Submitted by Everaldo Pereira (pereira.evera@gmail.com) on 2018-04-26T16:48:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Rafael Ribeiro Daltro.pdf: 16346807 bytes, checksum: 464556e4f64d8c433b973129e341f84f (MD5) / Approved for entry into archive by NUBIA OLIVEIRA (nubia.marilia@ufba.br) on 2018-05-02T19:46:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Rafael Ribeiro Daltro.pdf: 16346807 bytes, checksum: 464556e4f64d8c433b973129e341f84f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-02T19:46:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Rafael Ribeiro Daltro.pdf: 16346807 bytes, checksum: 464556e4f64d8c433b973129e341f84f (MD5) / O município de Boquira, localizado na porção centro sul do estado da Bahia, está situado em um ambiente geológico com importante background natural para chumbo e zinco e hospedou entre os anos de 1960 e 1992 a maior mina de chumbo e zinco do Brasil. Diante das altas concentrações de metais tóxicos na área de estudo, a dúvida quanto à contaminação dos recursos hídricos existe desde o início das atividades da Mineração Boquira, sendo recorrente após quase 60 anos, em especial devido às importantes fontes de metais tóxicos deixadas como passivo ambiental pela mineração em forma de bacia de rejeito, galerias da mina subterrânea, mina à céu aberto e pilha de estéril, situadas no entorno da zona urbana. Desta forma, buscou-se avaliar a qualidade dos recursos hídricos utilizados para abastecimento humano no município de Boquira, frente a uma possível contaminação natural e antrópica por metais, e a influência dos passivos ambientais tóxicos deixados no município após o súbito abandono da mineração. Para tanto, realizou-se campanhas de campo e amostragem de alíquotas de água objetivando a realização de análises químicas laboratoriais para monitoramento e comparação com outros autores. Concluiu-se então que existe influência do background natural das rochas do município de Boquira nos recursos hídricos utilizados pela população, conferido valores acima do Valor Máximo Permitido (CONAMA 357/2005; CONAMA 396/2008; Portaria MS 2914/2011 e WHO, 2011) para consumo humano para metais como cálcio, ferro, magnésio, manganês e sódio. Apesar das maiores concentrações para metais como chumbo, zinco e cádmio estarem situadas nas águas das galerias da mina subterrânea e bacia de rejeito, de acordo com a metodologia utilizada neste trabalho não existe correlação entre os elevados teores de metais tóxicos oriundos do passivo da Mina de Boquira com os recursos hídricos utilizados para abastecimento humano (água subterrânea, água superficial de nascente e cisternas abastecidas por água da chuva) no município de Boquira. / ABSTRACT - The city of Boquira, located in the south central portion of the state of Bahia, in a geological environment with an important natural background for lead and zinc, hosted between 1960 and 1992's the largest lead and zinc mine in Brazil. Due the high concentrations of toxic metals in the study area, questions about the contamination of water resources have existed since the beginning of the activities of the Mineração Boquira (Boquira Mining), being recurrent after almost 60 years, especially due to the important sources of toxic metals left as environmental waste as tailings mine, underground mine galleries and openpit, located in the surroundings of the urban area. In this way, was evaluated the quality of the water resources used as human source in the urban area of Boquira, facing a possible natural and also anthropic contamination by metals, and the influence of toxic environmental pollutants left in Boquira after the sudden abandonment of the mining. Field campaigns and water aliquot sampling were carried out to perform laboratory chemical analysis for monitoring and comparison with data from other authors. It was possible to conclude that there is influence from the natural background of the rocks that make up the substrate of Boquira in the water resources used by the population, given values above the Maximum Permitted Value (CONAMA 357/2005, CONAMA 396/2008, MS 2914/2011 and WHO, 2011 - Brazilian regulatory laws) for human consumption for metals such as calcium, iron, magnesium, manganese and sodium. Although the highest concentrations for metals such as lead, zinc and cadmium are located in the galleries of the underground mine and tailings basin, according to the methodology used in this dissertation there is no correlation between the material coming from the tailings basin and underground mine with the resources (groundwater, spring water and cisterns supplied by rainwater). Keywords: abandoned mining, lead-zinc, water resources, toxic metals, semiarid, Boquira.

