Orientador: Yukimitu, Keizo. / Banca: Jefferson Nascimento de Oliveira / Banca: Eudes Borges de Araújo / Banca: Gustavo Rocha de Castro / Banca: Luis Humberto da Cunha Andrade / Resumo: Este trabalho faz parte de um projeto de remediação de solos contaminados com chumbo (Pb) usando fosfato de amônio como agente remediador. Esta técnica visa a imobilização do Pb, presente no meio contaminado, através da sua formação em piromorfita (Pb5(PO4)3OH), que é termodinamicamente estável nas condições ambientais. O fosfato monoamônico (NH4H2PO4), liberar íons (H2PO4)- os quais reagem com o Pb disponível no solo propiciando condições para o crescimento do mineral piromorfita. O trabalho desenvolvido analisou o desempenho do NH4H2PO4 na formação do cristal Piromorfita a partir de composto de PbO, principal composto liberado em solos contaminados por uma indústria de bateria. Procedimentos experimentais foram realizados com o objetivo esboçar um processo de remediação do solo contaminado. A caracterização das amostras foi realizada através das técnicas de Espectroscopia no Infravermelho (IR), Difratometria de Raio-X (DRX), Espectroscopia de Absorção Atômica (AAS). Os resultados indicam que a formação de piromorfita é influenciada por novas aplicações do agente remediador logo há necessidade de gerenciar o processo de remediação controlando a concentração do agente remediador, bem como a necessidade de manter o meio reacional úmido. Foi realizado também um estudo da disponibilidade de Pb em hortaliça, através do cultivo de alface - Lactuca sativa - em solos não contaminado, solo contaminado com Pb e solo contendo Piromorfita. Verificou-se também que a Lactuca Sativa não pode ser consumida se cultivada em solo remediado, uma vez que as raízes absorvem alta concentração Pb presente no solo, indiferente se esteja na forma de fosfato ou óxido e uma pequena parcela chega a parte aérea da planta / Abstract: This work takes part of a project about remediation of soils that are contaminated by lead (Pb) using as a remedial agent ammonium phosphate. This technique aims the standstill of the Pb, present in contaminated environment, by its formation in pyromorphite (Pb5(PO4)3OH), which is thermodynamically stable in environmental conditions. The monoammonium phosphate (NH4H2PO4), releases ions (H2PO4) that reacts with Pb available in soil providing conditions for mineral growth of pyromorphite. The work developed analyzed the performance of NH4H2PO4 in the formation of the pyromorphite crystal from the compound PbO, main compound released in soils contaminated by a battery industry. Experimental procedures were performed with the aim to outline a process remediation of contaminated soil. The samples' characterization was fulfilled through techniques of Infrared Spectroscopy (IR), X-ray Diffraction (XRD) and Atomic Absorption Spectroscopy (AAS). The results indicate that formation of pyromorphite is influenced by new applications of the remediation agent so has the necessity of managing the remediation process controlling the concentration of the remedial agent, as the necessity of maintaining the reactive environment wet. Through the results, we have that remediation can be realized with monthly applications of salammoniac, and in the time of six month the results will be animators. Was also realized one study about the availability of Pb in vegetable, through cultivation of lettuce - Lactuca sativa - in non-contaminated soil, contaminated soil with Pb and in soil containing pyromorphite. Was also verified that the Lactuca sativa can't be consumed if it was cultivated in remedied soil, once its roots absorb high concentration of Pb present in the soil., indifferent if it was on the form of phosphate or oxide and a small portion arrives to the aerial part of the plant / Doutor

Orientador: Renato de Mello Prado / Banca: Edson Luiz Mendes Coutinho / Banca: Anelisa de Aquino Vidal Lacerda Soares / Banca: Rilner Alves Flores / Banca: Takashi Muraoka / Resumo: O manejo adequado da fertilidade do solo com uso de materiais corretivos com maior efeito residual pode refletir na produção e na longevidade da lavoura canavieira. Objetivou-se, avaliar o efeito residual do calcário e da escória de siderurgia como material corretivo e fonte de Si em soqueiras de cana-de-açúcar, monitorando os metais potencialmente tóxicos (Cd, Cr, Ni e Pb) no solo e na planta, no sistema de colheita sem despalha a fogo, cultivada em um Latossolo Vermelho distrófico. O trabalho foi desenvolvido na FCAV/UNESP-Câmpus de Jaboticabal-SP, com a variedade RB855156, no ano agrícola de 2010/2011 e 2011/2012. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, em esquema fatorial 2x4, sendo os dois corretivos em quatro doses (ECaCO3 = 0; 0,9; 1,8 e 3,6 t ha-1), com quatro repetições, totalizando 32 unidades experimentais. No solo, as amostragens foram realizadas aos 30 e 36 meses e 42 e 48 meses, após a aplicação dos materiais corretivos, coletando-se 10 pontos por área útil, nas camadas de 0-10; 10-20; 20-40 e 40-60 cm de profundidade, determinando os atributos químicos de fertilidade do solo, teor de silício (Si) e dos metais potencialmente tóxicos (Cd, Cr, Ni e Pb). Realizou-se a diagnose foliar e determinaram-se os teores de Si e dos metais potencialmente tóxicos nas folhas. Para as análises de crescimento, foi considerado o número de perfilhos aos 120 dias após a brotação, e o número de colmos aos 270 e 390 dias após a brotação, em 