Orientadores: Meuris Gurgel Carlos da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T07:19:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sebok_CarlodeFaria_M.pdf: 10695101 bytes, checksum: ab11890fc45a6f76a4722b89c0f80eb0 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O crescente desenvolvimento tecnológico no meio de produção leva, inevitavelmente, à geração de resíduos que crescem em proporção e toxicidade à medida que a complexidade desses processos aumenta. Os metais pesados, em particular, por serem elementos altamente tóxicos e praticamente indestrutíveis, sob o ponto de vista químico, podem, em baixíssimas concentrações, ser prejudiciais tanto ao meio quanto à saúde humana em curto, médio ou longo prazo. Com o intuito de contribuir na área de tecnologia ambiental, o presente trabalho visou analisar a influência das misturas de metais de níquel, zinco e cobre, no processo de adsorção, com argila nacional em leito fixo. A argila do tipo bentonita, que se constitui em resíduo de mineração, proveniente da mineradora São Jorge de Ipubi em Pernambuco, foi utilizada como adsorvente no processo. O material foi preparado em dimensões adequadas à. fluídodinâmica do sistema e submetido à calcinação a 500°C, a fim de garantir estabilidade estruturai para operação em leito fixo. Ensaios de adsorção monocomponente foram realizados, de modo a analisar a concentração inicial e vazão, usando argila de 3,38mm de diâmetro médio de partícula. Foi feito então um estudo de mistura ftxando-se a vazão de alimentação em 5mL/min e o diâmetro médio de partícula em 0,545mm. Os ensaios foram inicialmente monocomponente a 90 ppm seguidos por misturas binária e ternária com concentração total de 90 ppm. A quantidade de adsorção total (Q) das misturas foi avaliada até o volume de solução necessário para a saturação na condição monocomponente. Efeitos de interação das misturas foram avaliados quanto a Q, Qy (quantidade útil de remoção) e ZTM (zona de transferência de massa). Em todos os casos a argila estudada apresentou maior afinidade em mistura na ordem: Cu>Zn>Ni. Foram propostos e avaliados modelos para ajuste de Qs Qu e ZTM, nas condições de mistura exploradas experimentalmente, tendo sido altamente preditivos para Q e Qu. No caso da ZTM houve forte evidência de ocorrência de falta de ajuste apesar da menor preditividade / Abstract: Continuous technological development leads inevitably to residue generation. These grow in volume and toxicity as the increase of industrial processes complexity grow. Due to their high toxicity and non biodegradability, heavy metals specifically can, in extremely low concentrations, be harmful to human health and the environment under any type of exposure. This research analyzed the influence of Nickel, Zinc and Copper mixtures in a fixed bed bentonite adsorption process and gathered new data for a greater understanding of this technology. Bentonite supplied from São Jorge of Ipubi's mine was used for the adsorption tests. It was prepared and classified in order to fit the fluid dynamic process. Heat treatment was found necessary to assure physical stability on the fixed bed set. Single component ionic metal adsorption study was carried out with 3.38 mm grain size bentonite to evaluate the feed flow and initial concentration influence on the metal removal. A mixture design was then set with feeding flow fixed at 5 mL/min and clay mean diameter at 0.545 mm. In mixture design experiments 90 ppm initial concentration single component solutions were done followed by 90 ppm total initial concentration of binary and tertiary multicomponent experiments. Total metal removal (Q) was calculated based on the metal volume required for clay saturation on the single component metal experiments. Binary and tertiary interactions were evaluated as well as the effects of metal mixtures on Q, Qu (breakthrough removal) and ZTM (mass transfer zone). In all cases bentonite pointed out greater affinity in mixture conditions following the order: Cu>Zn>Ni. Models were proposed and evaluated to fit the effects of the mixture conditions over the response variables evaluated (Q, Qu and ZTM) and a high predictability was found for Q and Qu- ZTM, despite presenting a lower predictability compared to the other two had no lack of fit whatsoever / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Marlene Aparecida Schiavinato, Sara Adrian Lopez de Andrade / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T17:24:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_LucasAnjos_M.pdf: 3027770 bytes, checksum: b8bcb5d45029d8dc57eac08831f2233d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O desenvolvimento de novas tecnologias, para exploração do meio ambiente, está intimamente relacionado ao aumento da poluição ambiental, principalmente por metais pesados (MPs). O mais preocupante é quando a contaminação por MPs ocorre em solos agriculturáveis e leva, conseqüentemente, à contaminação de animais e seres humanos. O Pb é um MP que é cumulativo nos organismos vivos e não possui nenhuma função fisiológica vital conhecida até o momento. Esse elemento está presente em baixas concentrações quando o solo não sofreu influência humana. Existe uma grande preocupação em recuperar áreas contaminadas com MPs, mas diversas técnicas empregadas são muito laboriosas e caras. Uma alternativa seria a utilização da técnica de fitorremediação, na qual se utiliza plantas com capacidade de absorver e acumular grandes quantidades do contaminante em seus tecidos para, posteriormente, coletá-las e estocá-las em locais seguros. De uma maneira geral a associação de plantas com fungos micorrízicos arbusculares (FMA) altera a fisiologia da planta e dessa maneira o potencial fitorremediador pode ser acentuado. O objetivo desse trabalho foi investigar como a associação com o FMA Glomus etunicatum pode influenciar o crescimento e o potencial fitorremediador de Canavalia gladiata, Stizolobium aterrimum e Calopogonium mucunoides em solo contaminado com chumbo. Esse experimento foi conduzido utilizando-se as 3 espécies de leguminosas herbáceas citadas acima, inoculadas ou não com FMA, crescendo em diferentes concentrações de Pb (0, 250, 500 e 1000 mg kg-1) adicionado sob a forma de acetato de chumbo. Observou-se que a germinação das sementes de nenhuma das espécies estudadas foi afetada pelo Pb no solo. No entanto, o crescimento da parte aérea e das raízes foi afetado diferentemente em cada uma dessas plantas, sendo C. mucunoides a que sofreu mais com a presença de Pb no solo. A micorrização teve um papel importante na tolerância de C. mucunoides ao Pb, enquanto que nas demais espécies tal efeito não foi observado. A micorrização favoreceu o acumulo de Pb em C. mucunoides e em C. gladiata mas não em