MELO, Diego de Quadros. Uso de Resíduos Lignocelulósicos Ativados como Adsorventes na Remoção de Íons Metálicos Tóxicos: Estudos de Batelada e Coluna Utilizando Planejamento Experimental. 2015. 171 f. Tese (Doutorado em química)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-28T17:42:22Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_dqmelo.pdf: 6380438 bytes, checksum: 8f16e06c4d0eea08ea60fc7267fc0811 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T14:36:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_dqmelo.pdf: 6380438 bytes, checksum: 8f16e06c4d0eea08ea60fc7267fc0811 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T14:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_dqmelo.pdf: 6380438 bytes, checksum: 8f16e06c4d0eea08ea60fc7267fc0811 (MD5) Previous issue date: 2015 / The tururi and buriti fibers, and the castor bean stalks are extremely efficient to sorption of metal ions from aqueous solutions. In this study, the adsorbents were activated with different concentrations of alkali solutions (5, 7, 10 and 15% w/v). The materials were characterized by analytical techniques as infrared, X-ray Diffraction (XRD) and Thermogravimetry analysis. The infrared spectra revealed that associated groups to macromolecules of hemicellulose and lignin after alkaline activation have less intensity compared to the initial samples. The XRD revealed, that after castor bean stalks alkaline activation, the presence of the cellulose type II peaks, which did not occur with tururi and buriti fibers. The fluorescence X-ray data showed that the cations present in the initial adsorbents, K+ and Ca2 + are exchanged by Cu (II), Ni (II), Cd (II) and Pb (II) in the sorption process. Studies of the influences of variables: mass of adsorbent; agitation rate; the initial pH and concentration using a fractional factorial design 24-1 demonstrated that all variables affect the response (adsorption capacity mg g-1). As a result for a larger value of qtotal, conditions were observed while maintaining the pH at 5.5; mass of the adsorbent 50 mg; agitation at 200 rpm and the initial concentration: 500 mg L-1. The adsorption kinetics revealed fast adsorption process, about 30 minutes, and good fitting to pseudo-second-order theoretical model to all adsorption process studied. Intraparticle diffusion models as Weber-Morris and Boyd were testes in order to study the limiting steps of the process.The results showed that for tururi and buriti fibers (with the exception of nickel ions) the rate-limiting step is not the intraparticle diffusion, while for the castor bean stalks, it was found that the rate-limiting step of the process is the intraparticle diffusion. The study of monoelement and multielement systems were performed at pH 5.5, initial concentrations from 20-500 mg L-1, which the experimental data were fitted to the Langmuir, Freundlich and Sips theoretical models. The tururi fibers adsorption capacities (mg g-1) in monoelementar and multielement system follows the order Pb (188.79)> Cd (92.20)> Cu (32.82)> Ni (22.23) and Cd (77.53)> Pb (43.93)> Cu (24.99)> Ni (19.51), respectively. Buriti fibers adsorption capacities (g-1 mg) in monoelementar and multielement systems follows the order of Cu (143.1)> Pb (112.1)> Ni (103.7)> Cd (86.33) and Pb (69.12)> Cu (49.28)> Ni (45.10)> Cd (24.95), respectively. Castor bean stalks adsorption capacities (g-1 mg) in in monoelementar and multielement systems follows the order of Pb (175.1)> Cd (124.8)> Ni (111.1)> Cu (89.23) and Cu (56.78)> Pb (55.82)> Cd (44.72)> Ni (43.48), respectively. The results showed a better fit for the Sips model, relating to a heterogeneous adsorption. Fixed bed studies using castor bean stalks checking the influence of variables adsorbent flow (1, 2 and 3 mL min-1), the height of the column (5, 7 and 10 cm) and initial concentration (100 , 200, 300 mg L-1) by the Box-Behnken planning revealed that there were no influence between the variables in the studied. The breakthrough curves were well fitted to the Thomas model. The study in