Orientador: Arsênio Oswaldo Sevá Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T07:41:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kalinowski_LucianaMaria_D.pdf: 117728743 bytes, checksum: a999a79c39a08a930f90ef57911f5129 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Para reavaliar o conhecimento sobre a região do rio Ribeira do Iguape foram compilados os aspectos históricos de sua ocupação humana, desde a era colonial até as principais atividades econômicas atuais. Esta região também abriga extensas áreas ainda preservadas dos biomas Mata Atlântica e Estuários/Manguezais dentro de Unidades de Conservação estaduais e federais, e a presença de grupos de populações tradicionais, como pescadores, agricultores familiares, índios e quilombolas. Para uma avaliação crítica dessa situação regional foram realçados aspectos divergentes, e às vezes conflitivos, dessa coexistência de grupos humanos e atividades econômicas, destacando a construção de várias usinas hidrelétricas nos afluentes do rio Ribeira e de alguns projetos de novas usinas. Com o apoio conceitual de uma revisão de autores selecionados, foram analisados dois principais casos de hidrelétricas na região: 1) o Sistema Capivari-Cachoeira, baseado numa transposição de vazões entre a bacia do Ribeira e a bacia litorânea paranaense, que recebeu do IAP, em 2000, a renovação da licença de operação, mesmo sem considerar os problemas a jusante da barragem e do canal de fuga da usina; e 2) o projeto da usina de Tijuco Alto, que juntamente com as usinas da bacia do rio Juquiá (SP), supririam a indústria de alumínio da CBA (Votorantim), localizada em Alumínio (SP), e que enfrenta mais de 20 anos de resistência persistente de grupos de moradores locais e entidades de defesa ambiental. Foram identificadas diversas falhas e lacunas no EIA do empreendimento, e o longo processo de licenciamento causou graves conseqüências ambientais e sociais, contribuindo para o empobrecimento dos moradores e da região, desestruturando sua frágil economia. Esta região precisa resolver a falta de regularização fundiária, e necessita de programas e projetos que visem o desenvolvimento social e a preservação ecológica. Mesmo abrigando grandes reservas minerais e tendo sido explorada por vários séculos, a indústria de mineração não conseguiu desenvolver economicamente a região, e assim como com a instalação e operação de hidrelétricas, são causadoras de problemas ambientais, sociais e conflitos / Abstract: In order to reassess the knowledge about the region of Ribeira do Iguape river, the historical aspects of its process of human occupation were compiled, from colonial times to the beginnings of its present-day main economic activities. This region also contains extensive preserved areas with Estuary/Mangroves and Atlantic Forest biomes in federal and state Conservation Units, and groups of traditional populations such as fishermen, family farmers, indians, and Afro-Brazilians, descendants of quilombolas. In order to present a critical appraisal of the region's situation, several diverging and sometimes conflicting features of this coexistence of human groups and economic activities have been pointed out, with prominence to the construction of several hydropower plants on the tributaries of Ribeira river and to some projects for building new plants. With the conceptual support of a review of selected authors, the cases of the two main hydropower plants in the region were analysed: 1) the Capivari-Cachoeira System, based on a flow derivation between the Ribeira basin and the coastal basin of Paraná state, which had its license renewed by IAP in 2000, in spite of the problems affecting the region below the dam and the plant's escape channel; and 2) the project of Tijuco Alto plant, which, together with the other plants of the Juquiá basin (SP), would supply the aluminium plant of CBA (Votorantim), localized in Alumínio (SP), and which has been facing for more than 20 years the persistent opposition of groups of local inhabitants and of environmental entities. Several flaws and omissions were identified in the enterprise's EIA - Environmental Impact Assessment, and the long licensing process entailed grave environmental and social consequences, contributing to the impoverishment of inhabitants and the region, disrupting its fragile economy. The region must find solutions for its lack of agrarian regularization and needs programs and projects aimed at its social development and environmental conservation. Even though it contains great mineral and having been exploited for centuries, the mining industry has not been able to bring economic development to the region, and as with the installation and operation of hydropower plants, are both cause of environmental, social problems and conflicts / Doutorado / Planejamento de Sistemas Energeticos / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-04-25T18:18:29Z No. of bitstreams: 1 Tese Eduardo Almeida.pdf: 4456269 bytes, checksum: b74d643c3c7aec835392881bd8989cce (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-25T18:18:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Eduardo Almeida.pdf: 4456269 bytes, checksum: b74d643c3c7aec835392881bd8989cce (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / O caranguejo uçá (Ucides cordatus) é típico de manguezais, tendo importante papel na ciclagem de nutrientes. Apresenta desenvolvimento indireto e a fêmea transporta os ovos por cerca de um mês, havendo em seguida, fase larval planctônica. Poucos estudos tratam da transferência de elementos-traço das fêmeas para os embriões ou do meio para estes. Trabalhos sobre a contaminação das fêmeas são escassos e até o momento, nenhum abordou a contaminação em embriões e larvas de U. cordatus. O objetivo do presente estudo foi analisar a concentração de elementos-traço em fêmeas, ovos em diferentes estágios e larvas recém-eclodidas de duas populações do sudeste do Brasil (baía de Guanabara e Rio Paraíba do Sul). Também objetivou avaliar se o ciclo reprodutivo da espécie pode resultar em exportação de elementos-traço dos manguezais para a costa adjacente. Por fim, foram analisados o δ13C, δ15N e a razão N/C nas fêmeas. Através