S. aterrimum. Todas as espécies estudadas apresentaram potencial fitoestabilizador de Pb; C. mucunoides apresentou menor translocação de Pb para a parte aérea que C. gladiata e S. aterrimum. A micorrização se mostrou fundamental apenas para o desenvolvimento de C. mucunoides na presença de Pb / Abstract: The development of new technologies, to the exploration of environment, is intimately related with the increasing environmental pollution, mainly by heavy metals (HMs). This scenario can become more serious when the contamination by HMs involves agricultural soils and results in contamination of crops used in human consumption and it lead to the contamination of animals and human beings. Pb is a HM that is accumulative in the living organisms and it doesn't possess any vital physiological function known until the present. This element is present in the soil in low concentrations when the soil hasn't suffered human influences. There is a great concern in recovering polluted areas with HMs, but several employed techniques are very laborious and expensive. An alternative would be the utilization of the phytoremediation technique that involves the use of plants with capability to absorb and accumulate great amounts of the pollutant in their tissues to, afterward collect and store them in safe places. In a general maner the association of plants with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) alters plant's physiology and, thus the phytoremediation potential can be enhanced. The objective of this work has been to investigate how the association with the AMF Glomus etunicatum can influence the growth and the phytoremediation potential of Canavalia gladiata, Stizolobium aterrimum and Calopogonium mucunoides in a soil contaminated with lead. This experiment was carried out using the 3 species of herbaceous leguminous mentioned above, inoculated or uninoculated with AMF, growing in different Pb concentrations (0, 250, 500 e 1000 mg kg-1) added as lead acetate. It was observed that the seeds' germination of all the studied species was not affected by Pb in the soil. However the growth was affected differently in each one of the species where C. mucunoides was the one that suffered more with Pb in the soil. The mycorrhization had an important role in the tolerance of C. mucunoides to Pb while in the other species we haven't observed such effect. The mycorrhization favored the accumulation of Pb in C. gladiata and in C. mucunoides but not in S. aterrimum. All the studied plants presented phytostabilization; C. mucunoides presented lower translocation of Pb to aerial parts than C. gladiata and S. aterrimum. The mycorrhization demonstrated it self fundamental only to the development of C. mucunoides in the presence of Pb / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestre em Biologia Vegetal

Orientadores: Silvana Moreira, Ana Elisa Sirito de Vives / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T19:56:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faria_BrunaFernandade_M.pdf: 1377597 bytes, checksum: deab1af287e4ac2f8ed56f29f61ab45d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O crescimento populacional acompanhado de um aumento dos parques industriais trouxe alguns problemas a serem enfrentados por toda a sociedade, como a emissão de poluentes. As árvores registram em seu lenho reações às variáveis ambientais podendo assimilar e armazenar contaminantes de ação antropogênica. Para identificar e quantificar tais elementos pode-se realizar um estudo dos anéis de crescimento anuais. O presente trabalho teve como objetivo principal a determinação de contaminantes em uma seqüência de anéis de crescimento, previamente datados de árvores da espécie Copaífera langsdorfii (Copaíba), utilizando a Fluorescência de Raios X por Reflexão Total com Radiação Síncrotron (SR-TXRF) para a quantificação dos elementos presentes. O estudo foi realizado em uma área pertencente ao Jardim Botânico Municipal de Bauru, SP, local de provável contaminação por metais pesados devido à presença de indústrias de acumuladores de energia que utilizam chumbo em seu processo. A amostragem foi realizada em diferentes pontos (quatro sítios) ao redor da indústria com a finalidade de se verificar a dispersão dos poluentes. As concentrações de alguns elementos foram comparadas com os valores de referência e de alerta para solos estabelecidos pela CETESB, visto não haver legislação para amostras de madeira. Desta forma, foi verificado que para o chumbo, o valor de referência (17 µg.g-1) chegou a ser ultrapassado nos 3 sítios mais próximos da fábrica de baterias Ájax. No caso do Cr, o sítio mais próximo da indústria (220 m) a concentração média deste elemento ficou acima do valor de alerta (75 µg.g-1) em praticamente todos as amostras e o mesmo ocorreu para o segundo sítio localizado a 500 m da indústria. Para o outro local de amostragem, localizado a 1400 m da indústria, a concentração média do Cr ultrapassou até mesmo o valor de intervenção residencial (300 µg.g-1). Para o Ni o valor de alerta também foi atingido para alguns períodos para o local mais próximo da indústria, mas a tendência foi de uma diminuição da concentração média com o aumento da distância em relação à indústria. O Cu apresentou comportamento similar ao Ni. A concentração média de Cu foi superior ao valor de alerta (60 µg.g-1) para os locais mais próximos da fábrica de baterias, chegando até a atingir o valor de intervenção agrícola (200 µg.g-1). Pelos resultados obtidos, foi possível demonstrar que a Copaífera Langsdorff L pode ser usada como bioindicadora da contaminação ambiental e ainda que a indústria de baterias foi responsável pela contaminação ambiental local. A técnica de SR-TXRF apresentou limites de detecção na faixa de 90 ng.g-1 para Cu e 270 ng.g-1 para Pb, demonstrando sua potencialidade principalmente na análise de amostras de massa reduzida. / Abstract: The continuous population growth associated to an increase of the industrial parks brought some problems for the society, as the emission of pollutants. The tree rings register in its log the reactions to the environmental changes being able to assimilate and to store pollutants of anthropogenic origin. To identify and to quantify such elements an analysis of its annual rings were performed. The present work had as main objective the determination of the contamination in tree rings previously dated of Copaifera langsdorfii species using Synchrotron Radiation Total Reflection X-ray Fluorescence technique (SR-TXRF). This study was carried out in an area near to botanical garden of Bauru city (SP) site where occurred a probable contamination by heavy metals due to an energy accumulator plants that use lead in its process. The sampling was accomplished in