real effluent with Cu (II) (galvanoplastic sector) was carried out using the optimized condition: flow (1 ml min-1); bed height (10 cm) initial concentration: (245.5 mg L-1) and it was found adsorption capacity of 32.42 mg g-1. The mamoneira stalks adsorbent was used for five cycles to verify their potential reuse, and it was found no significant efficiency losses. / As fibras tururi, buriti e talos da mamoneira são resíduos lignocelulósicos extremamente eficientes na sorção de metais de soluções aquosas. Neste trabalho, eles foram ativados com diferentes concentrações de soluções alcalinas (5, 7, 10 e 15% m/v). Os materiais foram caracterizados pelas técnicas analíticas de Infravermelho, Difração de Raios-X (DRX) e Termogravimetria. Os espectros de infravermelho revelaram que os grupos associados às macromoléculas de hemicelulose e lignina diminuem em intensidade ou desaparecem após a ativação alcalina. Os DRX revelaram que após a ativação alcalina, os talos da mamoneira apresentaram picos de celulose tipo II, o que não ocorreu com as fibras de tururi e buriti. O dados de Fluorescência de Raios-X revelaram que os cátions presentes nos adsorventes como Na(I) e Ca(II) são trocados pelos íons Cu(II), Ni(II), Cd(II) e Pb(II) no processo de sorção. Os estudos das influências das variáveis: massa do adsorvente; taxa de agitação; pH e concentração inicial utilizando planejamento experimental fracionário 24-1 demostrou que todas as variáveis afetaram a resposta (capacidade de adsorção mg g-1). Como resultado para um maior valor de qtotal, as condições observadas foram mantendo o pH em 5,5; massa do adsorvente em 50 mg; taxa de agitação em 200 rpm e concentração inicial 500 mg L-1. A cinética de adsorção revelou rápida adsorção, cerca de 30 minutos em geral, seguindo o modelo de pseudo-segunda ordem em todos os processos adsortivos. Modelos de difusão intrapartícula como de Webber-Morris e Boyd foram estudados a fim de determinar as etapas limitantes do processo. Os dados evidenciaram que para as fibras de tururi e buriti (com exceção dos íons níquel) a etapa limitante da velocidade não é a difusão intraporo, enquanto para os talos de mamoneira foi verificado que a etapa limitante do processo é a difusão intrapartícula. O estudo com sistema monoelementar e multielementar foi realizado em pH 5,5, concentrações variando de 20-500 mg L-1, nos quais os dados foram aplicados aos modelos de Langmuir, Freundlich e Sips. As capacidades de adsorção (mg g-1) em sistema monoelementar e multielementar das fibras de tururi segue a ordem Pb(188,79)> Cd(92,20)> Cu(32,82)> Ni(22,23) e Cd(77,53)> Pb(43,93)> Cu(24,99)> Ni(19,51), respectivamente. As capacidades de adsorção (mg g-1) das fibras de buriti em sistema monoelementar e multielementar segue a ordem Cu(143,1)> Pb(112,1)> Ni(103,7) > Cd(86,33) e Pb(69,12)> Cu(49,28)> Ni(45,10)> Cd(24,95), respectivamente. As capacidades de adsorção (mg g-1) dos talos de mamoneira em sistema monoelementar e multielementar segue a ordem Pb(175,1)> Cd(124,8)> Ni(111,1)> Cu(89,23) e Cu(56,78)> Pb(55,82)> Cd(44,72)> Ni(43,48), respectivamente. Em geral, os resultados evidenciaram melhor aplicabilidade ao modelo de Sips, o qual prediz que os sítios disponíveis para adsorção são heterogêneos. Em relação ao estudo de adsorção em leito fixo utilizando talos de mamoneira, a verificação da influência das variáveis: fluxo do adsorvente (1, 2 e 3mL min-1), altura da coluna (5, 7 e 10 cm) e concentração inicial (100, 200, 300 mg L-1) pelo planejamento de Box-Behnken, revelou que não há influencia mutua entre as variáveis no intervalo estudado. As curvas de ruptura experimentais foram bem aplicadas ao modelo teórico de Thomas. O estudo com efluente real de íons Cu (II) (setor galvanoplástico) utilizando a condição otimizada: fluxo (1mL min-1); altura de leito (10 cm) e concentração inicial: (245,5 mg L-1) obteve 32,42 mg g-1 de capacidade de adsorção O adsorvente talos de mamoneira foi utilizado por cinco ciclos para verificar seu potencial de uso, não havendo perdas significativas de eficiência.

