Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As concentrações de mercúrio (Hg), cobre (Cu), zinco (Zn), cromo (Cr), níquel (Ni), ferro (Fe) e manganês (Mn) foram determinadas em sedimentos superficiais e em moluscos bivalves das espécies Anomalocardia brasiliana e Mytella guyanensis em dois ecossistemas de manguezal da Baía de Sepetiba, em Coroa Grande e na Enseada das Garças, Estado do Rio de Janeiro, Brasil. As concentrações de metais fracamente ligados (extraídos em HCl 1 M) e a as concentrações de metais pseudo-totais (soma das frações fracamente ligadas e fortemente ligadas, extraída em água régia 50%) nos sedimentos foram comparadas com as concentrações de metais pesados encontrados em cada uma das espécies de moluscos, nas localidades estudadas. As concentrações de metais pesados nos moluscos foram comparadas com o tamanho do organismo para avaliar possíveis diferenças nas concentrações de metais relacionadas ao tamanho do organismo. Além disso, foi discutido o uso desses organismos como monitores biológicos em programas de monitoramento ambiental. Os resultados mostram que as concentrações de metais pesados, tanto na fração fracamente ligada quanto as concentrações de metais pseudo-totais, foram mais altas nos sedimentos de Coroa Grande, provavelmente pela proximidade com as principais fontes de contaminação. Além disso, a circulação das águas da Baía de Sepetiba mostra que a região de Coroa Grande acumula mais rapidamente as partículas em suspensão transportadas por essas águas quando comparadas com a região da Enseada das Garças. As concentrações de metais pesados não apresentaram correlação significativa com o tamanho para a espécie Anomalocardia brasiliana enquanto que, para a espécie Mytella guyanensis, foram observadas correlações negativas com o tamanho dos indivíduos. Os resultados mostram diferenças significativas nas concentrações de metais pesados nas espécies estudadas entre as duas áreas. Comparando as concentrações de metais pesados encontrados nos sedimentos com as dos organismos, observa-se que essas espécies podem ser usadas em programas de monitoramento ambiental. Entretanto, fatores como diferenças na assimilação para cada tipo de metal pesado em diferentes espécies, tamanho do organismo e as características do sedimento devem ser levados em consideração. / The concentrations of mercury (Hg), copper (Cu), zinc (Zn), chromium (Cr), nickel (Ni), iron (Fe) and manganese (Mn) were determined in superficial sediments and in the bivalve mollusks Anomalocardia brasiliana and Mytella guyanensis in two mangroves ecosystems in Sepetiba Bay, in Coroa Grande and in Enseada das Garças, State of Rio de Janeiro, Brazil. The concentrations of metals weakly-bound to the sediment (extractable in 1M HCl) and the pseudo-totals concentrations (sum of weakly-bound and strongly-bound,50% aqua regia-extractable fractions) in sediments were compared with the concentrations of heavy metals found in each species of mollusks in the studied sites. Metal concentrations in mollusks were compared with the size of the organism to evaluate possible differences in the concentrations of metals related to the size of the organism. The use of these organisms as biological monitors in environmental monitoring programs was discussed. Results show that the concentrations of heavy metals in both the weakly-bound and pseudo-totals concentrations were higher in the sediments of Coroa Grande, probably because the proximity with the main sources of contamination. Moreover, the circulation of Sepetiba Bay waters shows that the Coroa Grande area accumulates the particulate matter transported by bay waters more quickly than Enseada das Garças area. The concentrations of heavy metals did not present significant orrelation with the size of Anomalocardia brasiliana, while there were negative correlations between metals and Mytella guyanensis size. Significant differences in the metal concentrations in the species studied occurred among the two sites. Comparing the concentrations of heavy metals found in the sediments and in the organisms, it is observed that these species can be used in environmental monitoring programs. However, factors as differences in the assimilation for each type of heavy metal in different species, size of the organism and characteristics of the sediment should be taken into account.

Orientador: Crispin Humberto Garcia Cruz / Banca: Eleni Gomes / Banca: Roberto Alves de Oliveira / Resumo: Os polímeros microbianos extracelulares (exo-biopolímeros) são moléculas que apresentam um grande potencial de aplicação nas indústrias de alimentos, farmacêuticas, petrolíferas, de cosméticos, têxteis, de papéis, tintas, produtos agrícolas entre outras. Como biorremediadores, podem ser utilizados na remoção de metais pesados em ambientes aquáticos poluídos, atuando como agentes de biossorção por meio da acumulação de nutrientes a partir do meio ambiente. O objetivo do trabalho foi a produção de exobiopolímeros a partir de três Ascomicetos endofíticos (Colletotrichum sp., Guignardia sp. e Phomopsis sp.). Foi selecionado o fungo que apresentou a maior produção desse material biológico. Tanto esse exo-biopolímero quanto a biomassa foram avaliados quanto aos seus potenciais de biossorção dos íons metálicos chumbo (Pb+2) e cádmio (Cd+2). Para a obtenção do meio de cultivo utilizado para a produção de exo-biopolímeros, foram testados o meio mínimo de sais de Vogel modificado com diferentes fontes de nitrogênio definidas e glicose como única fonte de carbono. Em seguida, foi realizado um planejamento fatorial 3(3-0) com 27 experimentos em duplicata, onde as variáveis independentes foram o tempo, temperatura de cultivo e a concentração inicial de glicose. O fungo Colletotrichum sp. apresentou a maior produção de exo-biopolímero (5,71 gL-1) utilizando a uréia como fonte de nitrogênio, em cultivo a 28 ºC, 150 rpm e glicose 6 % (p/v) em 192 horas de cultivo. A execução do planejamento fatorial demonstrou que a produção de biomassa seca foi favorecida por faixas de temperatura e concentração inicial de glicose entre 24 e 32 ºC e 35 e 75 gL-1, respectivamente. A produção de exo-biopolímero foi favorecida por faixas de temperatura e concentração... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The microbial extracellular polymer (exo-biopolymers) are molecules that have a great potential for application in the industries of food, pharmaceutical, oil, cosmetics, textiles, paper, paints, agricultural products and others. As bioremediation, can be used in the removal of heavy metals in polluted aquatic environments, acting as agents of bioremediation through the accumulation of nutrients from the environment. Objective of this study was to produce exo-biopolymer from three endophytic Ascomycota (Colletotrichum sp., Guignardia sp. and Phomopsis sp.). Then, was selected the fungus that showed the highest production of exobiopolymer. Both the exo-biopolymer and biomass were assessed for their potential of biosorption of metallic ions lead (Pb+2) and cadmium (Cd+2). To obtain the culture medium used for the production of exo-biopolymers, was tested a minimal medium salts of Vogel modified with different nitrogen sources and glucose defined as the only carbon source. Next, was performed a factorial design 3(3-0) with 27 experiments in duplicate, where the independent variables were the time and temperature of cultivation and the initial concentration of glucose. Colletotrichum sp. had the highest production of exo-biopolymer (5.71 gL-1) using urea as the nitrogen source in cultivation at 28 ºC, 150 rpm, and glucose 6% (w/v) in 192 hours of culture. The implementation of the factorial design showed that the dry biomass production was enhanced by a range of temperatures and initial concentration of glucose between 24 and 32 ºC and 35 and 75 gL-1, respectively. The production of exobiopolymer was favored by a range of temperatures and initial concentration of glucose between 24 and 36 ºC and 35 and 70 gL-1, respectively. In the experiment, the fungus Colletotrichum sp. produced 6.11 gL-1 of... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Wanderley José de Melo / Banca: Marcos Omir Marques / Banca: Cassio Hamilton Abreu Junior / Resumo: As maiores limitações para o uso do lodo de esgoto em áreas agrícolas são os riscos de contaminação do solo com metais pesados e sua possível transferência para a cadeia alimentar. Objetivou-se com este estudo avaliar métodos de extração e frações de Zn, Cd e Pb no solo, o acúmulo destes elementos em plantas de milho cultivadas Latossolo Vermelho eutroférrico no nono ano de aplicação de lodo de esgoto e seus efeitos na produção de matéria seca e na produtividade das plantas. O experimento foi instalado em condições de campo na FCAV/UNESP, Campus de Jaboticabal-SP, em delineamento experimental em blocos casualizados com quatro tratamentos e cinco repetições. Os tratamentos foram: 0,0 (testemunha - fertilização mineral); 45,0; 90,0 e 127,5 t ha-1 de lodo de esgoto, base seca, acumuladas em nove aplicações anuais. As concentrações médias de Cd no solo não variaram em função das doses de lodo e das metodologias estudadas. De forma contrária, as concentrações médias de Zn e Pb no solo, obtidas pela digestão com HClO4 + HF, foram 62,3 e 31,8%, respectivamente, superiores àquelas encontradas pelo ataque com HNO3 + H2O2 + HCl. Porém, quando se avaliou apenas o efeito das doses de lodo, em ambos os métodos de extração, verificou-se diferença entre os tratamentos apenas em relação à concentração de Zn no solo. Os estudos de fracionamento da matéria orgânica e da extração seqüencial de Zn, Cd e Pb indicaram que a maior parte dos metais encontrava-se nas frações com ligações mais estáveis, fração humina (matéria orgânica) e residual (extração seqüencial). Exceto para o Cd, que não foi detectado, os acúmulos de Zn e Pb nas partes das plantas de milho aumentaram com as aplicações de lodo de esgoto. Os teores de metais pesados nos grãos, quando detectados, permaneceram dentro da faixa considerada aceitável para o consumo humano ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Major limitation for using sewage sludge in agriculture is the risk of contaminating the soil with heavy metals and their possible transference the man food chain. The objective of this study was to evaluate the soil content of Zn, Cd and Pb using two methods of extraction (HNO3 + H2O2 + HCl and HClO4 + HF), in parts of maize plants grown in a Typic Eutrorthox soil treated with sewage sludge for nine consecutive years, and the effects on dry matter and grain production. The experiment was carried out under field conditions in the Experimental Farm of UNESP in Jaboticabal, São Paulo, Brazil using a randomized blocks design with four treatments and five replications. The treatments were 0.0 (control - mineral fertilization), 45.0, 90.0 and 127.5 t ha-1 sewage sludge (dry basis) accumulated during nine years. The mean concentrations of Cd in soil were not affected by the rates of sewage sludge and methods. In contrary, the mean concentrations of Zn and Pb in soil extracted by HClO4 + HF were 62.3 and 31.8%, higher than those obtained by HNO3 + H2O2 + HCl respectively. However, when the effect of sewage sludge rates was evaluated, it was verified that only soil Zn concentration was affected by the treatments. The distribution of Zn, Cd and Pb in the soil fractions was strongly associated to the humin fraction (organic matter) and residual fraction (sequential extraction). Except for Cd, that was not detected, the accumulated contents of Zn and Pb in the parts of maize plants were generally affected by the successive applications of sewage sludge to the soil. Grain contents of heavy metals, if detected, were in the interval considered acceptable for human consumption. Sewage sludge and mineral fertilization applied to soil for a long time caused similar effects on dry matter and grain production. / Mestre