different locations (four sites) around the industry in order to verify the dispersion of the pollutants. The concentrations of some elements were compared with reference and alert values for soils established by Brazilian legislation CETESB, since there isn't legislation for wood samples. For Pb the reference value (17 µg.g-1) was exceeded for the three sites closed to the industry. For the site nearest for the industry (220 m) the average concentration for Cr surpassed the alert value (75 µg.g-1) in the majority of the samples and the same fact was observed for the second site located to 500 m from the industry. And even for the site located to 1400 m faraway of the industry the average concentration exceed the residential intervention value (300 µg.g-1). For Ni the alert value was reached for some periods for the site nearest the industry, but was observed a tendency to decrease of the average concentration with the increase of the distance. For Cu the behavior was similar to Ni that is to say the average concentration reached the alert value (60 µg.g-1) for locations near to the industry. By the results was possible show that Copaífera Langsdorff L can be used as bioindicator of the environmental contamination and although the accumulator industry was responsible by local contamination. SR-TXRF technique presented detection limits in the range of 90 ng.g-1 for copper and 270 ng.g-1 for lead, demonstrating its potentiality mainly for samples with restrictive masses. / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2015-04-13T12:17:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 benone.pdf: 1736781 bytes, checksum: 15d12331eaeb3efd6f6a7c41316fe723 (MD5) Previous issue date: 2013-04-24 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The improper disposal of solid waste generated several environmental problems, including contamination of soil, contamination of water resources and public health. In this context, this study was conducted at the disposal of municipal solid waste Humaita-AM due to concern with manure/leachate generated, therefore, potential sources of contamination. In this sense, the objective was to evaluate the environmental impacts in an area of waste disposal evaluating the physical and chemical soil quality content waste landfill (IQAR) and water quality index (IQA). Different studies have been conducted: 1) Evaluation of physical and chemical soil in three areas Mata Native (N), Field Natural (C) and area Arrangement (D), where soil samples were collected at different depths, which were subjected to analyzes to evaluate soil physical (texture, bulk density, soil resistance to root penetration), and evaluation of soil (organic matter, phosphorus, potassium, calcium, magnesium, aluminum, arsenic, cadmium, mercury, lead , chromium, nickel), 2) Determination of the Index of Quality of Landfill Waste (IQAR), were performed, a checklist of the features of the site, structural and operating municipal landfill. and 3) determination of physical, chemical and bacteriological index and water quality of bodies of water nearby landfill. Mediate the information generated in this study has shown that the nature of the silty soil is not suitable for solid waste disposal, and evaluation of physical attributes indicated higher compaction disposal area (D). The chemical evaluation enabled us to verify the low soil fertility in the three areas, in relation to heavy metals in the soil most of the elements studied were lower than the limits established by Cetesb (2005). The IQAR resulted in 1.43 which classifies it as a dump to open in inadequate conditions. The results of water analyzes found that heavy metals, coliform, total nitrogen, turbidity, color, total dissolved solids are according to the maximum allowed by CONAMA Resolution 357/05 for fresh water rivers of class 2. The Water Quality Index (IQA) at point P1 proved to be good with 65% at P2 and also proved to be good with 59%, studies have revealed the quality as good probably due to the influence of the area of solid waste disposal and mainly due to influence of solids and fecal coliform. / A disposição inadequada de resíduos sólidos urbanos gera vários problemas ambientais, incluindo riscos de contaminação dos solos, contaminação dos recursos hídricos e à saúde pública. Diante deste contexto, o presente estudo foi realizado na área de disposição de resíduos sólidos urbanos de Humaitá-AM, devido à preocupação com o chorume/lixiviado gerado, portanto, fontes potenciais de contaminação. Neste sentido, o objetivo foi avaliar os impactos ambientais em uma área de disposição de resíduos avaliando-se os atributos físicos e químicos do solo, índice da qualidade de aterros de resíduos (IQAR) e índice de qualidade da água (IQA). Foram realizados estudos diferenciados: 1) Avaliação dos atributos físicos e químicos do solo em três áreas: Mata Nativa (N), Campo Natural (C) e Área de Disposição (D), onde foram coletadas amostras de solos em diferentes profundidades, as quais foram submetidas às análises para avaliação física do solo (textura, densidade do solo, resistência do solo à penetração de raízes) e avaliação química do solo (matéria orgânica, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, alumínio, arsênio, cádmio, mercúrio, chumbo, cromo, níquel); 2) Determinação do Índice da Qualidade de Aterros de Resíduos (IQAR): foi realizado um check list das características do local, estruturais e operacionais do lixão municipal; 3) Determinação dos parâmetros físicos, químicos e bacteriológicos e índice de qualidade da água dos corpos d águas nas proximidades do lixão. Mediante as informações geradas nesse trabalho foi possível verificar que a natureza siltosa do solo não é adequada para disposição de resíduos sólidos e a avaliação dos atributos físicos indicou maior compactação da área de disposição (D). A avaliação química possibilitou verificar a baixa fertilidade do solo nas três áreas, em relação aos metais pesados no solo, a maioria dos elementos estudados apresentou valores inferiores aos limites estabelecidos pela CETESB (2005). O IQAR resultou em 1,43 sendo classificado como um lixão a céu aberto em condições inadequadas. Os resultados das análises de água constataram que os metais pesados, coliformes, nitrogênio total, turbidez, cor, sólidos totais dissolvidos encontram-se de acordo com os valores máximos permitidos pela Resolução do CONAMA 357/05 para rios de águas doce de classe 2. O Índice de Qualidade da Água no ponto P1 mostrou-se boa com 65 % e no ponto P2 mostrou-se também boa com 59 %, os estudos revelaram a qualidade como boa provavelmente devido à influência da área de disposição de resíduos sólidos e principalmente devido à influência dos sólidos totais e coliformes termotolerantes.