de coleta manual, fêmeas ovígeras foram obtidas nos verões de 2012, 2013 e 2014. Parte delas foi levada para aquários de desova, onde foram obtidas as larvas recém-eclodidas. Em laboratório, tecidos, ovos e larvas foram congelados e depois liofilizados e digeridos em ácido nítrico suprapuro, com auxílio de micro-ondas. Concentrações de elementos traço foram obtidas em ICP-MS. Foram analisadas fêmeas com largura da carapaça entre 5,5 e 7,9 cm. A fecundidade foi semelhante nas duas áreas de estudo (média > 110.000 ovos.fêmea-1). A análise de δ13C demonstrou diferenças significativas entre as populações. Apesar disso, os dados apontaram folhas de mangue como principal item alimentar. Os valores de δ15N foram acima do esperado para o nível trófico da espécie. Nas fêmeas, as maiores concentrações de Cu, Cr, Cd e As foram observadas nas brânquias, principalmente anteriores. Níquel foi mais concentrado no hepatopâncreas, enquanto Zn foi mais concentrado em músculos e hepatopâncreas. Fêmeas do Rio Paraíba do Sul apresentaram maiores níveis de contaminação, em especial de Mn, Cr, Cu, Cd e Ba. Tal tendência foi coerente com os níveis observados em sedimentos superficiais e com dados de biodisponibilidade citados na literatura. Em comparação com estágios iniciais dos ovos e larvas recém-eclodidas, as concentrações de V, Cr, Ni e Pb foram maiores em ovos no estágio final de desenvolvimento, indicando que a casca do ovo previne o contato do embrião com certos elementos-traço. As concentrações de Cd e Ni foram maiores no hepatopâncreas das fêmeas do que em ovos e larvas. Por outro lado, os elementos V, Zn, As e Pb foram mais concentrados nas larvas. Os resultados do presente estudo corroboraram as vias de contaminação de embriões postuladas em trabalhos com outras espécies: 1. Transferência de elementos-traço das fêmeas para os ovos, durante sua formação; e 2. Absorção de elementos-traço do meio circundante durante o desenvolvimento embrionário. Considerando as concentrações em larvas e a quantidade de larvas liberadas nas desovas, pode-se afirmar que o ciclo reprodutivo da espécie resulta na transferência de elementos-traço do bentos para o ambiente pelágico. Durante as desovas (liberação larval) de U. cordatus na baía de Guanabara e no Rio Paraíba do Sul, os elementos Zn, Cu, Mn, As e Ba teriam a maior introdução na coluna d’água, sendo provavelmente transportados para a costa adjacente. Considerando as diversas espécies de caranguejos de manguezais que têm hábitos e ciclo de vida muito semelhantes aos do caranguejo uçá, o período reprodutivo destes animais pode resultar em relevante exportação de elementos-traço / The uçá crab (Ucides cordatus) is typical of mangroves and has important role in nutrient cycling. The specie presents indirect development and female carries the eggs for about a month. After, planktonic larvae are released. There are few studies about the transfer of trace elements from female to embryos or from environment for these. Studies about contamination of females are scarce and none was made with embryos and larvae of U. cordatus. The aim of this study were to analyze the concentration of trace elements in females, eggs in different stages and newly hatched larvae of two populations of southeastern Brazil (Guanabara Bay and Paraíba do Sul River). Also aimed evaluate if the reproductive cycle of the species can result in export of trace elements of mangroves for adjacent coast. As complementary data the δ13C, δ15N and the N/C in females were analyzed. Ovigerous females were obtained in the summers of 2012, 2013 and 2014. Tissues, eggs and larvae were lyophilized and digested in superpure nitric acid using microwave. Concentrations of trace elements were analyzed in ICP-MS. Females showed carapace width between 5.5 and 7.9 cm. Fecundity was similar in both study areas (mean > 110,000 eggs female -1). The δ13C analysis showed significant differences among populations. Nevertheless, the data showed mangrove leaves as main food. The δ15N values were higher than expected for the trophic level of the species. The highest concentrations of Cu, Cr, Cd and As were observed in gills, especially anterior gills. Nickel was more concentrated in the hepatopancreas, while Zn was more concentrated in muscle and hepatopancreas. Concentrations of V, Cr, Ni and Pb in eggs of the final developmental stage were higher than observed in early stages and newly hatched larvae. This indicates that eggshell is a barrier for certain trace elements. Cadmium and Ni were more concentrated in hepatopancreas of females than in eggs and larvae. On the other hand, the elements V, Zn, As and Pb were more concentrated in larvae. Females of the Paraíba do Sul River had higher levels of contamination, especially of Mn, Cr, Cu, Cd and Ba. This trend was consistent with the levels observed in surface sediments and bioavailability data cited in the literature. Our data corroborate the pathways of embryos contamination, postulated in anterior studies with other species: 1. Transfer of trace elements between females and eggs, during your formation; 2. Absorption of trace elements from the environment during embryonic development. According to the concentrations of trace elements in larvae and the amount of larvae released in the spawns, it is clear that the reproductive cycle of the species results in transfer of benthic trace elements for the pelagic environment. During spawns of U. cordatus in Guanabara Bay and Paraíba do Sul River, Zn, Cu, Mn, As and Ba were the elements more introduced in water column, being probably transported to the adjacent coast. Considering the various species of mangrove crabs that have habits and life cycle similar to uçá crab, the reproductive period of these animals can result in significant exportation of trace elements