Universidade do Estado do Rio de Janeiro / A contaminação do solo no município de Santo Amaro (BA) por metais tóxicos provocada pelas atividades da empresa Plumbum Mineração tem gerado impactos sobre a saúde ambiental e humana. O objetivo da presente pesquisa foi avaliar a viabilidade da remediação deste solo contaminado por chumbo e cádmio, utilizando diferentes fontes de fosfatos e fitorremediação com o capim vetiver [Vetiveria zizanioides (L.)]. O estudo foi realizado em colunas de PVC onde amostras de solo foram colocadas com a aplicação de fosfato dihidrogênio de potássio (KH2PO4) (T1); fertilizante fosfato natural reativo (FNR) (T2) e; uma mistura do KH2PO4 e de fertilizante FNR (T3). Amostras de solo contaminado sem tratamento (T0) foram utilizadas como controle. Após 60, 120 e 180 dias, alíquotas do solo foram retiradas das colunas para análises. Ao final de cada período, mudas de capim vetiver [(Vetiveria zizanioides (L.)] foram plantadas em vasos com as amostras de solo: T0, T1, T2 e T3 em triplicata. Para a determinação das concentrações de chumbo e cádmio no solo e tecidos vegetais foi utilizado o ICP-OES. A partir das análises física e química constatou-se que o solo possui textura argilosa e capacidade de troca catiônica (CTC) elevadas. As extrações com solução de ácido dietilenotriaminopentaacético (DTPA) e Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) mostraram que o tratamento T1 seguido do T3 foram os mais eficientes na imobilização de Pb e Cd. Entretanto, todos os tratamentos resultaram em concentrações de metais ainda disponíveis no solo que excediam os limites estabelecidos pela USEPA, sendo o solo, portanto, considerado tóxico mesmo após o tratamento. Com base nas concentrações de metais extraídos através da extração sequencial pelo método BCR após a remediação e a fitorremediação do solo, foi verificado que todos os três tratamentos com fosfatos foram eficientes em imobilizar o Pb e Cd nas formas menos solúveis, porém, o Cd permaneceu mais solúvel e com maior mobilidade do que o Pb. Os ensaios de letalidade utilizando minhoca Eisenia andrei mostraram que a mortalidade observada no solo após 60 dias de tratamento foi significativamente reduzida após 120 e 180 dias de tratamento. A perda de biomassa pelas minhocas também foi reduzida de acordo com o tempo de tratamento. O teste de germinação com alfaces (Lactuca sativa L.) indicou que as amostras de solo tratadas continuam bastante tóxicas, apesar da disponibilidade reduzida do Pb e do Cd como visto nos resultados da extração por TCLP e por BCR. A avaliação de risco ecológico potencial indicou que os tratamentos do solo com fosfatos associado à fitorremediação reduziram a mobilidade do Pb, principalmente nos tratamentos T1 e T3. Para o Cd o risco ecológico potencial aumenta consideravelmente quando comparado com o Pb demonstrando que esse elemento, apesar dos tratamentos com fosfatos mais a fitorremediação continua móvel. O tratamento com KH2PO4 (T1) foi o mais eficiente na redução da mobilidade, disponibilidade e da toxicidade dos metais, seguido pelo T3 e T2 para o Pb e o T3 seguido pelo T1 e T2 para o Cd. / The soil contamination by toxic metals in Santo Amaro municipality (BA) by the industry Plumbum Mining has caused impacts on the environment and human health, as well as economic and social impacts due to the high levels of lead (Pb) and cadmium (Cd) in the air, soil and water. The aim of this research was to access the feasibility of remediating this soil using different sources of phosphates associated to the phytoremediation by vetiver grass [Vetiveria zizanioides (L.)]