O cádmio (Cd) é um metal pesado encontrado naturalmente no meio ambiente em níveis da ordem de 0,5 mg.L-1. No entanto, atividades humanas têm aumentado sua concentração na biosfera, por meio de efluentes industriais não tratados. Essa elevação pode causar estresse oxidativo nas plantas, conferindo aberrações cromossômicas, danos ao DNA e alterações nos microtúbulos das células. Pesquisas têm avaliado os efeitos do Cd em diversas espécies de plantas. Entretanto, o tomateiro ainda não tem sido alvo de tais pesquisas mesmo sendo considerada uma planta modelo em outras áreas. Dessa forma, justifica-se a condução de experimentos que avaliem a genotoxicidade do Cd nesta espécie através de abordagens baseadas na citogenética. Este estudo foi conduzido para avaliar efeitos genotóxicos do Cd em células meristemáticas de raízes de tomateiro do cultivar Micro-Tom através da investigação de aberrações cromossômicas, grau de danos causados ao DNA e anormalidades das fibras do fuso mitótico e do citoesqueleto. Evidenciou-se que a partir da dose mínima de Cd empregada (variou de 0,018 a 13 mg.L-1), foram observadas aberrações cromossômicas, tais como quebras, perdas, adesões e pontes. Ainda empregando-se as mesmas doses de Cd, constataram-se danos ao DNA por meio do ensaio de cometa. Porém, de acordo com a dose de 3,7 mg.L-1 de Cd, os microtúbulos de ?-tubulinas sofreram modificações em sua estrutura que alteram a organização do citoesqueleto celular, do fuso mitótico e da citocinese. Em geral, o tomateiro apresentou sensibilidade em baixas concentrações de Cd, o que possibilita considerá-lo como uma importante planta modelo com potencial para estudos de genotoxicidade aplicados ao monitoramento ambiental e testes de compostos tóxicos. / Cadmium (Cd) is a heavy metal found naturally in the environment at low levels (around 0.5 mg.L-1). Some human activities have increased its concentration in the biosphere due to untreated industrial effluents. This increase may induce oxidative stress in plants and potentially causing chromosomal aberrations, DNA damage and changes in the cell microtubules. Researchers have evaluated the Cd effects in several plant species. However, tomato has not been the target of these researches even though it is considered as a plant model in others areas. Therefore, experiments are needed to assess the genotoxicity of Cd in this plant species through cytogenetical approaches. The present work was carried out to assess the Cd genotoxic effects on root-meristem cells of Micro-Tom based on chromosomal aberrations, DNA damage and abnormal mitotic spindle fibers and cytoskeleton. Low Cd concentrations (ranging from 0.018 to 13 mg.L-1) were able to induce chromosomal aberrations such as breaks, losses, stickiness and bridges. At the same concentrations, DNA damage was evidenced using the comet assay. Concentrations of 3.7 mg.L-1 Cd induced structural modifications of the microtubules of ?-tubulin that altered the organization of the cytoskeleton, the mitotic spindle fibers and cytokinesis. In general, tomato presented sensitivity to low concentrations of Cd. These results suggest that tomato is also a good model for studies of genotoxicity to be applied on environmental monitoring and toxic compounds assays.