1,5 m de sulco. A altura foi medida da base do colmo até a inserção da folha +1 (primeira folha com bainha visível "TVD"), e o diâmetro médio da base do colmo foi medido aos 8 cm acima do solo, em 10 plantas por área útil. Determinou-se a massa de matéria seca, a produção de colmos e a qualidade tecnológica. O efeito residual do calcário e da escória de siderurgia apresentaram comportamento semelhante nos atributos químicos do solo aos 30 meses e... / Abstract: Proper management of soil fertility with the use of corrective materials with higher residual effect may reflect production and longevity of sugarcane crop. This study aimed was to evaluate the residual effect of limestone and slag as soil amendments material and source of Si in ratoon sugarcane, monitoring the potentially toxic metals (Cd, Cr, Ni and Pb) in soil and plant in without straw removal by burning harvesting system, grown in an Oxisol. The study was conducted in FCAV/UNESP-Campus of Jaboticabal, with RB855156 variety in the 2010/2011 and 2011/2012. The experimental design was randomized blocks, in 2x4 factorial design, with the two amender in four rates (ECaCO3 = 0, 0.9, 1.8 and 3.6 t ha-1), with four replications, totaling 32 experimental units. Soil samples were taken at 30 and 36 months and 42 months and 48 months after amendment materials applications, by collecting 10 points per plot, at 0-10; 10-20; 20-40 and 40-60 cm depth, determining the chemical soil fertility analysis, silicon content (Si) and of potentially toxic metals (Cd, Cr, Ni and Pb). Was held the leaf analysis and were determined the Si content and heavy metals in the leaves. For growth analysis the number of tillers at 120 days after sprouting, and the number of stems to 270 and 390 days after sprouting, 1.5 m row were considered. The height was measured from the base of the stem to the insertion of the sheet +1 (TVD: Top Visible Dewlap) and the average diameter of the stem base were measured at 8 cm above the soil surface, 10 plants per working area. It was determined the mass of dry matter of stems and technological quality. The residual effect of limestone and slag showed similar effects on soil chemical properties at 30 months and slag showed at 36 months a better performance than the limestone in some attributes (pH, V% and Si). After 42 months the ... / Doutor

Neste trabalho foram sintetizados vidros à base de óxidos de metais pesados dopados com os íons terras raras Sm3+ e Pr3+ e foi realizado um estudo das propriedades espectroscópicas e estruturais sobre a influência da incorporação de nanopartículas de ouro e de altas pressões. As diferentes famílias vítreas foram sintetizadas a partir de precursores óxidos em pó devidamente pesados tendo em conta o balanço estequiométrico. As nanopartículas metálicas de ouro foram produzidas via implantação iônica e via incorporação de Au2O3 na mistura dos óxidos de partida dos vidros sintetizados, seguida de tratamentos térmicos apropriados. As propriedades estruturais e espectrais foram investigadas através de análise térmica diferencial (ATD), difração de raios X (DRX), espectroscopia Raman, espectroscopia de absorção UV-VIS-NIR, fotoluminescência, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Os resultados obtidos demonstram que os sistemas vítreos sintetizados possuem excelentes propriedades térmicas e canais eficientes de emissão nas regiões do visível e infravermelho próximo. A presença das nanopartículas de ouro induz mudanças nos espectros de emissão dos íons terras raras devido às oscilações coletivas dos elétrons livres do metal interatuando com o campo eletromagnético ao redor dos íons Sm3+ e Pr3. Altas pressões causam uma densificação na matriz hospedeira. A consequente diminuição da distância interatômica entre íons seria responsável pelo decréscimo observado na intensidade dos espectros de emissão provavelmente devido à diminuição na população dos níveis 4G5/2 para o íon Sm3+ e 3P0-1D2 para o íon Pr3+ através de mecanismos não radiativos. / In this work heavy metal oxide glasses doped with Sm3+ and Pr3+ were synthesized. The spectroscopic and structural properties were investigated under the influence of gold nanoparticles and high pressure. The glass families were synthesized from the powder of the oxide precursors weighed properly considering the stoichiometric balance. The metallic gold nanoparticles were produced via ion implantation and through the incorporation of Au2O3 in the mixture of starting oxides in glasses synthesized, followed by appropriate heat treatments. The structural and spectral properties were investigated by differential thermal analysis (DTA), X diffraction rays (XRD), Raman spectroscopy, UV-VIS-NIR absorption, photoluminescence, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The results demonstrated that the synthesized vitreous systems have excellent thermal properties and efficient emission channel in the visible and near infrared regions. The presence of gold nanoparticles induced changes in the rare earth emission spectra due to the collective oscillations of free electrons of the metal interacting with the electromagnetic field around the Sm3+ and Pr3+ ions. High pressure causes a densification in the host matrix. The consequent decrease in the interatomic distance between ions would be responsible for the decrease of the emission intensities observed probably due to a depopulation of 4G5/2 level to Sm3+ ion and 3P0-1D2 for the Pr3+ ion.