. Soil samples were treated in PVC columns with the application of dihydrogen potassium phosphate (KH2PO4) (T1), reactive natural phosphate fertilizer (RNP) (T2) and a mixture of KH2PO4 and RNP fertilizer (T3). Untreated contaminated soil samples (T0) were used as control. Soil samples were taken from the columns for analysis after 60, 120 and 180 days of treatment. At the end of each time period, vetiver grass [(Vetiveria zizanioides (L.)] was planted in pots in triplicate with soil taken from the columns T0, T1, T2 and T3. To determine the concentration of Pb and Cd an ICP - OES was used. Based on the physical and chemical analyzes was found that the soil has clayey and high cation exchange capacity (CEC) that are found in Vertisols. Extractions with DTPA and TCLP showed that the most effective treatment to immobilize Pb and Cd was T1 followed by T3, however, exceeded the regulatory limit established by the USEPA and is therefore considered toxic. In the sequencial extractions with BCR method after remediation and phytoremediation has been verified that all three treatments were effective in restraining Pb and Cd in the less soluble forms, however, the Cd is more soluble and has higher mobility than the Pb. Lethality tests using earthworms Eisenia andrei showed mortality was higher in the treatments 60 days, reducing registration of deaths at 120 and 180 days. The loss of biomass was reduced according to the treatment time. The germination tests with lettuce (Lactuca sativa L.) indicated that samples of treated soil still was toxic, although they have reduced the availability of Pb and Cd as seen in the results of the TCLP and BCR. The ecological potential risk assessment indicated that the treatment of the soil with phosphates and more phytoremediation reduced mobility of Pb, especially for T1 and T3. For Cd the ecological potential risk considerably increased compared with the element Pb demonstrating that despite therapy with phytoremediation more phosphates remains quite soluble. KH2PO4 Treatment with (T1) was the most effective in reducing mobility, availability and toxicity the metals followed by T3 and T2 to Pb and T3 followed by T1 and T3 to Cd.

O excessivo processo de urbanização da Região Metropolitana de São Paulo resultou na perda das características naturais dos seus cursos d\'água ocasionando profundas alterações nos regimes de vazão e de qualidade. O objetivo desse estudo foi avaliar a concentração de metais tóxicos, os semi-metais As, Sb e Se e os elementos terras raras, presentes em amostras de sedimento superficiais coletadas nos Reservatórios Billings, Guarapiranga e Rio Grande. Os elementos Ag, Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Sb, Se e Zn foram determinados pela técnica de Espectrometria de Emissão Ótica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP OES). Alguns elementos maiores, traço e elementos terras raras (Ce, Eu, La, Lu, Nd, Sm, Tb e Yb) foram determinados pela técnica de Análise por Ativação Neutrônica Instrumental (INAA). A concentração de Hg total foi determinada pela técnica Espectrometria de Absorção Atômica com Geração de Vapor Frio (CVAAS). A validação das metodologias foi realizada por meio da análise de materiais de referência certificados. Para avaliar as possíveis fontes de contaminação antrópicas foram utilizadas as ferramentas de fator de enriquecimento (FE) e o índice de geoacumulação (IGeo). Os resultados obtidos pelas técnicas foram comparados com os valores orientadores TEL e PEL estabelecidos pelo CCME (Canadian Council of Ministers of the Environment) e adotados pela CETESB. Todos os pontos analisados apresentaram valores > TEL para todos os metais e dois pontos da represa Billings (BILL02100 e 02030), valores > PEL para As, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb e Zn, provavelmente em decorrência do recebimento das águas do Rio Pinheiros e das bacias de drenagem do ribeirão Cocaia e Bororé. Os valores de FE e IGeo calculados apontaram possíveis contaminações antrópicas para Sb e Se para os elementos determinados por ICP OES e de As, Cr, Sb e Zn, por INAA. O reservatório Billings apresentou, em geral, as maiores concentrações para os elementos analisados, indicando uma má qualidade de seus sedimentos. Este estudo confirma a necessidade de um monitoramento frequente da qualidade do sedimento nos reservatórios estudados como procedimento indispensável para avaliação periódica da qualidade das bacias, considerando sua importância no fornecimento de água para a Região Metropolitana de São Paulo. / The