Este tese de doutoramento versa sobre o estudo de estabilidade e caracterização de amostras de sedimentos de fundo fluviais de um ambiente contaminado, o Rio Tietê, São Paulo, Brasil. O trecho escolhido é considerado altamente contaminado, entre os reservatórios de Pirapora do Bom Jesus e de Barra Bonita, num total de 260 Km. Dez estações amostrais foram realizadas. As amostras foram mantidas a 4°C, na ausência de luz e sob atmosfera de nitrogênio. O estudo de estabilidade, realizado através de medidas mensais de potencial redox e de pH, durante um período de dois anos, indicou que as condições de estocagem utilizadas reproduzem de modo muito satisfatório as condições originais de amostragem. Os valores de potencial redox mostraram que a maioria das amostras são anóxidas. Foi desenvolvida uma metodologia simples e precisa para a determinação de sulfeto ácido volátil (SAV). Os resultados indicam níveis muito elevados no reservatório de Pirapora (450 µmol/g) e muito menores em Barra Bonita (3,2 µmol/g). Foi observada uma forte correlação entre o potencial redox (EH) e (pS) (0,9930), sugerindo que o par redox Sn2-/S0 controla o potencial redox no trecho anóxido. Os resultados de carbono orgânico indicam um elevado consumo de matéria orgânica nas condições anóxidas. Ácidos húmicos isolados de algumas amostras indicaram uma relação C/H e C/N típica de substâncias húmicas de solo. Com relação à presença de metais pesados, foram encontrados níveis elevados em Pirapora, superiores aos de folhelho médio: (Cu, 167 ppm; Cr, 206 ppm; Pb, 259 ppm; Cd, 7,4 ppm; Zn, 573 ppm; Ni, 130 ppm; Fe, 6,3%; Mn; 167 ppm). Em Barra Bonita os resultados foram semelhantes aos de folhelho médio, não indicando haver contaminação por metais pesados neste ponto. Os resultados percentuais de metais potencialmente biodisponíveis, que indicam contaminação recente, revelaram que Pirapora é uma fonte potencial de contaminação para Cu (73%); Pb(41%); Cd (53%) e Ni (81%). A comparação destes resultados com o método de extração sequencial possibilitam inferir que embora o ambiente seja anóxido e sulfídrico, esses metais estão na forma de complexos lábeis e solúveis, como polissulfetos, contrariando as solubilidades de equilíbrio dadas pelos valores de constantes de solubilidade. As análises granulométricas indicaram a presença de uma elevada fração de silte e argila em Pirapora, sugerindo que o sedimento de Pirapora tem um importante papel na redistribuição dos metais à coluna d\'água. A microscopia eletrônica de varredura sugeriu contaminação nas amostras de Pirapora por metais pesados. O método de extração sequencial indicou que os metais contaminantes estão associados preferencialmente às frações facilmente redutível, moderadamente redutível, e de sulfetos e matéria orgânica. / The aim of this doctor thesis is the study of stability and characterization of depth fluvial sediments samples from a contaminated environment, Tietê River, São Paulo, Brazil. The interval choose was the most contaminated one, between Pirapora and Barra Bonita reservoirs, in a distance of 260 Km. Ten sampling stations were done.The samples were keep at 4°C, in the dark and under nitrogen atmosphere, the stability study, carried out under mensal measurements of EH and pH, in the time of 2 years, indicated that sampling conditions adopted reproduced very simillary the original sampling conditions. The EH values showed that the environment is anoxic. It was develop a realibility and simple methodology to the determination of AVS. The results indicates high levels of AVS in the Pirapora reservoir (450 µmol/g) and so smaller in Barra Bonita reservoir (3,2 µmol/g ). A strong correlation was observed between EH and pS (0,9930), suggests that the redox pair Sn2-/ S0 controls the redox potential in the anoxic zone of the river. The organic carbon indicates a strongly consumption of the organic matter in anoxic conditions. Some samples of isolated humic acids indicated a tipical C/H and C/N ratio founded in soils. As despite to heavy metals contamination, high levels were found in Pirapora reservoir, greather as average shale: (Cu, 167 ppm; Cr, 206 ppm; Pb, 259 ppm; Cd, 7,4 ppm; Zn, 573 ppm; Ni, 130 ppm; Mn; 167 ppm; Fe, 6,3%). In the Barra Bonita reservoir, the levels were simmillary as the average shale, and consequently, do not contaminated. the percentual results of bioavailable potentially metals, that represents recent contamination, indicates that Pirapora reservoir is a hot spot to contamination the water column to Cu (73%); Pb(41 %); Cd (53%) e Ni (81 %). The comparison between this results and sequential extraction methods one, can be inferred that although the environment are anoxic and sulfidic, heavy metals are as solubles labile polysulphide complexes, in oppositioning to solubility of sulfide salts given as solubility constants theoretical values. The grain size analysis indicates a significant silte and clay fractions in Pirapora, suggests that the sediments play an important role in redistribuition of heavy metals to the water column. The scanning electronic microscopy shows a heavy metals contamination in Pirapora sediments. The sequential extraction method indicates that metals contaminants are preferentially distribuited in easily reducible, moderately reducible and sulfidic and organic fractions

Esta dissertação descreve o uso de técnicas eletroanalíticas em fluxo no estudo da adsorção de Cd(II), Pb(II) e Cu(II) em vermiculita visando tratamento alternativo para efluentes da indústria de tintas. O estudo indicou que na faixa de pH entre 4 e 6 não há diferença entre a utilização de vermiculita expandida ou não-expandida na remoção dos íons. Observou-se que nos pH\'s avaliados o tempo de interação de 180 minutos foi suficiente para que o sistema atingisse o equilíbrio. Pode-se afirmar que a vermiculita não expandida apresenta as seguintes ordens de afinidade pelo cátions considerados: pH 4: Cu(II) < Cd(II) < Pb(II); pH 5: Cu(II) ? Cd(II) < Pb(II); pH 6: Cd(II) < Cu(II) < Pb(II). Nas condições de trabalho, os ensaios envolvendo a coluna de vermiculita não evidenciaram uma melhor capacidade de extração dos íons estudados frente ao sistema de extração em batelada. Percentuais de extração da ordem de 76% em amostra de efluente no sistema em batelada reforçam a viabilidade do uso da vermiculita como adsorvente destes metais. Um método SIA-ASV (análise por injeção seqüencial - voltametria de redissolução anódica) foi proposto e validado. Para um tempo de deposição de 80 s e vazão de 10 µLs-1, os limites de detecção foram 0,06, 0,09 e 0,16 µmolL-1 para Cd, Pb e Cu, respectivamente, além de apresentar uma faixa linear de trabalho entre 0,2 e 9,0 µmolL-1. / This dissertation describes the use of flow electroanalytical techniques to study the adsorption of Cd(II), Pb(II) and Cu(II) onto vermiculite aiming an alternative treatment of wastewater from coatings industry. The study indicated that under pH range from 4 to 6 there is no difference on using expanded or not expanded vermiculite for removal of ions. It was also observed that at any evaluated pH, a 180 minutes interaction time was long enough to allow the system reach equilibrium. It\'s possible to state that non-expanded vermiculite presents the following affinity orders by the studied ions: pH 4: Cu(II) < Cd(II) < Pb(II); pH 5: Cu(II) ? Cd(II) < Pb(II); pH 6: Cd(II) < Cu(II) < Pb(II). At working conditions, tests involving vermiculite columns didn\'t show a better performance on extracting these ions when faced to batch extraction systems. Extraction percentuals of about 76% were obtained using a sample of coatings industry wastewater, reinforcing the viability of the use of vermiculite as an adsorbent of these metals. A SIA-ASV (sequential injection analysis - anodic stripping voltammetry) method was proposed and validated. For a deposition time of 80 s and a flow rate of 10 µL s-1, detection limits were 0.06, 0.09 and 0.16 µmol L-1 to Cd, Pb and Cu, respectively; a linear working range, between 0.2 and 9.0 µmol L-1 was also determined.