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaCPAM_Tese.pdf: 1121548 bytes, checksum: 75f9a451aff8c4991fa41301b935efcc (MD5) Previous issue date: 2001-07-05 / The heavy metals are used in many industrial processes and when discharged to the environment can cause harmful effects to human, plants and animals. The adsorption technology has been used as an effective methodology to remove metallic ions. The search for new adsorbents motivated the development of this research, accomplished with the purpose of removing Cr (III) from aqueous solutions. Diatomite, chitosan, Filtrol 24TM and active carbon were used as adsorbents. To modify the adsorbent surface was used a bicontinuous microemulsion composed by water (25%), kerosene (25%), saponified coconut oil (10%) and as co-surfactant isoamyl or butyl alcohols (40%). With the objective of developing the best operational conditions the research started with the surfactant synthesis and after that the pseudo-ternary diagrams were plotted. It was decided to use the system composed with isoamyl alcohol as co-surfactant due its smallest solubility in water. The methodology to impregnate the microemulsion on the adsorbents was developed and to prepare each sample was used 10 g of adsorbent and 20 mL of microemulsion. The effect of drying time and temperature was evaluated and the best results were obtained with T = 65 ?C and t = 48 h. After evaluating the efficiency of the tested adsorbents it was decided to use chitosan and diatomite. The influence of the agitation speed, granule size, heavy metal synthetic solution concentration, pH, contact time between adsorbent and metal solution, presence or not of NaCl and others metallic ions in the solution (copper and nickel) were evaluated. The adsorption isotherms were obtained and Freundlich and Langmuir models were tested. The last one correlated better the data. With the purpose to evaluate if using a surfactant solution would supply similar results, the adsorbent surface was modified with this solution. It was verified that the adsorbent impregnated with a microemulsion was more effective than the one with a surfactant solution, showing that the organic phase (kerosene) was important in the heavy metal removal process. It was studied the desorption process and verified that the concentrated minerals acids removed the chromium from the adsorbent surface better than others tested solutions. The treatment showed to be effective, being obtained an increase of approximately 10% in the chitosan s adsorption capacity (132 mg of Cr3+ / g adsorbent), that was already quite efficient, and for diatomite, that was not capable to remove the metal without the microemulsion treatment, it was obtained a capacity of 10 mg of Cr3+ / g adsorbent, checking the applied treatment effectiveness / Os metais pesados s?o utilizados em muitos processos industriais e, quando descartados ao meio ambiente, podem ocasionar efeitos prejudiciais aos seres vivos. O processo de adsor??o vem sendo utilizado como metodologia eficaz para a remo??o de ?ons met?licos. A busca por novos adsorventes motivou o desenvolvimento deste trabalho, realizado com o objetivo de remover Cr (III) de solu??es aquosas. Utilizou-se como adsorventes: diatomita, quitosana, Filtrol 24TM e carv?o ativo. Empregou-se como agente modificador dos adsorventes uma microemuls?o bicont?nua composta de ?gua (25 %), querosene (25 %), ?leo de coco saponificado (10 %) e cotensoativo (?lcool isoam?lico ou but?lico, 40 %). Com o objetivo de obter as melhores condi??es operacionais partiu-se da obten??o do tensoativo e obteve-se os diagramas pseudotern?rios. Resolveu-se empregar o sistema contendo o ?lcool isoam?lico devido sua menor solubilidade em ?gua. Desenvolveu-se a t?cnica de impregna??o da microemuls?o sobre os adsorventes e, para o preparo de cada amostra, empregou-se 10 g de adsorvente e 20 mL de microemuls?o. Avaliou-se o efeito do tempo de secagem e da temperatura, obtendo-se os melhores resultados com T = 65 ?C e t = 48 h. Ap?s avaliar a efici?ncia dos adsorventes testados resolveu-se utilizar a quitosana e a diatomita e avaliou-se a influ?ncia da velocidade de agita??o, granulometria, concentra??o, pH, presen?a de outros c?tions met?licos (cobre e n?quel) e NaCl na solu??o e o tempo de contato do adsorvente com a solu??o de metal. Obteve-se as isotermas de adsor??o e testou-se os modelos de Freundlich e Langmuir, que correlacionou melhor os dados. Com o prop?sito de verificar se o emprego de uma solu??o de tensoativo forneceria resultados semelhantes, tratou-se o adsorvente com esta solu??o e verificou-se que o adsorvente impregnado com a microemuls?o foi mais efetivo, comprovando que a fase org?nica (querosene) era importante para o processo. Estudou-se o processo de dessor??o e verificou-se que os ?cidos minerais concentrados eluiam melhor o cromo. O tratamento mostrou-se eficaz obtendo-se um aumento na capacidade de adsor??o de cromo de aproximadamente 10 % para a quitosana (132 mg de Cr3+/ g adsorvente), que j? era bastante eficiente, e, para a diatomita, que n?o era capaz de remover o metal, obteve-se uma capacidade de 10 mg de Cr3+/g adsorvente, comprovando a efic?cia do tratamento aplicado