[pt] Com base no procedimento EPA-3050B, estudou-se o teor de metais (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, e Zn) em lodos de esgoto da CETESB. Foram analisadas duas amostras e os resultados obtidos foram (Cd =3,4 ; Cr =367,5 ; Cu =263,0 ; Ni=290,6 ; Pb =91,5 ; Zn =1324,9 mg/ kg) para primeira amostra e (Cd =3,0 ; Cr =332,2 ; Cu =190,5 ; Ni=274,6 ; Pb =82,5 ; Zn =1284,2 mg/ kg) para segunda amostra, resultados estes inferiores aos descritos pela CETESB para amostras de lodo da mesma estação de tratamento. Dada uma potencial utilização deste material como adubo agrícola, foi determinada a fração disponível destes metais. Com exceção do níquel (25%), uma fração pequena dos metais estudados encontra-se na forma assimilável pelas plantas (< 20%), com base no procedimento descrito pela EMBRAPASolos (extração com DTPA). Os efeitos de uma eventual utilização de composto húmico mineral (CHM) como aditivo ao lodo, visando uma redução na fração assimilável de metais, foi estudada em função da quantidade de CHM aplicado e do pH da solução final. Os resultados obtidos demonstraram que o CHM possui um poder de complexação para os metais semelhante ao do DTPA e que, sua aplicação ao lodo de esgoto, teria, na realidade um efeito de potencializar a fração disponível de certos metais como o zinco. / [en] Based on the EPA-3050B procedure, the concentration of metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn) in sludge source at CETESB studied. Two samples were analyzed and the results obtained were (Cd =3,4 ; Cr =367,5 ; Cu =263,0 ; Ni=290,6 ; Pb =91,5 ; Zn =1324,9 mg/ kg) and (Cd =3,0 ; Cr =332,2 ; Cu =190,5 ; Ni=274,6 ; Pb =82,5 ; Zn =1284,2 mg/ kg). These concentrations were below those descried by SABESP for sludge samples measured in the same treatment station. Due to the potential utilization of these materials as manure in agriculture, the disposal fraction of these metals was determined. Except nickel (25%), a little fraction of metals studied is assimilated by plants (< 20%), base on the procedure already descried by EMBRAPA- Solos (extraction with DTPA). The effect of an eventual utilization to humic mineral compound (HMC), as additive in sludge, aiming the reduction of the assimilated fraction of metals, were studied in function of both, the amount of HMC applied and the final pH of the solution. The results obtained showed that HMC has a complexation potential for metals similar to DTPA and that, its application in sludge, has in fact, a potential effect on the disposal fraction of metals such as zinc.

Made available in DSpace on 2017-06-01T18:20:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael_confrontada.pdf: 1048050 bytes, checksum: 55e179f2f759949e7662179a0b029f4c (MD5) Previous issue date: 2007-07-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The intense urban growth, production of domestic and industrial residues has been increased, mainly sewage sludge. This residue has high amount of pathogenic organisms and heavy metals. The viable alternative for this residue destination is its use in agriculture improving the chemical, physical and biological soil characteristics. Allied of the capacity of some plants, Leguminosae order, to carry through symbiosis with microorganisms, generically called rhizobia, which are capable of increase nitrogen uptake in soil. The present work had as objective the evaluation of different levels of sewage sludge that make possible the best interaction with fixing nitrogen bacteria in the productivity of cowpea, aiming at to maximize the agricultural production inside of the concept of sustainable development, supplying an ambiently safe destination for the solid residues with its potential in agriculture recycling. The experiment was conducted in a greenhouse of Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária (IPA), with experimental design adopted of randomized blocks (four blocks) containing five strains of Bradyrhizobium spp. (EI-6, NFB 700, BR 2001, BR 4406 and BR 3267) and sewage sludge in four different levels (0, 25, 50 and 75 Mg &#8729; ha-1) including control (without inoculation of the equivalent level of sewage sludge of 0 Mg &#8729; ha-1). The sewage sludge proceeding from Sewage Treatment Station from Mangueira, Recife/PE, incorporated in the soil, from IPA Experimental Station in Itapirema/PE. The cowpea, cultivar IPA 206 , used was inoculated by a bacterial suspension with 109 CFU &#8729; mL-1. Plants were harvested at 45 days, to measure shoot and root dry matter (SDM and RDM), nodule fresh matter (NodFM), total nitrogen (NTR and NTS) and leghemoglobin content (LHb). The cowpea dry matter showed higher results with the equivalent level of sewage sludge of 75 Mg &#8729; ha-1, however were not affected inoculated strains. This equivalent level of sewage sludge demonstrated content increment of CEC (cation exchange capacity), Ca, Mg, and Na in the soil after application. The nodule fresh matter was presented in higher quantity of equivalent level of sewage sludge 25 Mg &#8729; ha-1. The strains EI-6 presented higher nodule fresh matter. The application of this residue as fertilizer and the use of the strains NFB 700 and BR 4406 showed that these treatments can be used for seeds production in cowpea / O intenso crescimento urbano aumentou a geração de resíduos domésticos e industriais, principalmente o lodo de esgoto, necessitando de um destino adequado. Este é um resíduo sólido proveniente do tratamento final do esgoto, o qual necessita de um destino adequado, pois, apresenta-se com alto teor de agentes patogênicos e metais pesados. A alternativa mais viável para a destinação desses resíduos é a sua aplicação na agricultura como recondicionante do solo, aliado à capacidade de algumas plantas, da ordem Leguminosae, de realizar simbiose com microrganismos, genericamente chamados de rizóbios, capazes de aumentar o aporte de nitrogênio disponível no solo. Com base no exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar as diferentes doses de lodo de esgoto que viabilizem a melhor interação com as bactérias fixadoras de nitrogênio na produtividade do caupi, visando maximizar a produção agrícola dentro do conceito de sustentabilidade, assim como aperfeiçoar o destino ambientalmente adequado para os resíduos urbanos, encontrando seu potencial na reciclagem agrícola. O experimento foi conduzido em casa de vegetação da Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária (IPA) utilizando-se o delineamento experimental de blocos casualizados (quatro blocos) e os tratamentos foram