While contaminated food products are known to be a leading source of exposure to potentially toxic elements (PTEs), for the general population, few studies have been carried out to examine PTEs levels in soils and plants in wet tropical regions such as Brazil. While the most commonly used index for estimating PTEs accumulation in vegetables and the subsequent exposure to humans who eat them is the bioconcentration factor (BCF) - the ratio between the concentration of metals in the edible portions of produce and their total concentration in soils - the BCF does not provide an adequate description of soil-to-plant metal transfers. A better understanding of such transfers requires information about the soil attributes that influence the availability of PTEs to plants. The state of São Paulo (SP) is the largest consumer of vegetables in Brazil, as well as the largest and most diversified producer. Studies are therefore needed on PTEs concentrations in soils and vegetables, in order to assess their quality under guidelines established by Brazilian legislation. It is likewise crucial to establish critical limits of these elements in soils, via models that assess risks to human health, based on data that reflect current conditions in the soils of São Paulo. The objectives in this study were: (i) to characterize and to evaluate the relations between the concentrations of Cd, Cu, Ni, Pb and Zn in soils and in vegetables from the \"Green Belt\" of the state of São Paulo, Brazil, taking the limits established by legislation into account; (ii) to develop empiric models to derive appropriate soil screening values and to provide an accurate risk assessment for tropical regions; (iii) to develop proposals for improved human health-based screening values for Cd, Cu, Ni, Pb and Zn in São Paulo soils, using soil - vegetable relations. With the exception of Cd, there was a positive correlation between pseudototais and bioavailable contents of PTEs. Cd and Pb content in plants, moreover, not significantly correlated with any of the variables studied. All models of random forests and trees were good predictors of results generated from a regression model and provided useful information about which covariates were important to forecast only for the zinc concentration in the plant. The soil-plant transfer models proposed in this study had a good performance and are useful for eight of the ten combinations (five metals versus two species). SP data combined with NL data for Cd in lettuce and for Ni and Zn in lettuce and in carrot when pH, organic carbon - OC and clay contents were included in the model. Including such soil properties results in improved relations between PTEs concentrations in soils and in vegetables to derive appropriate screening values for SP State. The model in which pH, OC and clay contents were included gave the most useful results with SP and NL data set combined for Cu, Pb, Zn in lettuce and for Cd and Cu in carrot. Our setup did not work for Ni and for Pb in carrot because the data models gave an inconsistent result and the combination of datasets did not or insufficiently improve the results. / Uma das principais vias de exposição de elementos potencialmente tóxicos (EPT) para a maioria da população é por meio da ingestão de alimentos, mas poucos são os estudos relacionados às concentrações de EPTs em solos e em vegetais de regiões tropicais úmidas, sobretudo no Brasil. O índice mais comumente utilizado para estimar o acúmulo de EPTs em vegetais e a subsequente exposição humana pelo consumo de vegetais é o fator de bioconcentração (BCF), que é a razão entre a concentração de metais em partes comestíveis de hortaliças e da concentração total do metal no solo. Porém, o BCF não descreve adequadamente a transferência solo-planta de metais. Assim, a utilização de relações envolvendo os principais atributos dos solos que influenciam a disponibilidade dos EPTs às plantas pode explicar com mais detalhe as relações solo-planta. O estado de São Paulo é o maior mercado consumidor, além de ser o maior e mais diversificado produtor olerícola no Brasil. Assim, são necessárias pesquisas referentes às concentrações de metais pesados em solos e hortaliças, para avaliação da qualidade dos mesmos em relação aos limites estabelecidos pela legislação. Os objetivos neste trabalho foram: (i) caracterizar e avaliar as relações solo-planta entre as concentrações de Cd, Cu, Ni, Pb e Zn em solos e olerícolas de folhas e raiz no estado de São Paulo, tendo em vista os limites estabelecidos pela legislação; (ii) desenvolver modelos empíricos para poder derivar adequados limites críticos do solo e fornecer uma avaliação de risco precisa para regiões tropicais; (iii) desenvolver propostas para melhorar os limites críticos baseados na saúde humana para Cd, Cu, Ni, Pb e Zn em solos de São Paulo, utilizando relações solo-planta adequadas para as condições tropicais. Com exceção do Cd, houve correlação positiva entre os teores pseudototais e biodisponíveis dos EPTs. Os teores de Cd e de Pb nas plantas, por outro lado, não correlacionaram significativamente com nenhuma das variáveis estudadas. Os modelos de florestas aleatórias e árvores foram bons preditores de resultados gerados a partir de um modelo de regressão e forneceram informações úteis sobre quais covariáveis foram importantes para previsão apenas para o teor de Zn na planta. A aplicação de modelos de transferência solo-planta proposto neste estudo tiveram bom desempenho e foram úteis para oito das dez combinações (cinco metais contra duas espécies). O conjunto de resultados de SP pode ser combinado com o da Holanda usando o modelo em que se incluem pH, teor de carbono orgânico - CO e teor de argila para Cd em alface e para Ni e Zn na alface e na cenoura. O modelo foi mais eficiente com os conjunto de resultados combinados para Cu, Pb, Zn, em alface e para Cd e Cu na cenoura. A abordagem não foi eficiente para Ni e para Pb em cenoura, com resultados incoerentes para os conjuntos de resultados combindados ou separados, para os quatro modelos testados.