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:18:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JeffersonSB.pdf: 95921 bytes, checksum: fc181517bec40efa1a2dbb0343c7987a (MD5) Previous issue date: 2008-03-10 / The contamination of the waters resources for wastewater from industrial, agricultural, and domestic sources is a serious environment problem, compromising its use for human consumption and agriculture. The Extremoz-RN Lake is an important freshwater source for the supply of the city of Natal, supplying a population of approximately 160,000 habitants. This aquatic body is located near an industrial pole which can be a serious risk factor for quality of its waters. The objectives of this study were examined the genotoxicity of Extremoz Lake between September of 2006 and January of 2008, by a combination of the Allium micronucleus test, piscine micronucleus test and the comet assay in erythrocytes from peripheral blood of Oreochromis niloticus. Additionally, the level of eight different heavy metals was quantified through spectrometry of atomic absorption of flame. The Allium test did not detect increase in the frequencies of micronucleus in none of the analyzed periods, however a strong cytotoxic activity was demonstrated for decrease in mitotic index in the analyses carried in April and July of 2007. Negative results had been detected in the frequencies of micronucleus in O. niloticus. A statistic significant increase was observed in the levels of DNA damage in comet assay carried in July of 2007. The results of the chemical analysis had detected increase in the levels of cadmium, chromium, copper, nickel, lead and zinc in different periods. These results demonstrated an alteration of the water s quality of the Extremoz Lake caused for the contamination for heavy metals and increase of DNA strand breaks. The use of biomonitoring program of the heavy metal and other pollutants with genotoxic potential combinated with genotoxicity assays is recommends. / A contamina??o dos recursos h?dricos, por efluentes de origem dom?stica e industrial, ? um s?rio problema ambiental, que compromete o uso de suas ?guas tanto para o consumo humano quanto para a agricultura. A Lagoa de Extremoz-RN ? uma importante fonte de ?gua para o abastecimento da cidade do Natal, suprindo uma popula??o de aproximadamente 160.000 habitantes. Esse corpo aqu?tico est? localizado pr?ximo a um p?lo industrial o qual pode ser um fator de risco a qualidade de suas ?guas. O presente estudo teve como objetivo analisar o potencial genot?xico das ?guas da lagoa de Extremoz entre os meses de setembro de 2006 e janeiro de 2008, pelo uso combinado do teste Allium cepa, teste micron?cleo e ensaio cometa em eritr?citos do sangue perif?rico de Oreochromis niloticus. Adicionalmente foram quantificados os n?veis de sete diferentes metais pesados pela da t?cnica de espectrometria de absor??o at?mica de chama. O teste A. cepa n?o detectou aumento nas freq??ncias de micron?cleos em nenhum dos per?odos analisados, por?m um forte efeito citot?xico, demonstrado pela diminui??o no ?ndice mit?tico, foi observado nas an?lises realizadas em abril e julho de 2007. Resultados negativos tamb?m foram encontrados nas freq??ncias de micron?cleos em O. niloticus. Uma altera??o estatisticamente significativa foi observada nos n?veis de quebra no DNA pelo teste cometa. Nos resultados da an?lise qu?mica, foi observado aumento nos n?veis de c?dmio, cromo, cobre, n?quel, chumbo e zinco em diferentes per?odos amostrais, acima dos permitidos pela legisla??o brasileira. Em conjunto, esses resultados demonstraram uma altera??o da qualidade das ?guas da Lagoa de Extremoz causada pela contamina??o por metais pesados. Estes metais parecem estar interagindo com o material gen?tico, visto o aumento nos n?veis de quebras no DNA, identificados no teste Cometa. Contudo, os danos n?o est?o sendo fixados pela c?lula. Diante disso, ? importante recomendar um programa de monitoramento da presen?a de metais pesados, bem como de outros poluentes com potencial genot?xico, nessa ?rea de estudo.

Dentre as ações antrópicas que caracterizam a urbanização, destacam-se os impactos gerados pela substituição da vegetação original por áreas impermeabilizadas (PACKMAN et al., 1999), o lançamento de grandes cargas de esgoto sem prévio tratamento e a adição de contaminantes químicos através das mais diversas fontes (POLETO & LAURENTI, 2008). Estes contaminantes são dispersos no ambiente urbano pelo poder de fluxo de águas pluviais (JARTUN & PETERSEN, 2010), desta forma, pode-se dizer que os sedimentos são um veículo para a entrada de contaminantes no sistema aquático. Além disso, eles representam e fornecem uma resposta à condição do sistema, atuando como um depósito para os contaminantes presentes no ambiente. Ao analisar os sedimentos de superfície é possível determinar a medida, a distribuição, a origem e os possíveis riscos de uma contaminação real. Já o estudo de colunas sedimentares fornece o registro histórico das substâncias advindas de atividades antrópicas, ou não, que se desenvolveram na bacia hidrográfica ao longo dos últimos anos (MÜLLER et al., 1977). Neste contexto, o presente trabalho investiga o enriquecimento dos sedimentos produzidos na bacia hidrográfica em estudo por elementos traço (Ni e Zn) na busca de inferir sobre a influência do processo de urbanização da área sobre essas concentrações. A área de estudo localiza-se no município de Viamão, região metropolitana de Porto Alegre (RMPA), no estado do Rio Grande do Sul, Brasil. A bacia Mãe d‘Água é composta por quatro arroios, totalizando uma área de 353 ha e tem em seu exutório uma barragem situada na área da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. A barragem Mãe d‘Água foi construída em 1962, visando atender à demanda da Universidade, e transformou-se em um intrincado problema ambiental pela ocupação urbana desordenada da sua área de contribuição nos últimos quarenta anos, que fornece uma gama diversa de poluentes de origem orgânica e inorgânica. Visando a construção de um panorama evolutivo dos processos de degradação ambiental a que a área de estudo vem sendo submetida, foi realizada, em dezembro de 2009, a coleta de três testemunhos sedimentares em pontos distintos no lago da Barragem. Os sedimentos da