excessive urbanization process of the São Paulo Metropolitan Region resulted in the loss of the natural characteristics of its watercourses causing serious changes in flow and quality regimes. The objective of this study was evaluate the concentration of toxic metals, semi metals As, Sb and Se, and rare earth elements present in surface sediment samples collected at the Billings, Guarapiranga and Rio Grande Reservoirs. The Ag, Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Sb, Se and Zn elements were analyzed using Optical Emission Spectrometry With Inductively Coupled Plasma (ICP OES). Some major, trace and rare earth elements (Ce, Eu, La, Lu, Nd, Sm, Tb and Yb) were analyzed by the Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA) technique. The total Hg concentration was determined by Cold Vapor Atomic Absorption Spectrometry technique (CVAAS). The validation of the methodologies was performed by means of the certified reference material analyses. To assess the sources of anthropogenic contamination, the enrichment factor (EF) and the geoacumulation index (IGeo) were calculated. The results obtained for both techniques were compared with TEL and PEL oriented values established by CCME (Canadian Council of Ministers of the Environment) and adopted by CETESB (Environmental Company of the Sao Paulo State). All sampling points showed concentration values for toxic metals >TEL and 2 points at Billings Reservoir (BILL02030 and 02100), values > PEL for As, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb and Zn, probably due to the entrance of the Pinheiros River waters and drainage basins of the Cocaia and Bororé streams. The calculated EF and IGeo values indicated possible anthropogenic contamination for Sb and Se for the elements determined by ICP OES and As, Cr, Sb and Zn, obtained by INAA. The Billings reservoir presented, in general, the highest concentrations for the analyzed elements, indicating a poor quality of its sediments. This study confirms the need of a frequent monitoring of the sediment quality in the studied reservoirs as an indispensable procedure for periodic evaluation of the basin quality, considering its importance in the water supply for the Metropolitan Region of São Paulo.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-07T13:17:49Z No. of bitstreams: 1 TeseEFB.pdf: 1317890 bytes, checksum: 82fae1c425af918f9fd0775d660bec52 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:36:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseEFB.pdf: 1317890 bytes, checksum: 82fae1c425af918f9fd0775d660bec52 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:36:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseEFB.pdf: 1317890 bytes, checksum: 82fae1c425af918f9fd0775d660bec52 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T19:36:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseEFB.pdf: 1317890 bytes, checksum: 82fae1c425af918f9fd0775d660bec52 (MD5) Previous issue date: 2015-10-22 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / In this work, it was developed a procedure for the determination of metals in cosmetics, employing the techniques ICP OES, GF AAS, LIBS and LA-ICP OES; in addition, it was explored the potential of chemometric tools. For the determination of Cd, Co, Cr, Cu and Ni by ICP OES and Pb by GF AAS in eyeshadow and lipstick samples, it was developed a sample preparation method using diluted nitric acid and a hot block. For the optimization of chemical parameters of sample preparation and operating parameters of ICP OES, it was used factorial design and for data analysis and selection of the best working conditions, the desirability functions were employed. In total, it was analyzed 30 samples of cosmetics (21 eyeshadow and 9 lipstick), of different colors, brands and from different countries (Brazil, USA and China). These samples were analyzed in triplicate and with standard addition to perform the recovery calculations. The analyzed samples showed concentration of Cd and Pb within the limits set by the laws, however, 7 eyeshadow samples had