constituídos com cinco estirpes de Bradyrhizobium spp. (EI 6; NFB 700; BR 2001; BR 4406; BR 3267) e lodo de esgoto em quatro níveis diferentes (0, 25, 50 e 75 Mg &#8729; ha-1), incluindo a testemunha absoluta (sem inoculação na dose zero de lodo). O lodo de esgoto foi proveniente da Estação de Tratamento de Esgoto da Mangueira, Recife/PE, incorporado ao solo proveniente da Estação Experimental de Itapirema IPA, Goiana / PE. A cultivar de caupi utilizada foi a cv IPA 206 inoculada com uma suspensão bacteriana contendo 109 UFC &#8729; mL-1. A colheita foi efetuada aos 45 dias e foram avaliadas as seguintes variáveis: matéria seca da raiz (MSR) e parte aérea (MSPA), matéria fresca dos nódulos (MFNod), nitrogênio total da parte aérea (NTPA) e raiz (NTR) e teor de leghemoglobina (LHb). A produção de matéria seca do caupi apresentou melhores resultados na dose equivalente a 75 Mg &#8729; ha-1, não sofrendo influência das estirpes inoculadas. Essa dose também se mostrou promissora no aumento da capacidade de troca de cátions (CTC), Ca, Mg e Na no solo, sem gerar riscos, a curto prazo. A matéria fresca dos nódulos apresentou-se em maior abundância na dose equivalente a 25 Mg &#8729; ha-1. A estirpe EI-6 apresentou maior matéria fresca dos nódulos. A aplicação de lodo de esgoto e o uso das estirpes NFB 700 e BR 4406 apresentam potencial para produção de grãos no caupi

O ácido politiofeno acético (PTAA) é um derivado do politiofeno bastante versátil. Sua solubilidade em alguns solventes orgânicos e em soluções básicas aquosas lhe confere extensa processabilidade na forma de filmes finos, característica importante para dispositivos e sensores. Neste trabalho, investigou-se a formação de filmes de PTAA com as técnicas de automontagem e Langmuir-Blodgett (LB). Os filmes automontados foram preparados com dois policátions, hidrocloreto de poli-alilamina (PAH) e cloreto de poli-dialildimetilamônio (PDAC). O crescimento dos filmes depende do pH das soluções e do tipo de policátion, sugerindo dependência do mecanismo de crescimento com as interações específicas polímeropolímero. A conformação do PTAA em filme tem correlação com sua conformação em solução, apontando para um efeito de memória. Por outro lado, a energia de superfície destes filmes não sofre influência da arquitetura nem dessas diferenças conformacionais. Ou seja, embora o volume do filme possa ser distinto, as superfícies possuem propriedades semelhantes. A morfologia dos filmes foi caracterizada a partir de imagens de AFM utilizando conceitos de geometria fractal e estatística. A dimensão fractal dos filmes é semelhante, indicando o mesmo processo de crescimento dos filmes, independentemente das condições da deposição. Os filmes obtidos em pH ácido tinham tamanho de grão e comprimentos de correlação maiores, sugerindo a deposição de cadeias mais enoveladas. Foi possível fabricar filmes autossustentados sem degradação aparente do material a partir de filmes automontados de PAH/PTAA, entrecruzando termicamente os grupos ácido carboxílico e amina. Este é o primeiro relato de filmes deste tipo com derivado do politiofeno. Os filmes LB de PTAA foram obtidos sem adjuvantes, mas as condições de deposição precisam ser aprimoradas. Para explorar a elevada afinidade química entre compostos contendo enxofre e metais pesados, filmes foram utilizados para detecção espectroscópica e eletroquímica. Espectros de fotoluminescência e UV-Vis demonstraram que os metais interagem apenas com os estados excitados resultando na supressão da fluorescência; no entanto, sem especificidade e apenas para longos períodos de exposição. Espectros de FTIR mostraram a presença dos sais na matriz dos filmes. Por sua vez, voltametrias cíclicas permitiram detectar Pb+2 e Hg+2, mas a irreversibilidade dos processos eletroquímicos, causando alargamento dos picos de oxirredução, inviabiliza a detecção simultânea. / Polythiophene acetic acid (PTAA) is a versatile polythiophene derivative. Its solubility in some organic solvents and in basic aqueous solutions makes it attractive for processing thin films, an important feature for the fabrication of devices and sensors. In this thesis, we investigate the formation of PTAA films using the layer-by-layer (LbL) and the Langmuir- Blodgett (LB) techniques. The LbL films were prepared with poly(allylamine hydrochloride) (PAH) and poly(diallydimethylammonium chloride) (PDAC), with film growth depending on the pH of the solutions and type of polycation, thus indicating that the growth mechanism depends on polymer-polymer interactions. The conformation of the PTAA molecules in solid state was correlated with that in solution, in a kind of memory effect. The surface energy of the films was not affected by the film architecture or different conformations. The film morphology was characterized with AFM images using concepts of fractal geometry and statistics. The fractal dimension was similar for all films, and therefore the overall growth obeys the same process regardless of the deposition conditions. Nevertheless, films obtained at acidic pH exhibited larger grain size and correlation lengths than those produced at basic pHs, suggesting deposition of more coiled chains. It was also possible to fabricate selfsustained films without apparent PTAA degradation from the PAH/PTAA LbL films, upon thermal crosslinking of carboxylic acid and amine groups. This is the first report of such films with a polythiophene derivative. LB films of PTAA were obtained without co-spreading materials, but the deposition conditions need to be optimized. To explore the high chemical affinity between PTAA and compounds containing sulfur and heavy metals, some films were used for spectroscopic and electrochemical detection. The UV-Vis and photoluminescence spectra indicated that the metals affect only the excited states, leading to fluorescence quenching after long exposure times and without specificity for the metals. The FTIR spectra pointed to salts in the films. Pb+2 and Hg+2 ions could be detected using cyclic voltammetry, but their simultaneous detection was hampered by the irreversibility of the electrochemical processes which caused broadening of the oxi-reduction peaks.