O presente trabalho analisou a sorção (absorção e adsorção) de íons metálicos (principalmente Cu, Zn, Ni) e poluentes orgânicos por subprodutos do beneficiamento do carvão (SBC) do Rio Grande do Sul e sua separação da solução por flotação por ar dissolvido (FAD). Esse conjunto de técnicas, denominado flotação de partículas sorventes (FPS), foi estudado em escala de bancada e piloto como alternativa para a remoção-separação desses metais pesados dissolvidos em soluções sintéticas diluídas e efluentes industriais. O sólido sorvente utilizado foi devidamente selecionado entre os diversos produtos existentes (rejeitos de jigagem de várias camadas) e caracterizado desde o ponto de vista químico, morfológico, mineralógico, petrográfico e interfacial (sólido/líquido). A sorção foi estudada em função do pH do meio, granulometria, curvas de acumulação e parâmetros cinéticos. O mecanismo de sorção dos íons metálicos foi estudado em detalhe através de isotermas de sorção, microscopia eletrônica de varredura, força atômica e potencial zeta. A complexação interfacial entre as espécies hidrolisadas Me(OH)+ e a superfície negativamente carregada dos silicatos (principalmente caulinita) e vitrinita mostrou ser o principal mecanismo envolvido. A sorção dos íons Cu, Zn e Ni em função do pH e da formação das espécies hidrolisadas ocorre em valores de pH superiores a 5 para Cu e Zn e acima de pH 9 para Ni. Em relação à cinética de sorção, tempos de contato em torno de 7 min foram suficientes para alcançar uma elevada eficiência de remoção de íons metálicos. Isotermas de sorção apresentaram valores de saturação da ordem de 70 mg.g-1 para soluções contendo Cu, Zn e Ni simultaneamente e pH 9,5; 16 mg.g-1 para soluções contendo somente Cr-+3; 650 mg.g-1 para óleos e 46 mg.g-1 para corantes (azul de metileno). Estudos microscópicos permitiram caracterizar a estruturas das diferentes espécies que compõem o sólido e as variações na superfície do SBC antes e após sorção. Foram realizados estudos de otimização do sistema FAD considerando fatores físicoquímicos e operacionais. Foi descoberta uma forma de geração de microbolhas em baixas pressões de saturação (< 3 atm.) pela redução da tensão superficial da água no saturador. A redução da tensão superficial do líquido diminui a fricção no constritor de fluxo permitindo a cavitação a baixas pressões. Essa técnica diminui o consumo energético do processo de saturação, um dos maiores custos operacionais da FAD. A zona de separação da célula de flotação foi modificada introduzindo um segundo difusor de ar tipo “cogumelo”. Esse artifício possibilitou a captura de agregados de partículas que normalmente sedimentam em função do peso ou de unidades bolha-partícula que se rompem. O processo FPS-FAD (piloto) foi aplicado à remoção de íons Cu, Zn, Ni e Cr+3 em soluções sintéticas diluídas e efluentes de galvanoplastia. Valores superiores a 90% foram obtidos com soluções sintéticas. Por outro lado, o nível de remoção observado nos ensaios de sorção em efluentes sintéticos não foi atingido na operação do sistema com efluente industrial. Nesse caso, a presença de metais complexos, óleos e colóides diminuiu a eficiência do processo FPS-FAD. Conclui-se que a alternativa tecnológica estudada demonstrou eficiência no tratamento de efluentes líquidos contendo baixas concentrações de poluentes (melhor, na ausência de complexos e quelatos). A alta área superficial do SBC ICA, capacidade de sorção de poluentes (metais pesados, óleos e corantes), o baixo custo envolvido (basicamente moagem e transporte) sua abundância (6000 t/mês) conferem ao sólido um grande potencial de aplicação e vantagens econômicas. Por último, as modificações no “design” da unidade FAD deverão produzir significativos benefícios operacionais e no custo global do processo pré-avaliado em 0,69 US$/m3 para uma unidade com geração diária de 100 m3 de efluente. / The present work studied the removal of heavy metal ions (mainly Cu, Zn and Ni) organic compounds by sorption (absorption and adsorption) onto a coal beneficiation tailing from the coal industry of Rio Grande do Sul and its separation by dissolved air flotation (DAF). This technique, named adsorptive particulate flotation (APF), was studied in laboratorial and pilot scale as an alternative for pollutants removal and separation from synthetic solutions and industrial wastewaters. The sorbent material used in this work was selected from different byproducts (jigging refuses) and its morphological, mineralogical, chemical, physical and interfacial (solid/liquid) characteristics were studied in detail. Sorption studies were carried out as function of pH, particle size, isotherm curves and kinetics. Mechanisms involved in sorption were investigated through sorption isotherms, zeta potential, scanning electron and atomic force microscopy. The most important sorption mechanism is considered to be the interfacial complexation between the hydrolyzed species Me(OH)+ and the negatively charged silicates and vitrinite surfaces. The sorption of Cu, Zn and Ni as a function of pH and hydrolyzed species formation was found to occur at pH values higher than 5 for Cu and Zn, while Ni sorption was found to occur at pH values higher than 9. Concerning kinetics, residence time of 7 min allowed the process to achieve high ions removal efficiency. Sorption isotherms showed saturation values of the order of 70 mg.g-1for heavy metal ions (Cu, Zn and Ni at pH=9.5), 16 mg.g-1 Cr-3, 650 mg.g-1 for oils and 46 mg.g-1 for dyes (methylene blue). Microscopic techniques were used to study