fração menor que 63μm foram destinados a análise química para verificação da presença e concentração dos elementos traço: Níquel (Ni) e Zinco (Zn). A metodologia de digestão ácida empregada é a EPA 3050, adotada pela U.S. Environment Protection Agency, sendo que as análises foram realizadas em duplicata e, para controle de qualidade, foram utilizados dois materiais de referência da USGS (U.S. Geological Survey): SGR-1b e SCO-1. Na elaboração das análises da evolução da ocupação urbana na bacia hidrográfica foram determinados os valores correspondentes as áreas antropizadas e naturais, sendo utilizados diferentes produtos de sensoriamento remoto: fotografias aéreas (anos 1972 e 1991) e imagens de satélite de alta resolução (anos 2003 e 2008) visando verificar o período correspondente aos últimos 40 anos. As áreas naturais foram reduzidas em 12% em quatro décadas, contudo o adensamento populacional (estimado em 30% nos últimos 20 anos) em áreas já antropizadas mostrou-se como um fator importante para a compreensão do processo de urbanização da área e a crescente degradação dos corpos d‘água da bacia, especialmente do corpo receptor final, o Lago Mãe d‘Água. Todas as amostras analisadas apresentaram concentrações de Zn e Ni acima do valor de background local e com padrões de crescimento, portanto, evidenciam a existência de enriquecimento dos sedimentos por estes elementos. Considerando que a área de estudo caracteriza-se historicamente pela ocupação residencial, com predominância de poluição de fontes difusas, a dinâmica urbana pode ser considerada como o principal agente fornecedor de metais-traço aos corpos d‘água. / Among the human activities that characterize urbanization, stand out the impacts generated by replacing the original vegetation by waterproofed areas (PACKMAN et al., 1999), the release of large sewage loads without previous treatment and the addition of chemical contaminants through the most several sources (POLETO & LAURENTI, 2008).These contaminants are dispersed within the urban environment by the power of storm water flux (JARTUN & PETERSEN, 2010), thus it is possible to say sediments are a vehicle for the entering of contaminants in aquatic systems. Moreover, they represent and provide a response to the condition of the system acting as a deposit for contaminants in aqueous environments. By analyzing the sediment surface is possible to determine the extent, distribution, origin and possible risks of an actual contamination. The cores study provides a historical record of the substances resulting from human activities or not, that developed in the basin over the past year (MÜLLER et al., 1977).In this context, this research investigates the enrichment of the sediments produced in the studied watershed for trace elements and demonstrates their correlation with the urbanization period of this watershed. The study area is located in Viamão city, Metropolitan Region of Porto Alegre city, Rio Grande do Sul state, Brazil. It is composed by four streams, totalizing an area of 353 hectares and has in its outlet a dam located in Federal University of Rio Grande do Sul area. The dam is called Mãe d'Água and it was built in 1962. This dam became a complex environmental problem because there was irregular occupation of this watershed and the dam has started silting very fast besides providing various types of pollutants. Aiming to investigate the evolutionary process of this environmental degradation, it was sampled three sediment cores in December 2009 to study the metal enrichment. Sediment samples fraction less than 63μm analyzed to get trace element concentrations: Nickel (Ni) and Zinc (Zn). The acid digestion method is EPA 3050, the analysis was performed in duplicate and for quality control was used two USGS reference materials: SGR-1b and SCO-1. For evolution analysis of urban settlement in the watershed it was studied the urbanization rates, per decade, using different remote sensing products: aerial photos (year 1972 and 1991) and satellite images of high resolution (year 2003 and 2008), to verify the last 40 years. Natural areas were reduced by 12% in four decades, yet the population density (estimated at 30% in the last 20 years) in areas already disturbed proved to be an important factor in understanding the process of urbanization and the increasing degradation of the watershed´s water bodies, especially the receptor end, Mãe d‘Água Lake. All samples have showed concentrations of Zn and Ni above the background value and growth patterns thus reveal the enrichment of sediments by these elements. Whereas the study area is characterized by residential occupancy and predominance of diffuse sources of pollution, urban dynamics can be regarded as the leading agent provider of trace metals to water bodies.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-09-28T19:41:20Z No. of bitstreams: 1 JOELMA MORAIS FERREIRA – TESE (PPGEP) 2006.pdf: 9831105 bytes, checksum: 2ef86ebc8b2b5d26c22e23ceaa696d0d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-28T19:41:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOELMA MORAIS FERREIRA – TESE (PPGEP) 2006.pdf: 9831105 bytes, checksum: 2ef86ebc8b2b5d26c22e23ceaa696d0d (MD5) Previous issue date: 2006-12-22 / CNPq / As atividades industriais têm introduzido metais nas águas numa quantidade muito maior do que aquela que seria natural, causando grandes poluições. Os tratamentos convencionais (redução química, troca iônica, ultrafiltração e osmose inversa), normalmente usados para a remoção de metais dos efluentes líquidos, apresentam algumas desvantagens, pois além de serem, na maioria, processos caros, não conseguem remover totalmente os íons metálicos. A necessidade de tratamentos eficientes e econômicos para remoção de íons metálicos de efluentes tem resultado no desenvolvimento de novas tecnologias. Muitas destas descrevem