[pt] A espectroscopia de ressonância de plásmon superficial (SPR) é uma técnica óptica baseada na excitação coletiva dos elétrons livres de metais nobres, tradicionalmente utilizada em sensoriamento de analitos de diferente natureza. Neste trabalho foi otimizado o processo de fabricação de sensores plasmônicos baseados em filmes finos de ouro e interfaces ouro-grafeno. As plataformas de sensoriamento SPR foram usadas para a detecção de íons de metais tóxicos pesados de Pb(2+), Hg(2+) e Cd(2+) em concentrações de 0.1ppm até 1ppm. Os sensores baseados em interfaces ouro-grafeno, onde o grafeno foi crescido mediante o método CVD, demonstraram uma sensitividade entre 3 até 6 vezes maior que os sensores constituídos por filmes finos de ouro, apontando para uma absorção química devida à transferência de elétrons do grafeno para os íons. / [en] Surface plásmon resonance (SPR) spectroscopy is an optical technique based on the collective excitation of free electrons of noble metals, traditionally used in sensing different types of analytes. In this work the fabrication process of plásmonic sensors based on thin gold films and gold-graphene interfaces was optimized. SPR sensing platforms were used for the detection of toxic heavy metals ions Pb(2+), Hg(2+) and Cd(2+) in concentrations ranging from 0.1ppm to 1ppm. The sensors based on gold-graphene interfaces, where graphene was grown using the CVD method, demonstrated a sensitivity between 3 and 6 times greater than the sensor made of thin films of gold, pointing to a chemical absorption due to the transfer of electrons from the graphene to the ions.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:07:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alvaro Cesar Dias Alves.pdf: 1860253 bytes, checksum: fce25e3199fa4e1f2d24f3500c996153 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This study aimed to evaluate the efficiency of the process of coagulation/ flocculation and coagulation/flocculation/adsorption combined process for treatment of liquid effluent from the electroplanting industry. Were used the moringa seed as a natural coagulant agent and moringa bark and string bean as adsorbents. Were evaluated the parameters COD, color, pH, turbidity and the concentration of metal ions Cr, Zn, Cu and Ni. In the stage of coagulation/ flocculation were used several concentrations of moringa in salt solution of NaCl 1 M and 0.1M. In the stage of the combined adsorbents were used moringa bark and string beans to determine which of the adsorbent had a better removal efficiency of metals. Tests were also conducted with different ranges of mass for the best adsorbent and variation of pH of the studied effluent. Tests of coagulation/flocculation showed good removal efficiency for the parameters COD, Color, Turbidity and the metals Cr, Zn, Cu and Ni using MO seed in salt solution 1M, these values being 90.49%, 78.34%, 95.13%, 25.29%, 84.30%, 51.11% and 24.74% respectively. In the tests of coagulation/flocculation/adsorption the maximum removal efficiencies were 91.41% for COD, 90.77% for color, 95.31% for Turbidity, 58.36% for Cr, 98.36% for Zn, 97,58% for Cu and 99.11% for Ni. The research showed that after the combined process the electroplanting effluent did not present the necessary characteristics for the released in to water bodies due to the high remaining concentration of Cr (1907.4 mg/L), Color (860 PtCo/L) and COD (330 mg/L). The research for the treatment process demonstrated great effectiveness for most parameters analyzed, however, its necessary to study complementary technologies for this type of treatment effluent in order to achieve an effluent within the release standards into the water bodies. / Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência do processo de coagulação/floculação e do processo combinado de coagulação/floculação/adsorção para tratamento de efluente liquido da indústria galvânica. Foi utilizada a semente de moringa como coagulante natural e a casca e a vagem de moringa como adsorventes. Foram avaliados os parâmetros DQO, Cor, pH, Turbidez e a concentração dos íons metálicos Cr, Zn, Cu e Ni. Na etapa de coagulação/floculação foram utilizadas várias concentrações de moringa em solução salina de NaCl 1M e 0,1M. Na etapa do processo combinado foram utilizados os adsorventes casca e vagem de moringa para determinação do adsorvente com melhor eficiência de remoção dos metais. Também foram realizados ensaios com variação de massa do melhor adsorvente e variação do pH do efluente estudado. Os ensaios de coagulação/floculação mostraram boa eficiência de remoção dos parâmetros DQO, Cor, Turbidez e dos metais Cr, Zn, Cu e Ni utilizando semente de MO em solução salina 1M, sendo esses valores 90,49%, 78,34%, 95,13%, 25,29%, 84,30%, 51,11% e 24,74%, respectivamente. Nos ensaios de coagulação/floculação/adsorção as eficiências máximas de remoção foram 91,41% para DQO, 90,77% para Cor, 95,31% para Turbidez, 58,36% para Cr, 98,36% para Zn, 97,58% para Cu e 99,11% para Ni. Verificou-se que após o processo combinado o efluente galvânico não apresentou as características necessárias para lançamento em corpos hídricos em função da alta concentração remanescente de Cr (1907,4 mg/L), Cor (860 PtCo/L) e DQO (330 mg/L). Verificou-se que os processos de tratamento estudados demonstraram eficiência para a maioria dos parâmetros analisados, entretanto, fazem-se necessários estudar tecnologias complementares para o tratamento deste tipo de efluente com intuito de obter um efluente dentro dos padrões de lançamentos em corpos receptores.