the different SBC ICA compounds mineralogical structures and the surface variations before and after sorption. The dissolved air flotation process was improved considering physical, chemical and operational parameters. The bubble generation system was optimized using an innovative procedure of decreasing the liquid interfacial tension in the saturation vessel. This technique allows the DAF system to operate with low saturation pressures (<3atm), which decreases de energy operational costs. Further, studies were conducted changing the flotation cell design. A “mushroom” type diffuser was installed in the separation zone and better performance was obtained. This modification enhances the collection of fragile coagula by bubbles, avoiding aggregate rupture and settling. The APF process was applied for the removal of Cu, Zn, Ni and Cr+3 ions from synthetic and industrial wastewaters. In general, the removal efficiency achieved in batch sorption experiments with synthetic solutions was also found in the pilot operation with industrial effluents. However, it was observed that heavy metal complexes and oils interfere in the sorption. It is concluded that the process alternative studied in this work demonstrated high efficiency for the removal of low concentration pollutants in wastewaters treatment. Because of the high SBC ICA surface area, the pollutants affinity and high sorption values (heavy metal ions, oils and dyes) and the solid availability (6000 t/month), these tailings present high potential as sorbing material at a low cost. Finally, the modifications in the DAF cell design lead the process to operational advantages and cost reduction. The global cost was pre-evaluated in 0.69 US$/m3 for a wastewater plant with an effluent generation of 100 m3/day.

Nos últimos anos, têm surgido diversas resoluções a fim da proteção e conservação de águas subterrâneas no território brasileiro. Em conseqüência têm aumentado a necessidade de se desenvolver e se implementar métodos para prevenir e reduzir a contaminação destas águas. Uma das tecnologias emergentes para o tratamento in situ de águas subterrâneas são as barreiras permeáveis reativas - BPRs. Mediante estas, materiais relativamente econômicos, como por exemplo, o ferro são usados para remover diversos tipos de poluentes. No presente trabalho foi investigada a síntese e o uso de partículas de ferro para remover cátions metálicos, comumente achados em águas subterrâneas. Para tal fim foram avaliadas partículas de ferro obtidas mediante diferentes fontes: um produto comercial e partículas de ferro sintetizadas, sendo que uma fração das últimas foi modificada superficialmente. Foi avaliado o comportamento de soluções aquosas de sais de alumínio, cobre e níquel, em contato com as partículas. O procedimento experimental deste estudo incluiu a síntese e a caracterização das partículas obtidas; e os ensaios preliminares para observação da tendência de pH, concentração dos íons e potencial redox. Além disso, foi avaliada a cinética e o equilíbrio das soluções em contato com as partículas de ferro. Assim, com base nos resultados obtidos poder-se-ia concluir que é possível sintetizar-se em laboratório nanopartículas de ferro. Entretanto, devido ao método de síntese utilizado, estas possuem uma porcentagem de impurezas as quais podem afetar tanto as propriedades da solução, quanto às propriedades superficiais. Estas impurezas, no entanto, podem ser eliminadas mediante lavagem com água e/ou álcool. Além disso, as nanopartículas de ferro formam, em solução aquosa, uma camada de óxidos, a qual pode auxiliar na remoção de diferentes compostos. Os cátions de Al3+, Cu2+ e Ni2+ em solução aquosa podem ser removidos com as nanopartículas de ferro sintetizadas. A remoção do alumínio ocorre, majoritariamente, devido a mecanismos de precipitação e à co-precipitação. A remoção do cobre e níquel ocorre, majoritariamente devido a uma combinação de mecanismos de redução e adsorção. / In recent years, there have been several resolutions to protect and conserver the groundwater in Brazil. As a result has increased the need to develop and implement methods to prevent and reduce contamination of these waters resources. One of the emerging technologies for in situ treatment of groundwater is the permeable reactive barriers - PRBs. Through these, materials relatively inexpensive such as iron are used to remove several pollutants. In this study it was investigated the production and use of iron particles. They were used to remove metal cations commonly found in groundwater. For this purpose it was evaluated iron particles obtained from different sources: a commercial and a synthesized product. A fraction of the latter, was superficially modified. The aqueous solutions behavior of salts containing aluminum, copper and nickel, was evaluated individually in contact with the particles. The experimental procedure of the current work included the synthesis and characterization of the particles; and preliminary tests in order to observe the pH, the concentration and the potential redox trends. Furthermore, it was evaluated the kinetics and the equilibrium behavior of the solutions in contact with the iron particles. Hence, as a consequence of the obtained results, it could be say that it is possible to synthesize iron nanoparticles in the laboratory. However, due to the synthesis method used, they have a percentage of impurities that can affect both the solution and the surface properties. The impurities, however, can be removed through water or alcohol washing. Moreover, the iron nanoparticles obtained in aqueous solution has formed an iron oxide layer, which can assist the removal of several compounds. For this reason cations of aluminum, copper and nickel dissolved in aqueous solution can be removed with the synthesized iron nanoparticles. Removal of the aluminum occurs mainly due to precipitation and co-precipitation mechanism. The removal of copper and nickel occurs mostly due to a combination of adsorption and reduction mechanisms.