técnicas envolvendo o uso de bactérias, fungos, microalgas, e macroalgas. A biossorção é o processo no qual sólidos de origem biológica ou seus derivados são usados na retenção de íons metálicos de um ambiente aquoso. Comparadas às metodologias convencionais para a remoção de íons metálicos de efluentes industriais, o processo de biossorção tem como principais vantagens o baixo custo operacional e alta seletividade. Dentre os microrganismos mais utilizados destacam-se os fungos, que são utilizados em uma variedade de processos industriais servindo como fonte constante e econômica de suprimento de biomassa para remoção de íons metálicos. Sendo o Brasil, o maior produtor mundial de álcool etílico via processo fermentativo utilizando-se da Saccharomyces cerevisiae (levedura) como o microrganismo agente da fermentação, é prática comum nas indústrias de produção de álcool etílico, no Brasil, a sangria do creme de levedura, que consiste em retirar parte do creme do processo de centrifugação. Desta forma, a Saccharomyces cerevisiae é uma fonte excedente do processo de fermentação que pode ser utilizada, por exemplo, como bioadsorvente de íons metálicos em processos de descontaminação ambiental. Experimentos de biossorção de íons metálicos utilizando a Saccharomyces cerevisiae para remoção do Cd2+ e Pb2+ foram realizados para investigar os fatores que influenciam e otimizam o processo de biossorção. Através do estudo da cinética estático verificou-se que o tempo 48h já é suficiente para o processo alcançar o equilíbrio. Para a cinética dinâmica a partir de 90 min não ocorreu mais alteração no valor da concentração final dos dois íons metálicos, portanto, sendo este tempo suficiente para o sistema alcançar o equilíbrio num sistema operando em condições dinâmicas. A técnica de planejamento experimental foi utilizada para avaliar os efeitos das variáveis quantidade de biomassa, concentração dos íons metálicos, temperatura, pH e estado da biomassa (viva ou morta), que influenciam no processo Os efeitos da quantidade de biomassa e concentração inicial dos íons metálicos estudados foram as variáveis que apresentaram mais efeitos significativos quando comparado com o efeito do pH, estado da biomassa (viva ou morta) e temperatura nas condições avaliadas. O modelo que melhor ajustou o processo foi o de Langmuir com valores de qmax de 210,5 mg.g-1 para o cádmio e 1486,88 mg.g-1 para o chumbo. A levedura imobilizada apresentou uma certa queda na sua eficiência de remoção observando-se redução média na eficiência de q de 78,5% para o Cd2+ e de 73,92% para o Pb2+. / The industrial activities have introduced metals in waters in quantities which are greater than those found naturally, thereby causing heavy pollutions. The conventional treatments (chemical reduction, ionic exchange, ultrafiltration and inverse osmosis), normally used for the metal removal of the liquid effluents, present some disadvantages, because majority of them apart from being expensive processes are not capable to remove metal ions compleatly. The necessity of efficient and economic treatments for removal of metallic ions from effluents has resulted in the development of new technologies. Many of these techniques are based on the use of bacteria, fungi, microseaweed, and macroseaweed. The biosorption is a process in which solids of natural origin or its derivatives are used in the retention of metallic ions from an aqueous medium. The biosorption process has as main advantages the low operational cost and high selectivity when compared to the conventional methods for the removal of metallic ions from industrial effluents. Amongst the used microorganisms fungi are more distinguished, as these are used in a variety of industrial processes and serves as constant and economic source of supplement of biomass for removal of metallic ions. Brazil being a world-wide big producer of ethyl alcohol by a fermentative process that uses the Saccharomyces cerevisiae (ferment) as the microorganism, it is a common practice in the industries of alcohol to remove the excess of the ferment cream by centrifuging. This way, the excessive Saccharomyces cerevisiae of the fermentation process is a source that can be used, for example, as biosorbent of metallic íons for the decontamination of environment. Experiments of biosorption of metallic íons using the Saccharomyces cerevisiae for removal of the Cd2+ and Pb2+ had been carried out to investigate the factors that influence and optimize the biosorption process. Through the study of the static kinetics it was verified that a period of 48 hours is enough for the process to reach the equilibrium. For the dynamic kinetics after 90 min no more change in the final concentration of the two metallic ions occurred. Therefore, this time is enough for the system to reach the equilibrium when the process is operating in dynamic conditions. The design of experiment technique was used to evaluate the effect of the variables: biomass amount, metallic ions concentrations, temperature, pH and state of the biomass (alive or dead). The effects of the amount of biomass amount and initial metallic ion concentration were the variables that presented more significant effects when compared with the effect of pH and state of the biomass (alive or dead) under the evaluated conditions. The Langmuir and Freundlich models were used to adjust to the experimental data of the adsorption isotherms of metal ions studied. The model that adjusted better the adsorption isotherms was of Langmuir having qmax values as 210.5 mg.g-1 for cadmium and 1486.88 mg.g-1 (Langmuir not linearized) for the lead. The immobilized ferment presented a decrease in its efficiency of metal ion removal. In the study for the immobilized ferment an average efficiency of the adsorbed amount per unit of mass of 78.5% for the Cd2+ and 73.92% for the Pb2+ was observed.