A baía de Sepetiba, localizada a 60 km na direção Oeste da região metropolitana do Rio de Janeiro, vem sendo submetida, nas últimas décadas, a um considerável desenvolvimento populacional e industrial, contando hoje com aproximadamente 400 indústrias (em sua maioria metalúrgicas) instaladas nas bacias de drenagem da baía, as quais lançam seus resíduos diretamente na baía ou nos corpos d'água da região. Além disso, o Porto de Sepetiba trouxe muitos investimentos industriais para a área. Toda esta expansão industrial e urbana resultou em uma série de impactos ambientais, devido ao lançamento de efluentes domésticos e industriais, os quais são ricos em metais pesados e outras substâncias potencialmente tóxicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a contaminação e mobilidade dos metais Cd, Cu, Ni, Pb e Zn, em sedimentos da baía de Sepetiba. Foram determinados os Sulfetos Voláteis em Ácido (AVS) e os Metais Extraídos Simultaneamente (SEM) em 65 amostras de sedimentos, coletadas de modo a cobrir toda a área da baía. Os resultados obtidos na extração ácida mostraram que os metais Cd, Cu, Pb e Zn apresentaram as mais altas concentrações extraíveis na região NE (principalmente na saídas dos rios Guandu e Canal de São Francisco), enquanto que as mais altas concentrações de Ni foram observadas na porção Oeste da baía. A comparação dos valores dos SEM com os valores guias de qualidade de sedimento (VGQS) canadenses (TEL e PEL) indicou que os metais Cd e Zn apresentaram teores nos quais é freqüente a ocorrência de efeitos negativos à biota (valores acima do PEL); já os metais Cu e Pb e Ni apresentaram concentrações que indicam uma baixa probabilidade de ocorrência de efeitos adversos aos organismos aquáticos de Sepetiba. Por outro lado, a razão S[SEM]/[AVS], ficou abaixo de 1 na porção NE, sugerindo que, apesar das altas concentrações dos metais na região, estes estão retidos no sedimento, na forma de sulfetos. Foram também determinadas as concentrações totais dos metais nos sedimentos, e observou-se que o padrão de distribuição das concentrações totais seguiu o mesmo padrão observado para os SEM, com as mais altas concentrações na porção NE da baía, classificando a área como nivel 2, com relação ao Zn, e como nível 1, com relação aos metais Cd, Cu, Pb e Ni, de acordo com a Resolução CONAMA 344/04. Apresenta-se um modelo geoestatístico, o modelo de atenuação das concentrações, que tem como proposta estimar a mobilidade de um elemento nos sedimentos. O modelo proposto mostrou os mais altos valores de atenuação para Zn, Cd, Cu e Pb na região NE, indicando que a mobilidade destes metais na região é baixa, o que está de acordo com as conclusões obtidas com o modelo S[SEM]/[AVS], indicando boas possibilidades de aplicação do modelo em estudos de contaminação de sistemas estuarinos por metais. / Sepetiba bay, located about 60 km west of the metropolitan region of Rio de Janeiro city, has undergone notable development in the last decades, with the establishment of about 400 industrial plants in its basin, basically metallurgical, which release its industrial waste either straight into the bay or through local rivers. The Sepetiba harbor also brought up a lot of industrial investment in that area. This urban and industrial expansion caused several environmental impacts, mainly due to the presence of heavy metals and other potentially toxic substances present in the effluents discharged into the bay. This work aimed to assess heavy metal (Cd, Cu, Ni, Pb e Zn) contamination and mobility in sediments from Sepetiba bay. The acid-volatile sulfides (AVS) and the concentration of simultaneously extracted metals (S[SEM) were determined in 65 sediment samples from Sepetiba bay, representing the whole area. The results obtained showed that Cd, Cu, Pb and Zn presented higher concentrations in the northeastern area (mainly in the mouth of Guandu and Canal de São Francisco rivers), while the highest concentration of Ni were observed in the western region of the bay. The comparison between SEM concentrations with the Canadian Sediment Quality Guidelines (TEL and PEL) indicated that Cd and Zn presented values which may hazard to aquatic organisms (concentration levels above PEL); the elements Cu, Pb and Ni presented concentration levels below PEL, suggesting low probability of toxicological effects to the aquatic organisms. On the other hand, the ratio S[SEM]/[AVS] was below 1 in the northeastern region, indicating that, in spite of the high concentration of the analyzed metals in this area, they are trapped in the sediment, as sulfides. The total metal concentrations in the sediments were also determined and the same distribution pattern obtained for the SEM were observed, with high concentrations in the northeastern region of the bay, classifying the area as level 2, for Zn, and as level 1, for Cd, Cu, Pb and Ni, according to the CONAMA 344/04 act. A geostatiscal approach is presented, the attenuation of concentrations model, which aims to estimate metal mobility in sediments. The proposed model showed the highest attenuation values for Zn, Cd, Cu and Pb in the northeastern region, indicating that the mobility of these metals is low in this region, suggesting low availability, which is in good agreement with the results obtained by the S[SEM]/[AVS] model. These results indicate good possibilities of applying this model in metal contamination studies in estuarine ecosystems.

