapora, confirming the toxicity observed in the other criteria. The origin of organic matter showed to be for Ponte Nova, Biritiba and Mogi das Cruzes composed of C3 plants and lithic material, while for Pirapora, the origin of organic matter was mainly anthropogenic.