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Programa de Pós-Graduação em Geotecnia, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-11-20T13:30:12Z No. of bitstreams: 1 2013_OrlyTatianaCastanedaRojas.pdf: 1825539 bytes, checksum: 17d557fe5fa1bdb15adcf6001bc52fb4 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2013-12-10T13:41:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_OrlyTatianaCastanedaRojas.pdf: 1825539 bytes, checksum: 17d557fe5fa1bdb15adcf6001bc52fb4 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-10T13:41:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_OrlyTatianaCastanedaRojas.pdf: 1825539 bytes, checksum: 17d557fe5fa1bdb15adcf6001bc52fb4 (MD5) / Na Colômbia, em 1972, deu-se início a um processo inadequado de deposição de resíduos nas zonas urbanas da cidade de Medellín, denominado lixão de Moravia. No lixão de Medellín foram acumulados vários tipos de resíduos, entre hospitalares, industriais, domésticos e entulho, sem nenhum controle e com a autorização do governo local. Inicialmente, eram depositadas cerca de cem toneladas de lixo por dia, quantidade que ao longo dos anos aumentou significativamente. A evolução do acúmulo de lixo serviu para atrair a população local envolvida com atividades de reciclagem para a área do seu entorno. Em 1983, devido ao crescimento relevante, a montanha de lixo passou a ser encarada pelas entidades da administração pública locais como tópico de emergência para ações de saúde pública e solução de passivos ambientais gerais, sendo seu fechamento iminente. Essa dissertação se propôe estudar o transporte de contaminantes de três metais pesados: Cromo, Cádmio e Chumbo. Para analisar o comportamento das multiespécies, foram realizados vários ensaios em amostras coletadas no Morro e para validar os resultados foram feitos ensaios in situ no Morro de Moravia. Inicialmente foram coletadas as amostras deformadas para realizar os ensaios de classificação, entre os quais, foram realizados medidas de umidade, granulometria, limites de Atterberg e massa especifica dos sólidos. Na caracterização geo-ambiental, foram realizados ensaios de sorção, medidas do pH e temperatura, além dos ensaios, em coluna a nível laboratorial e ensaios em coluna em escala real. Para complementar o estudo, foram realizados o levantamento topográfico do Morro, e instalados piezômetros e inclinômetros. As leituras destes instrumentos foram tomadas semanalmente durante dois meses. A partir dos resultados obtidos dos ensaios em laboratório e campo, foi possível verificar o comportamento dos três metais pesados analisados, fazendo una comparação das curvas de chegada das concentrações, para os casos em que o afluente era água e no caso em que era lixiviado. O estudo revelou que o solo coletado apresenta alto teor de areia o que facilita o fluxo do lixiviado na direção do rio Medellín. Também foi observado tanto nos ensaios de laboratório como nas medidas de campo que o mecanismo de dessorção predominou no processo de fluxo. Ou seja, as concentrações finais medidas foram maiores que as iniciais, sendo surprendentemente alta quando o fluido afluente era água. Isto significa que o solo está altamente contaminado, tornando-se um problema grave na época chuvosa já que toda esta contaminação é transportada para o rio Medellín, o maoir afluente da cidade. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In Colombia, in 1972, a process of inappropriate waste disposal has begun in urban areas of the city of Medellín, called Morro de Moravia. Various types of waste were accumulated, including hospital, industrial and domestic, with no control and with the permission of the local government. Initially, one hundred tons of waste, per day, was deposited approximately. This rate increased significantly among the years. The evolution of the accumulation of waste served to attract local people involved with recycling activities to the surroundings areas. In 1983, due to significant growth, the waste mountain came to be regarded by the authorities of the local public administration as a topic for emergency actions in public health. This dissertation proposes to study the transport of three heavy metals: Chromium, Cadmium and Lead. To analyze the behavior of multi-species, several tests were performed on samples collected at Morro and to validate the results, there were made in situ tests in Morro de Moravia. Initially, we collected disturbed samples to realize the test classification, measurements of moisture, particle size, Atterberg limits and bulk density of soils. Geoenvironmental tests were performed like sorption, measurements of pH and temperature, in addition to the column tests at laboratory and in-situ. To complement the study, it was installed piezometers and inclinometers. The measurements of these instruments were taken weekly for two months. The results obtained in the laboratory and field tests were performed to verify the behavior of the three heavy metals analyzed. The study revealed that the collected soil has a high sand content which facilitates the flow of leachate