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nayara Szymanski.pdf: 2166541 bytes, checksum: d5ebf09357be44af458b98aeeb5d43bc (MD5) Previous issue date: 2011-02-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Aquatic macrophytes are known to remove heavy metals from the surface by adsorption or absorption and incorporate them into systems, in different ways. The main objective of this work is to study the multicomponent bioaccumulation of copper and lead by the living aquatic macrophyte Eicchornia crassipes. The experiments were performed in triplicate using about 30g healthy young plants and 5L Clark s hydroponic solution doped with non-toxic concentration of copper and lead metals combined. All experiments have been carried out in a greenhouse, for 20 days, monitoring the loss of water volume and adding deionized water as it was needed. Samples were performed in predetermined collection times (2, 4, 7, 12 and 20 days) to determined the metal content by the synchrotron radiation re&#64258;ection X-ray &#64258;uorescence technique (SR-TXRF), and the measurements of SR-TXRF were performed at the Brazilian Light Synchrotron Laboratory (LNLS). It was observed that at least 90% metal concentration was removed of all experiments by bioaccumulation process, this indicates that the adsorption process is quick in roots, but slow if accumulation process takes place in aerial parts. The kinetics of biosorption that better fits the experimental data was Irreversible Langmuir for Cu and Pb, and Pseudo-first order and Pseudo-second order for Cu and Pb, respectively at the multicomponent experiment. / Macrófitas aquáticas são conhecidas por removerem metais pesados pela superfície, por adsorção ou absorção, e incorporá-los em seu sistema de diversas formas. O objetivo principal deste trabalho é estudar a remoção multicomponente de cobre e chumbo pela macrófita aquática flutuante Eicchornia crassipes viva. Experimentos foram realizados em triplicata, utilizando em média 30 gramas de plantas, jovens e sadias em 5L de solução hidropônica de Clark dosada a uma concentração não tóxica de metais cobre e chumbo em três combinações. Todos os experimentos foram conduzidos em estufa externa, durante 20 dias, monitorando-se o nível do volume de água pela adição de água deionizada quando necessário. Coletas de amostras foram feitas em tempos pré-determinados (2, 4, 7, 12 e 20 dias). A determinação das quantidades de metais foi feita utilizando-se da técnica de espectroscopia de Raios-X por Reflexão Total (SR-TXRF), e as medidas de SR-TXRF foram efetuadas no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Foi observada redução de até 90% nos valores de concentração dos metais, nos experimentos realizados, indicando que cobre e chumbo foram removidos pela macrófita pelo processo de bioacumulação, ou seja, rápida adsorção pelas raízes e um lento processo de acumulação nas partes aéreas. As cinéticas de biossorção que melhor ajustaram-se aos dados experimentais foram de Langmuir Irreversível para Cu e Pb, e de Pseudo-primeira ordem e Pseudo-segunda ordem para Cu e Pb, respectivamente no experimento multicomponente.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marilda M T Fornari.pdf: 813038 bytes, checksum: 1672b5ca9a95a70d2125540cf442fb8a (MD5) Previous issue date: 2008-02-12 / In the present work has been studied the electro-flocculation efficiency on the reduction of organic and inorganic material concentrations such as Chemical Oxygen Demand (COD), turbidity, total solids and metal, mainly chromium, on an untreated tannery effluent using a pair of electrodes. For this purpose, a lab scale Electro-Flocculation (EF) reactor was constructed using an 8-L plastic cylindrical container, containing a valve in its lower part for sludge evacuation and a horizontal support in its upper part for fixing a pair of electrolytic cell in upright position into a 5-L available reactor volume. The electrodes plates, made of iron or aluminum, were connected to terminals of direct current power supply. All the physical-chemistry parameters were measured following the Standard Methods for water analysis, while metal concentrations were determined using the Synchrotron X-Ray Fluorescence technique, available in the Brazilian Synchrotron Light Laboratory. In order to determine optimal operating conditions, the effects of current intensity, electrodes distance, effluent initial pH, and EF time have been experimentally examined, according to a statistic planning and correlation analysis. For each electrode, a total of 11 EF experiments were carried out for maximum and minimum values of EF reactor operating parameters. Applying a 95% confidence level into the correlation analysis between EF parameters, the physical-chemistry parameters and metal concentrations were reduced in all of them when the effluent initial pH was increased, while the EF time and the applied voltage were reduced for small electrodes distances. Moreover, the EF treatment efficiencies tend towards higher values with an increasing on the current intensity. In order to determine the best reactor operating values, other EF experiments were performed varying the effluent initial pH from 6.5 to 9.0 and from 6.0 to 8.5 for iron and aluminum electrodes, respectively, fixing the distance between the electrodes in 4.0 cm, the current intensity in 5.5 A and the EF time in 30 minutes. Nevertheless, these EF experiments have shown that the reduction factor on parameter concentrations due to an increasing of effluent initial pH was not significant compared to prior experiments. Henceforth, the effluent pH value was maintained near to the original one for the next EF treatments, avoiding introducing other substances into the effluent. Keeping effluent pH value in 7.5, other EF experiments were performed changing