Este trabalho teve como objetivos principais a caracterização da mina de turfa de Eugênio de Melo, localizada no Estado de São Paulo, região do Vale do Rio Paraíba do Sul, bem como uma amostra representativa do seu minério. Esta amostra foi testada sob duas condições – in natura e tratada com ácido clorídrico – como adsorvente de metais pesados visando a aplicação do minério em processos de tratamento de efluentes líquidos. Adotaram-se como estudos de caso lixívias obtidas a partir de resíduos da mineração de sulfetos de chumbo e metais associados existentes na região do alto curso do Rio Ribeira de Iguape, geradas em laboratório. Tais depósitos encontram-se sob a forma de extensos corpos às margens de importantes drenagens, circunscritas à região de Adrianópolis (PR). A possibilidade de liberação dos metais pesados presentes nestes depósitos para o ambiente foi avaliada através de estudos granulométricos, mineralógicos e químicos de uma coluna amostrada num destes depósitos. Os teores dos metais presentes nas lixívias enquadraram-nas como não passíveis de descarte para o ambiente sem tratamento prévio, segundo a legislação estadual e federal que regem o assunto. Os resíduos da mineração aqui estudados, compreendendo rejeitos das plantas de concentração mineral e escórias de uma unidade de metalurgia, foram caracterizados como Classe I (perigosos) de acordo com metodologia adotada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas. A capacidade adsortiva da turfa para 5 dos metais presentes nas lixívias foi avaliada através de experimentos de equilíbrio, conduzidos em batelada, em sistemas de componente único. Os dados obtidos apresentaram ajuste ao modelo cinético de Langmuir. A afinidade química da turfa revelou-se mais forte para chumbo, cobre e cádmio, e mais reduzida para zinco e manganês. Cálcio e magnésio, provenientes dos metadolomitos hospedeiros das mineralizações sulfetadas, apresentam-se em grande quantidade nas lixívias e foram caracterizados como elementos interferentes no processo adsortivo, que se mostrou, também, influenciado pelo pH e temperatura de realização dos ensaios. As lixívias foram submetidas a 5 ciclos sucessivos de contato com a turfa para se avaliar a eficiência do processo adsortivo em enquadrá-las à legislação ambiental de descarte. Nesta simulação de tratamento de efluentes por bateladas, em situação de adsorção competitiva, a turfa revelou-se um bom adsorvedor para chumbo e cobre. Seu modesto desempenho relativamente a cádmio, zinco e manganês posiciona-a como insumo adequado a processos de descontaminação de efluentes líquidos preferencialmente após etapa de tratamento primário. / This work has as main objectives the characterization of the Eugênio de Melo peat mine, located in the Paraíba do Sul River Valley, State of São Paulo, as well as a representative sample of its ore. This sample was tested as an absorbent material in two conditions – both in natura and treated with hydrochloric acid – in order to assess its use in liquid effluent treatment process. It were adopted as case studies lab generated leaches obtained from mining residues of lead and associated metals sulfides present at the upper course of the Ribeira do Iguape River region, accumulated as huge deposits close to important drainages, near the Adrianópolis (PR) region. The possibility of the heavy metals’ environmental release from those deposits was assessed through grain size distribution, mineralogical and chemical approaches. These studies were led in a vertical profile surveyed in a specified deposit. The leaches’ heavy metal contents surpass the limits set by both state and federal environmental permits, so they are not allowed for discharge to the environment without prior treatment. The mining residues studied here – mining wastes and metallurgical slags – were characterized as Type I (perilous material) according to Brazilian Guidelines for Residues Classification set by Brazilian Association for Technical Standards. The peat’s adsorptive capacity was assessed for 5 of the heavy metals present in the leaches by means of batch equilibrium essays conducted in single component systems. The data of these experiments fitted to Langmuir’s kinetic model. The chemical affinity of the peat was stronger for lead, copper and cadmium, and weaker for zinc and manganese. Calcium and magnesium derived from metadolomites that hosts sulfide mineralization are in great amount in the leaches. They were identified as interferential constituents to the adsorptive process, which are also affected by the pH and temperature of the assays. The leaches were undergone to 5 cycles of contact with peat in order to assess if the adsorptive process fit them to the legal discharge environmental standards. In this simulation of batch effluent treatment by means of competitive adsorption, the peat revealed itself as a good adsorbent for both lead and copper. The weak adsorptive performance for cadmium, zinc and manganese ranked peat only as a qualified supplies to remediation process entailing liquid effluents, preferably after primary treatment process.