O presente trabalho tem como dupla finalidade a determinação de algumas estruturas moleculares inéditas e o desenvolvimento de dois sistemas computacionais de uso em cristalografia. Primeiramente, determinamos quatro estruturas moleculares de complexos de ácido piridinacarboxílico ligados a íons metálicos (Co, Ni, Cu e Zn), os quais apresentam interesse farmacológico e se enquadram em uma das linhas de pesquisa do grupo de Cristalografia de São Carlos. Nesta Dissertação, a ênfase dada a esta parte do trabalho é a aprendizagem das técnicas relativamente complexas para a resolução e refinamento de estruturas moleculares obtidas através de difração de raios X, como uma motivação preliminar para o subseqüente trabalho computacional. Com relação ao desenvolvimento de sistemas computacionais, são apresentados dois programas que representam importantes ferramentas cristalográficas. O Xandrix realiza todos os cálculos matriciais necessários em transformações cristalográficas, tanto no espaço real como no recíproco, envolvendo tensores de até segunda ordem. O WinKabsch é uma implementação do algoritmo de Kabsch que melhor sobrepõe, utilizando mínimos quadrados, dois conjuntos de vetores e é usado para comparar moléculas inteiras ou fragmentos. Ambos foram desenvolvidos para ambiente Windows, oferecendo uma interface visual poderosa e amigável. O WinKabsch permite que o usuário gire, visualmente, duas moléculas dadas de maneira que elas se posicionem em orientações similares, para então selecionar, com o mouse, alguns átomos homólogos a partir dos quais é obtida uma primeira matriz de transformação. A seguir, o programa reconhece todos os outros pares de átomos homólogos para os cálculos finais. A transformação pode ser forçada a ser uma rotação própria quando as moléculas comparadas são suspeitas de possuir a mesma quiralidade. / This work has the two-fold purpose of determining a few novel crystal structures and to develop two computational systems for crystallographic use. First, we determined four molecular structures of complexes of a derivative of the pyridinacarboxilic acid with a metal ion (Co, Ni, Cu and Zn), which are of pharmacological interest and belong to one of the research lines of the group. In the present contribution the emphasis of these studies is in mastering the somewhat involved techniques for solving and refining molecular structures by X-ray diffraction, as a preliminary motivation for the subsequent computational work. Second, two programs which turn out to be useful tools for crystallographic work were developed. Xandrix, permits all matrix calculations necessary in crystallography transformations, both in real and reciprocal space, involving tensors up to the second rank. WinKabsch is an implementation of the Kabsch algorithm for the best least squares superposition of two sets of vectors and is used to compare molecules or molecular fragments. Both programs were developed to run in a Windows environment with a powerful and friendly visual interface. WinKabsch allows the user to visually rotate two given molecules to achieve similar orientations to perform later a mouse selection of a few homologous atoms from which a first orthogonal transformation matrix is obtained, after which the program recognizes all other pairs of homologous atoms for the final calculation. The transformation may be forced to be a proper rotation when the compared molecules are known to be of the same chirality.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Os metais pesados sÃo conhecidos por serem altamente tÃxicos em baixÃssimas concentraÃÃes na Ãgua. Sendo assim, numerosos estudos tem sido dedicados à sua remoÃÃo a limites aceitÃveis do ponto de vista ambiental. Tais pesquisas se concentram, principalmente, no desenvolvimento de uma remoÃÃo eficiente e de baixo custo. Muitos mÃtodos tÃm sido propostos para remoÃÃo de metais pesados, por exemplo, precipitaÃÃo, membranas filtrantes, troca iÃnica e adsorÃÃo. A precipitaÃÃo à um dos mÃtodos que mais vem sendo utilizado embora seja um mÃtodo inadequado no que se refere a impactos ambientais por gerar resÃduos. A casca de coco oferece facilidade natural de ser encontrado e manejado, por isso à um dos materiais mais estudados para fins de reaproveitamento. Este trabalho se propÃe a fazer um estudo de adsorÃÃo de Cu+2 utilizando casca de coco modificado como adsorbente. As modificaÃÃes empregadas foram (a) por polimerizaÃÃo do formaldeÃdo em meio sulfÃrico; b) Tratamento com lÃquido iÃnico e c) EsterificaÃÃo por Ãcido multicarboxÃlicos e multifenÃlicos. Os modelos aplicados para o estudo de isotermas foram de Langmuir, Freundlich, Temkin e Dubinin âRaduschevich. Aplicando o modelo de Langmuir no estudo de adsorÃÃo de Cu(II) no adsorbente modificado BCFB a capacidade mÃxima de adsorÃÃo qm e a constante KL foram 125 mg/g e 1,11x10-1 L.mg-1 para o Cu+2 . Para os adsorbentes BC/LI e BCTÃnico o valor de qm foram 64,5 e 99mg.g-1 , respectivamente enquanto o valor de KL foram 5,3x10-2 e 5,6x10-2 , respectivamente . O modelo cinÃtico que melhor se ajustou ao fenÃmeno foi o de segunda ordem. Os resultados obtidos mostraram que a casca de coco quimicamente modificado à um potencial adsorbente para remoÃÃo de Cu+2. O estudo de coluna foi empregado para verificar a desempenho do adsorbente quando se emprega efluente industrial. Nas condiÃÃes empregadas neste estudo a modificaÃÃo com Ãcido tÃnico foi a que teve melhor desempenho de remoÃÃo. Destaca-se tambÃm a capacidade de reutilizaÃÃo do adsorbente que promove uma diminuiÃÃo do custo operacional quando à considerada sua aplicabilidade numa escala industrial. / The heavy metals are known to be highly toxic at very low concentrations in water. At this point, numerous studies have been dedicated to their removal to acceptable limits of an environmental point of view. Such researches are focused mainly in developing an efficient removal and low cost. Many methods have been proposed for removing heavy metals, for example, precipitation, membrane filtration, ion exchange and adsorption. The precipitation is one method that has been used more although an inappropriate method regarding the environmental impact for generating residues. The bagasse, coconut offers natural facility to be found and handled, so it is one of the most studied materials for reuse. This paper aims to make a study of adsorption of Cu 2+ using bagasse as adsorbent modified coconut. The modifications were employed (a) by polymerization of formaldehyde in sulfuric acid medium, b) treatment with ionic lÃguido c) Esterification acid and multicarboxÃlicos multifenÃlicos. The models applied to the study of isotherms were Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Raduschevich. Applying the model in the study of Langmuir Adsorption of Cu (II) adsorbent modified BCFB the maximum adsorption capacity qm and kL were contained 125 mg.g-1 and 1.11 x10-2L.mg for Cu +2. For adsorbentes BC / LI and BCTÃnico the qm value were 64.5 and 99mg.g-1 respectively as kL value were 5.3 x10-2 5.6 x10-2 respectively. The kinetic model that best fit the phenomenon was the second order. The results showed that the coconut coir chemically modified is a potential adsorbent for removing Cu2+. The study column was used to verify the performace of the adsorbent when employing industrial effluent. Under the conditions employed in this study was modified with tannic acid that had shown the best removal performance desempenho removal. Also the reusability of the adsorbent is remarkable since it promotes a lowering cost, considering its applicability on an industrial scale.