toward the Medellín River. It was also observed both in laboratory tests and in field measurements that the predominant mechanism is the desorption process. Measurements of final concentrations were higher than the initials, wen the fluid was water. This means that the soil is highly contaminated, becoming a serious problem in the rainy season for the Medellin city. _______________________________________________________________________________________ RESUMEN / En Colombia, en 1972, se dio inicio a un proceso inadecuado de deposición de residuos en las zonas urbanas de la ciudad de Medellín, denominado basurero de Moravia. En el botadero de Medellín fueron acumulados varios tipos de residuos, entre hospitalarios, industriales, domésticos y escombros, sin ningún control y con la autorización del gobierno local. Inicialmente, eran depositadas cerca de cien toneladas de basura por día, cantidad que con los años aumentó significativamente. La evolución del morro de basura sirvió para atraer la población local envuelta con actividades de reciclaje al el área del entorno. En 1983, debido al crecimiento relevante, la montaña de basura pasó a ser tomada por las entidades de la administración pública como tópico de emergencia para acciones de salud pública y solución de pasivos ambientales generales, declarando la clausurando inminente del moro. Esta disertación se propone estudiar el transporte de contaminantes de tres metales pesados: Cromo, Cadmio y Plomo. Para analizar el comportamiento del flujo de los metales multiespecie, fueron realizados varios ensayos en muestras colectadas en los alrededores del Morro y para validar los resultados fueron realizados ensayos en el Morro de Moravia “in situ”. Inicialmente fueron colectadas las muestras alteradas para realizar los ensayos de clasificación, entre los cuales, fueron realizados medidas de humedad, granulometría, límites de Atterberg y gravedad específica. En la caracterización geo-ambiental, fueron realizados ensayos de sorción, medidas del pH y temperatura, además de los ensayos, en columna a nivel laboratorial y ensayos en columna en escala real. Para complementar el estudio, fueron realizados el levantamiento topográfico del Morro, e instalados piezómetros e inclinómetros. Las lecturas de estos instrumentos fueron tomadas semanalmente durante dos meses. A partir de los resultados obtenidos de los ensayos en laboratorio y campo, fue posible verificar el comportamiento de los tres metales pesados analizados, haciendo una comparación de las curvas de llegada de las concentraciones, para los casos en que el afluente era agua y lixiviado. El estudio reveló que el suelo colectado presenta alto contenido de arena lo que facilita el flujo de lixiviado en la dirección del rio Medellín. También fue observado tanto en los ensayos de laboratorio como en las medidas de campo que el mecanismo de desorción predominó en el proceso de flujo. O sea, las concentraciones finales medidas fueron mayores que las iniciales, siendo sorprendentemente alta cuando el fluido afluente era agua. Esto significa que el suelo está altamente contaminado, convirtiéndose un problema grave en la época lluviosa ya que toda esta contaminación es transportada para el rio Medellín, el cual es el mayor afluente de la ciudad.

Um dos maiores problemas enfrentados pelas grandes cidades tem sido o gerenciamento de seus resíduos sólidos, principalmente no que tange seu descarte. Condições inadequadas de disposição desses resíduos causam inúmeros danos ao meio ambiente. Em cidades litorâneas é bastante comum a utilização dos manguezais como locais de disposição do lixo, resultando em sua degradação parcial ou mesmo total, levando muitas vezes ao desaparecimento desses ecossistemas. Durante mais de 50 anos a área de manguezal estudada neste trabalho serviu como local de descarte de resíduos provenientes das diversas atividades portuárias sendo utilizada como lixão e mesmo como aterro. Com o objetivo de estudar o comportamento geoquímico de íons de metais pesados chumbo, zinco, cobre e níquel foram analisados e estudados os atributos do solo/sedimento e as águas subterrâneas e superficiais do mar e do Rio Saboó, compartimentos próximos a área de estudos. Através de extrações parciais constatou-se que esses íons encontram-se acima dos valores de Referência de Qualidade da CETESB. O elevado teor de matéria orgânica, característico em área de manguezal, assim como a presença de minerais como illita, de elevado poder adsortivo, foram os principais responsáveis pela fixação iônica apesar das características texturais areno siltosa da área. A presença de íons de metais pesados nas águas subterrâneas e superficiais acima dos Padrões de Referência se deve ao contato do solo/sedimento com soluções com elevados valores de força iônica. Análises químicas do chorume, produto da percolação do antigo lixão, indicaram penas a presença de Pb em quantidades mais elevadas devido, principalmente, ao fenômeno de complexação com a matéria orgânica. / One of the biggest problems big cities are facing is how to manage its solid wastes, especially when we are talking about its disposal. Inadequate condition of its disposal causes many damages to environment. In coast cities are very common the use of mangroves as garbage disposal resulting in its partial or total degradation leading, many times, to ecosystems disappearances. For over 50 years the mangrove site studied in this project was the place of residual disposal from several harbor activities been used as landfill. With the aim to study the geochemistry