the EF time from 15 to 120 min., fixing current intensities and electrode distances in 5.5 A and 4.0 cm, respectively. For these reactor conditions, the EF time setting up in 30 min. was enough to get a good efficiency according the reduction factor in the most of parameters examined, without increasing a lot the reactor electrical power, for both kinds of electrodes. The EF reactor purpose and examined has shown a high efficiency on turbidity and chromium concentration reduction factor (98%). Furthermore, this system can be also used to reduce other elementary concentrations such as calcium, potassium and zinc, for both kinds of electrodes (Fe/Al). In comparison with iron electrodes, aluminum one has reported a better reduction factor (80%) on COD values and a good reduction factor (50%) on iron concentration. On the other hand, the EF method for tanneries effluent treatment system was also compared with conventional method using coagulating and flocculating agents, showing a great similarity between them in the reduction factor. In the EF method is not necessary to introduce substances to start the coagulation and flocculation process in effluent treatment. / Este trabalho tem por objetivo o estudo da eficiência da eletro-floculação na redução das concentrações de substâncias orgânicas e inorgânicas expressas através dos parâmetros: Demanda Química de Oxigênio (DQO), turbidez, sólidos totais e metais, principalmente o cromo, em efluente de curtume não tratado, utilizando um par de eletrodos. Para esse propósito foi construído, em escala laboratorial, um reator confeccionado a partir de um recipiente plástico de 8 litros, contendo uma válvula na parte inferior, para a retirada dos sedimentos, e um suporte horizontal na parte superior para a fixação do par de células eletrolíticas, em posição perpendicular dentro do reator com volume útil de 5 litros. As placas de eletrodos, de ferro e alumínio, foram conectadas a uma fonte de alimentação de energia.Todos os parâmetros físico-químicos foram determinados seguindo o Método Padrão para análise de água, enquanto que as concentrações de metal foram determinadas através da técnica de Fluorescência de Raios X por Reflexão Total, (SR-TXRF), disponível no Laboratório Nacional de Luz Síncroton. A fim de determinar as condições ótimas de operação, os efeitos da intensidade da corrente, distância entre eletrodos, pH inicial do efluente e tempo de eletrólise foram avaliados experimentalmente, de acordo com um planejamento estatístico e análise de correlação. Para cada eletrodo, foram realizados 11 experimentos de EF com valores máximos e mínimos para os parâmetros de operação do reator. Empregando um nível de 95% de confiança na correlação de análises dos parâmetros a análise de correlação entre os parâmetros de EF, os modelos mostraram tendência de redução nas concentrações dos parâmetros físico-químicos e de metais, quando o pH inicial do efluente foi elevado, enquanto o tempo de EF e a voltagem aplicada apresentaram tendência de redução nos valores para uma menor distância entre os eletrodos.. Além disso, a eficiência do tratamento de EF tende a valores mais elevados com o aumento na intensidade de corrente. A fim de determinar as melhores condições de operação do reator, outros experimentos EF foram feitos variando o pH inicial de 6.5 a 9.0 e de 6.0 a 8.5 para eletrodos de ferro e alumínio, respectivamente, fixando a distância entre os eletrodos em 4.0 cm, a intensidade da corrente em 5.5 A e o tempo de EF em 30 minutos. Entretanto, esses experimentos mostraram que o fator de redução percentual na concentração dos parâmetros, causada pelo aumento no pH inicial do efluente, não foi significativo comparado aos experimentos anteriores. Nos tratamentos posteriores de EF, o pH do efluente foi mantido próximo ao original, evitando a introdução de outras substâncias no efluente. Mantendo o valor do pH do efluente em 7.5, outros experimentos de EF foram realizados variando o tempo de eletrólise de 15 a 120 min., e fixando a intensidade da corrente e distância entre os eletrodos em 5.5 A e 4.0 cm., respectivamente. Nessas condições, o tempo de EF fixado em 30 min. foi suficiente para alcançar uma boa eficiência, de acordo com o fator de redução, para maioria dos parâmetros analisados, sem aumentar muito a potência elétrica do reator, para os dois tipos de eletrodos. Os experimentos realizados com reator de EF mostraram uma alta eficiência na redução da turbidez e concentração de cromo (98%). Ademais, esse sistema também pode ser utilizado na redução de outras concentrações elementares como cálcio, potássio e zinco, para ambos os tipos de eletrodos (Fe/Al). Em comparação com os eletrodos de ferro, o eletrodo de alumínio apresentou um melhor fator de redução nos valores de DQO (80%) e um bom fator de redução de ferro (50%). Por outro lado, o método de EF para o tratamento de sistema de efluentes de curtumes foi também comparado ao método convencional utilizando agentes coagulantes e floculantes, mostrando uma grande semelhança entre eles no fator de redução. No método EF não é necessário introduzir substâncias para iniciar o processo de coagulação e floculação no tratamento de efluente.