Os novos paradigmas no setor agrícola almejam a busca por alternativas de maior equilíbrio à entrada e saída de energia do ecossistema. Há muita discussão quanto a reciclagem de lodo de esgoto (LE) pela aplicação no solo, seja pelos aspectos positivos, como fonte de nutrientes às plantas, em especial o fósforo, e condicionador de solo, ou pelos aspectos negativos, com a presença de metais pesados, compostos orgânicos tóxicos e patógenos. Nesta pesquisa foram realizados dois estudos. No primeiro, em Itatinga-SP, objetivou-se avaliar o efeito residual de lodos de esgoto úmido (LU) e lodo seco (LS), aplicados por ocasião do plantio do eucalipto na 1ª rotação de cultivo, nas doses de 10, 20 e 30 t ha 1, sobre a fertilidade do solo (LVAd), a nutrição mineral, a produtividade e nos teores e acúmulos de metais pesados no solo e nos compartimentos aéreos de plantas de eucalipto, aos 45 meses de idade, durante a 3a rotação de cultivo, cerca de 12 anos do resíduo no solo. No segundo, em Itatinga e Angatuba-SP, objetivou-se avaliar a qualidade do solo quanto aos teores de metais pesados em áreas tratadas com diferentes tipos e doses de LE e cultivadas com plantas de eucalipto, entre 10 a 17 anos do resíduo no solo (LVAd, LVd e RQo). Os LEs foram oriundos de ETEs de Jundiaí-SP, Barueri-SP e São Paulo-SP. Em ambos os estudos, os tratamentos foram: fertilização mineral (FM), controle e doses e tipos de LE. Os delineamentos foram em bloco ao acaso, com 8 tratamentos e 3 repetições, no primeiro, e com 5 tratamentos e 4 repetições. Os resultados do primeiro estudo demonstram que houve efeito residual de LU e LS em relação ao manejo de FM, principalmente, em doses mais altas, no aumento da fertilidade do solo (sobretudo, MO, SB, CTC, P, Ca, S, Cu e Zn), nutrição mineral e estoque de nutrientes (em destaque, P, Ca, Cu e Zn), produção (volume de madeira, biomassa aérea e de folhedo depositado no solo) e os teores de metais pesados (As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Se e Zn) não evidenciaram contaminação do solo e nem toxicidade ao eucalipto. No segundo, houve efeito residual de LE em relação ao manejo de FM nos atributos do solo e nos teores de metais pesados, principalmente, em doses mais altas. Ainda no segundo estudo, de modo geral, houve efeito residual dos LEs no aumento de MO, SB, H+Al, CTC e V% e os teores de As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Se e Zn no solo, em geral, permaneceram abaixo dos valores de prevenção. Todavia, houve relação entre as doses de aplicação do lodo e os teores de metais pesados no solo, ou seja, quanto maior a dose, maiores foram os teores residuais dos metais pesados, sendo tal efeito, mais incrementado nos solos arenosos. Concluiu-se que há efeito residual de LE em relação ao manejo de fertilização mineral com aumento da fertilidade, nutrição, produtividade e os teores de metais pesados não evidenciaram contaminação do solo e nem toxidez no eucalipto / The new paradigms in the agricultural sector aim to search for alternatives with more balance to the input and output of energy in the ecosystem. There is a lot of discussion about the recycling of sewage sludge (SS), for the positive aspects, as a source of plant nutrients, especially phosphorus, and soil conditioner, as well as for the negative aspects, such as the presence of heavy metals, organic toxic compounds and pathogens. Two studies were carried out in this research. In the first, at Itatinga-SP, the objective was to evaluate the residual effect of humid sewage sludge (HS) and dry sludge (DS), both applied to a eucalyptus plantation in the first rotation with the doses of 10, 20, 30 t ha-1, on the soil fertility (LVAd), mineral nutrition, productivity and amount and accumulation of heavy metals in both the soil and aboveground compartments of the eucalyptus, at 45 month age, during the 3rd rotation, with around 12 years of residues in the soil. In the second study, at Itatinga and Angatuba-SP, the objective was to evaluate the quality of the soil regarding to heavy metals contents in areas treated with different types and doses of SS and cultured with eucalyptus trees, with 10-17 years of residues in the soil (LVAd, LVd e RQo). The used SS came from the sewage treatment plant of Jundiaí-SP, Barueri-SP e São Paulo-SP, respectively. In both studies the treatments were; mineral fertilization (MF), control and doses and types of SS. The experimental design was in randomized blocks, with 8 treatments and 3 replicates, in the first, and with 5 treatments and 4 repetitions, in the second. The results from the first study showed that there was residual effect of both HS and DS in comparison with MF, especially in high doses, in the increase of soil fertility (mainly OM, SB, CTC, P, Ca, S, Cu and Zn), mineral nutrition and the stock of nutrients (mainly P, Ca, Cu e Zn), production (wood, aboveground biomass and litterfall) and heavy metal contents (As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Se and Zn) did not showed soil pollution nor toxicity for eucalyptus. In the second study, there was residual effect of SS in comparison with MF when we observed soil properties and heavy metal contents, especially in high doses. Also in the second study, there was a residual effect of SS in the increase of OM, SB, H+Al, CEC and V% e the contents of As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni, Pb, Se and Zn in the soil that, in general, were below the values of prevention. There was also relation between the doses of SS and the contents of soil heavy metals, i.e, the higher the dose, the higher the contents of residual heavy metals. This effect was higher in sandy soils. It was concluded that there was a residual effect of SS in comparison with MF with an increase in soil fertility, nutrition, productivity. Heavy metal contents did not showed soil pollution nor toxicity for eucalyptus