behavior of ions of hevy metals, such as lead, zinc, copper and nickel, were analysed and studied the attributes of soil/sediment, groundwater and surface water from Saboó river, compartment close to the study field. Through partial extraction was proved that these ions were found above the values from Quality References of CETESB. High content of organic matter, characteristic in mangroves sites, just like the presence of minerals such as illite, which is very adsorptive, were the main responsible from ionic fixation despite the sandy-silty grains size characteristics of the area. The presence of ions in groundwater and superficial waters above the Reference Standarts is due to the contact of soil/sediment with solutions with high values of ionic force. Chemistry analysis of leachate, percolations product of the former landfill, indicated the presence only of Pb in high amount because of complexation phenomenon with the organic matter.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / As pesquisas com salinizaÃÃo nos perÃmetros irrigados, quanto à presenÃa de metais pesados ainda sÃo incipientes. Estes metais vÃm sendo encontrados em Ãreas irrigadas e estÃo associados a grupos de impactos ambientais, por serem poluentes devido à sua toxicidade e persistÃncia no ambiente. O trabalho teve como objetivo verificar a concentraÃÃo de metais pesados e verificar as correlaÃÃes existentes entre eles em solos afetados por sais referentes a quatro (4) perÃmetros irrigados no Cearà (Baixo-acaraÃ; Morada Nova; Curu-Pentecoste e IcÃ-Lima Campos). Foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 0â10 e 10-20 cm em 10 pontos dentro de cada perÃmetro, sendo (1) ponto, dentro de cada perÃmetro, referente a solos de vegetaÃÃo preservada, totalizando oitenta (80) amostras. Foram obtidos os teores pseudototais de metais, assim como foram realizadas anÃlises multivariadas (anÃlise de correlaÃÃo canÃnica e fatorial), entre atributos relacionados com a salinizaÃÃo (CTC, PST, pH e CE) e variÃveis constituÃdas pelos metais pesados (Al, B, Mn, Mo, Si, Zr, Cr, Fe, V, Ni, Pb, Ti, Zn, As, Cd, Co e Cu) na camada de 0-10 e 10-20. Concluiu-se que: a) Os teores de metais pesados e elementos nos solos dos quatro perÃmetros seguiram a seguinte ordem decrescente: Fe, Al, Si, Ti, Mn, Zn, Cr, V, Ni, Cu, Co, B, Pb, Se, Cd, Mo, Zr, sendo esta ordem, no geral, independente das camadas superficiais e subsuperficiais consideradas. b) Os valores de referÃncia de qualidade para metais pesados e elementos obtidos neste estudo, de modo geral, foram considerados baixos, quando comparados com os valores estipulados por ÃrgÃos ambientais (CONAMA e CETESB). Inclusive, para todas as amostras de solo, os teores de As e Hg, ficaram abaixo de limite de detecÃÃo do aparelho (0,01). c) Os atributos do solo relacionadas com a salinizaÃÃo CTC, pH, PST e CE contribuÃram para explicar os teores de metais pesados nos solos dos quatro perÃmetros irrigados, quando analisados em conjunto; todavia, nÃo foram capazes de explicar quando analisados de forma individual; seguindo a ordem de importÃncia: CTC > pH > PST > CE. d) Foram verificadas correlaÃÃes entre os elementos metÃlicos analisados neste estudo (B, Mo, Si, Zr, Cr, Ni, Pb, Ti, Zn, Cd, Co, Se e Cu) com o Fe, Mn, Al, Ti e V, ou, ainda, afinidades geoquÃmicas entre os elementos, nos solos dos quatro perÃmetros irrigados do CearÃ. / Researches with salinization in irrigated areas, for the presence of heavy metals are still incipient. These metals have been consistently found in areas irrigated groups and are associated with environmental impact, being pollutants because of their toxicity and persistence in the environment. The study aimed to determine the concentration of heavy metals and to establish correlations between them in salt affected soils less than four (4) in irrigated Cearà (Baixo-AcaraÃ; Morada Nova; Curu-Pentecost and Ico-Lima Campos). Samples were collected at depth of 0-10 and 10-20 cm in 10 points within each perimeter, being (1) point within each perimeter, referring to soils preserved vegetation, totaling (80) samples. Were obtained the total contents of metals, as well as multivariate analyzes were performed (canonical correlation analysis and factorial) between attributes related to salinization (pH, CE, CTC and PST) and variable consisting of the heavy metals (Al, B, Mn , Mo, Si, Zr, Cr, Fe, V, Ni, Pb, Ti, Zn, As, Cd, Co and Cu) in the 0-20 cm. It was concluded that: a) The levels of heavy metals and elements in soils of the four perimeters followed the following order: Fe, Al, Si, Ti, Mn, Zn, Cr, V, Ni, Cu, Co, B, Pb , Se, Cd, Mo, Zr, and this order, in general, independent of the surface and subsurface layers considered. b) The reference values for heavy metals and quality data obtained in this study, in general, were low compared to the values stipulated by environmental agencies at Brasil (CONAMA and CETESB). In fact, for all the soil samples, the levels of As and Hg were below the limit of detection apparatus (0.01). c) Soil attributes related to salinity CTC, pH, EC and PST contributed to explain the levels of heavy metals in soils of the four irrigation schemes, when analyzed together, however, were not able to explain when analyzed individually. Following the order of importance: CTCT > pH > PST > EC. d) Correlations were observed between metallic elements analyzed in this study (B, Mo, Si, Zr, Cr, Ni, Pb, Ti, Zn, Cd, Co, Se and Cu) with Fe, Mn, Al, Ti and V, or even, geochemical affinities between the elements in the four soils irrigated CearÃ.