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neiva Martin.pdf: 2565426 bytes, checksum: 9ed40e36b9798ff30f3a52b416d705e9 (MD5) Previous issue date: 2008-10-08 / In this work, the chromium ions bioaccumulation experiment was carried out using three species of aquatic macrophytes: Salvinia auriculata, Pistia stratiotes and Eicchornia crassipes, in order to confirm the hexavalent chromium detoxification during the biosorption process. Previously, a chromium speciation test based on chemical extraction of trivalent chromium from hexavalent chromium-doped hydroponic solutions was also performed at different pH, in order to verify if the nutritive solution pH could be responsible by the natural reduction of oxidation state on chromium before the biosorption process by the plants. No reduction from Cr(VI) to Cr(III) was observed at all solution pH. Based on the peculiar characteristics of High Resolution X-ray Fluorescence technique (HR-XRF), which allows to measure the X-ray Kß spectral line energy with good energy resolution (around 2,0 eV) for the transition metal region, the change on oxidation state of hexavalent chromium was possible to study through the Kß1,3, Kß2,5 and Kß spectral lines, which bring up information on chromium oxidation state and chemical environment. The HR-XRF measurements were performed at the XRD1 vacuum chamber available in the National Laboratory of Synchrotron Light, located near Campinas city. After collection, dry roots and chromium compound standard were prepared in compact disk by pressing. Each sample disk, spherical curved analyzer, and radiation detector were placed in a circle of Rowland within an arrangement of Johann. Another radiation detector was also used to monitoring of monochromatic X-ray beam intensity during the measurements. All the samples were irradiated by a 6.1 keV monochromatic X-ray beam. All the emission spectra were normalized to the monitor counts, and subtracted the organic matrix contribution and chromium absorption edge. Based on the spectral Kß2,5 peak intensity of roots and standard samples, the total chromium uptake concentration in plant was calculated, indicating that there is approximately 1.0 % of chromium per dry biomass after 27 days of experiment. When both Cr-Kß spectra of macrophytes roots with Cr(III) and Cr(VI) treatment were compared, their spectral Kß2,5 peak were identical in energy and width for the three aquatic plants, suggesting that the chromium reduction from hexavalent to trivalent form have occurred in all cases studied. The peak width at half maximum for Kß2,5 in all root samples were slightly larger than the chromium compound samples, which can be explained by the fact that there is the possibility to have different ligands to chromium ions inside the biological structure of roots. Based on these results, the chromium detoxification from hexavalent to trivalent form have actually happened during the biosorption of chromium into the macrophytes roots. Finally, these aquatic macrophytes have a great potential to detoxificate and accumulate of chromium ions that can be very useful to the metal removal from industrial effluents. / Neste trabalho foi feito o experimento de bioacumulação do cromo trivalente e hexavalente por três espécies de macrófitas aquáticas: Salvinia auriculata, Pistia stratiotes e Eicchornia crassipes, visando verificar a ocorrência do processo de redução do Cr(VI) durante a biossorção. Previamente, um teste de especiação de cromo baseado em extração química do cromo trivalente a partir de uma solução hidropônica dopada com cromo hexavalente, foi realizado em diferentes pHs, para verificar se o pH da solução nutritiva pode ser o responsável pela redução natural do estado de oxidação do cromo antes do processo de biossorção pelas plantas. Não foi observada a redução do Cr(VI) para Cr(III) no pH da solução de cultivo. Pelas características da técnica de Fluorescência de Raios-X de Alta Resolução em Energia (HR-XRF), que permite medir a energia das linhas espectrais de raios X Kß com alta resolução em energia (em torno de 2,0 eV) para a região dos metais de transição, foi possível estudar a mudança do estado de oxidação do cromo hexavalente através das linhas espectrais Kß1,3, Kß2,5 e Kß , que traz informação sobre o estado de oxidação do metal e seu ambiente químico. As medidas de HR-XRF foram realizadas na câmara de vácuo XRD1, no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, em Campinas. Após a coleta, discos compactados de raízes secas e padrões de compostos de cromo foram preparados. Cada disco de amostra, o analisador esférico, e o detector de radiação foram acomodados em um círculo de Rowland com arranjo de Johann. Durante as medidas, um detector foi usado para monitorar a intensidade do feixe de raios X monocromáticos incidentes. Todas as amostras foram irradiadas com feixe monocromático de 6,1 keV. Os espectros de emissão foram normalizados pelas contagens do monitor, e subtraída as contribuições da matriz orgânica e da borda de absorção do cromo. Baseado na intensidade da linha espectral K&#946;2,5 das amostras de raízes e padrões, a concentração de cromo total nas plantas foi calculada, indicando que esta é de aproximadamente 1,0% por biomassa seca após 27 dias de experimento. Os espectros de emissão Cr-Kß das raízes das macrófitas tratadas com Cr(III) ou Cr(VI) foram comparados, e as suas linhas espectrais K&#946;2,5 mostraram-se idênticas em energia e largura para as três plantas aquáticas, sugerindo que a redução do cromo, de hexavalente para trivalente, ocorreu em todos os casos estudados. A largura do pico para a linha espectral Kß2,5 em todas as amostras de raízes mostrou-se maior que nas amostras de compostos de cromo, o que pode ser explicado pelo fato de que é possível haver diferentes ligantes para o íon cromo na estrutura orgânica das raízes. Baseado nesses resultados, a redução do Cr(VI) para Cr(III) ocorreu durante o processo de biossorção do cromo pelas raízes das macrófitas aquáticas. Desta forma, verifica-se que estas macrófitas têm um grande potencial para detoxificar e acumular íons cromo, podendo ser utilizada com eficiência na remoção de metais em efluentes industriais.