Nos últimos anos, têm surgido diversas resoluções a fim da proteção e conservação de águas subterrâneas no território brasileiro. Em conseqüência têm aumentado a necessidade de se desenvolver e se implementar métodos para prevenir e reduzir a contaminação destas águas. Uma das tecnologias emergentes para o tratamento in situ de águas subterrâneas são as barreiras permeáveis reativas - BPRs. Mediante estas, materiais relativamente econômicos, como por exemplo, o ferro são usados para remover diversos tipos de poluentes. No presente trabalho foi investigada a síntese e o uso de partículas de ferro para remover cátions metálicos, comumente achados em águas subterrâneas. Para tal fim foram avaliadas partículas de ferro obtidas mediante diferentes fontes: um produto comercial e partículas de ferro sintetizadas, sendo que uma fração das últimas foi modificada superficialmente. Foi avaliado o comportamento de soluções aquosas de sais de alumínio, cobre e níquel, em contato com as partículas. O procedimento experimental deste estudo incluiu a síntese e a caracterização das partículas obtidas; e os ensaios preliminares para observação da tendência de pH, concentração dos íons e potencial redox. Além disso, foi avaliada a cinética e o equilíbrio das soluções em contato com as partículas de ferro. Assim, com base nos resultados obtidos poder-se-ia concluir que é possível sintetizar-se em laboratório nanopartículas de ferro. Entretanto, devido ao método de síntese utilizado, estas possuem uma porcentagem de impurezas as quais podem afetar tanto as propriedades da solução, quanto às propriedades superficiais. Estas impurezas, no entanto, podem ser eliminadas mediante lavagem com água e/ou álcool. Além disso, as nanopartículas de ferro formam, em solução aquosa, uma camada de óxidos, a qual pode auxiliar na remoção de diferentes compostos. Os cátions de Al3+, Cu2+ e Ni2+ em solução aquosa podem ser removidos com as nanopartículas de ferro sintetizadas. A remoção do alumínio ocorre, majoritariamente, devido a mecanismos de precipitação e à co-precipitação. A remoção do cobre e níquel ocorre, majoritariamente devido a uma combinação de mecanismos de redução e adsorção. / In recent years, there have been several resolutions to protect and conserver the groundwater in Brazil. As a result has increased the need to develop and implement methods to prevent and reduce contamination of these waters resources. One of the emerging technologies for in situ treatment of groundwater is the permeable reactive barriers - PRBs. Through these, materials relatively inexpensive such as iron are used to remove several pollutants. In this study it was investigated the production and use of iron particles. They were used to remove metal cations commonly found in groundwater. For this purpose it was evaluated iron particles obtained from different sources: a commercial and a synthesized product. A fraction of the latter, was superficially modified. The aqueous solutions behavior of salts containing aluminum, copper and nickel, was evaluated individually in contact with the particles. The experimental procedure of the current work included the synthesis and characterization of the particles; and preliminary tests in order to observe the pH, the concentration and the potential redox trends. Furthermore, it was evaluated the kinetics and the equilibrium behavior of the solutions in contact with the iron particles. Hence, as a consequence of the obtained results, it could be say that it is possible to synthesize iron nanoparticles in the laboratory. However, due to the synthesis method used, they have a percentage of impurities that can affect both the solution and the surface properties. The impurities, however, can be removed through water or alcohol washing. Moreover, the iron nanoparticles obtained in aqueous solution has formed an iron oxide layer, which can assist the removal of several compounds. For this reason cations of aluminum, copper and nickel dissolved in aqueous solution can be removed with the synthesized iron nanoparticles. Removal of the aluminum occurs mainly due to precipitation and co-precipitation mechanism. The removal of copper and nickel occurs mostly due to a combination of adsorption and reduction mechanisms.

Esta pesquisa teve por objetivo avaliar aspectos fundamentais para o emprego de processo anaeróbio associado a membranas de micro e ultrafiltração no tratamento de efluentes de curtume oriundos do processo de acabamento. Para tanto, foi utilizada uma unidade piloto composta de um reator anaeróbio de mistura completa com um volume útil de 40 L, uma unidade de microfiltração para separação de biomassa e uma unidade de ultrafiltração para reter no sistema compostos macromoleculares (taninos). O material constituinte das membranas era cerâmica e o diâmetro médio de poro, especificado pelo fabricante, da microfiltração foi 0,2 mm e da ultrafiltração 0,005 mm. A biomassa no reator anaeróbio foi inoculada para que a concentração inicial fosse de 7.000 mg/L de SVT, sendo a origem desta um reator UASB tratando efluente de uma fábrica de gelatina. O trabalho foi desenvolvido em três etapas, sendo utilizadas diferentes pressões nas membranas, a saber: na primeira etapa as membranas foram operadas com um pressão de 800 kPa, na segunda com uma pressão de 600 kPa e na terceira etapa a pressão utilizada foi de 400 kPa. A remoção de cromo foi superior a 95% em todas as etapas, sendo que a maior remoção ocorreu no conjunto reator anaeróbio e microfiltração. Este comportamento deveu-se à fixação deste metal na biomassa e à conseqüente retenção desta na operação de microfiltração. A remoção média de matéria orgânica, avaliada através do parâmetro DQO, para as três etapas estudadas foi 68,13%, 58,32% e 60,17% e, em todo o sistema, de 81,93%, 76,20% e 69,15%. Ocorreu remoção total dos sólidos suspensos já que o diâmetro de poro da membrana de microfiltração era 55,55% inferior ao diâmetro de poro utilizado nas membranas para determinação de sólidos suspensos. Já para sólidos totais, onde inclui-se os dissolvidos, esta eficiência variou de 42% a 63%.