concentration of Cr and Ni above than 5 g g-1. In the case of lipstick samples, all values were below this safe limit. All samples analyzed by ICP OES and GF AAS were also analyzed without sample pretreatment by LIBS. The values obtained in the quantitative analysis were employed in the development of supervised classification models such as the KNN and SIMCA. For the obtainment of these models, data of children´s cosmetics samples were included. The classes considered in the models were: below and above the legislation, with a limit set at 5 mg kg-1, according to the recommendations in the literature. In addition to analysis of eyeshadow and lipstick samples, it was explored the potential of the techniques LIBS and LA-ICP OES along with chemometric tools for exploratory analysis of sunscreen samples. The results were obtained for three different equipment (two LIBS and one LA-ICP OES), and several models employing principal component analysis (PCA) were generated. The signals profile of Al, Ni, Ti, and Zn were analyzed and the results obtained between the three equipment were similar. / Nesta tese foram desenvolvidos procedimentos para a determinação de metais em cosméticos, empregando as técnicas ICP OES, GF AAS, LIBS e LA-ICP OES, além de explorar as potencialidades das ferramentas quimiométricas. Para a determinação de Cd, Co, Cr, Cu e Ni por ICP OES e Pb por GF AAS em amostras de sombra e batom, foi desenvolvido um método de preparo de amostra empregando ácido nítrico diluído e um bloco digestor. Para a otimização dos parâmetros químicos do preparo de amostra e dos parâmetros operacionais do ICP OES, utilizou-se planejamentos fatoriais e para o tratamento dos dados e seleção das melhores condições de trabalho, foram empregadas as funções de desejabilidades. No total, foram analisadas 30 amostras de cosméticos (21 amostras de sombra e 9 amostras de batom), de diferentes cores, marcas e provenientes de diferentes países (Brasil, EUA e China). Essas amostras foram analisadas em triplicata e com a adição de padrão para realização dos cálculos de recuperação. As amostras analisadas apresentaram concentrações de Cd e Pb dentro dos limites estabelecidos pelas legislações, entretanto, 7 amostras de sombra apresentaram concentrações de Cr e Ni superiores a 5 μg g-1. No caso das amostras de batom, todos os valores estavam abaixo desse limite seguro. As amostras analisadas por ICP OES e GF AAS também foram analisadas, sem o tratamento prévio das amostras, por LIBS. Os valores adquiridos nas análises quantitativas foram empregados no desenvolvimento de modelos de classificação supervisionados, como o KNN e o SIMCA. Para a construção desses modelos, foram incluídos os dados de amostras de cosméticos infantis. As classes consideradas nos modelos foram: acima e abaixo da legislação, com um limite estipulado em 5 mg kg-1, segundo as recomendações de trabalhos disponíveis na literatura. Além das análises das amostras de sombra e batom, foram exploradas as potencialidades das técnicas LIBS e LA-ICP OES em conjunto com as ferramentas quimiométricas, para análises exploratórias das amostras de protetor solar. Os resultados foram obtidos por três equipamentos diferentes (dois LIBS e um LA-ICP OES) e vários modelos empregando a análise de componentes principais (PCA) foram gerados. Os perfis dos sinais de Al, Ni, Ti e Zn foram analisados e os resultados obtidos para os três equipamentos foram semelhantes.

Elementos-traço, de fontes naturais ou antropogênicas, são despejados continuamente nos rios, fato que acarreta sérios problemas, devido a sua toxicidade, longa persistência, bioacumulação e biomagnificação na cadeia alimentar. O sistema lagunar Tijuca-Jacarepaguá-Marapendi recebe um enorme aporte de nutrientes e poluentes devido aos impactos antrópicos em seus rios. Este estudo tem como objetivo principal avaliar os níveis de cobre, zinco, chumbo e alumínio em músculo e víscera na espécie Sardinella brasiliensis (sardinha), que habita a saída do Canal de Sernambetiba, Barra da Tijuca, Rio de Janeiro (RJ). Ao total foram analisados 44 indivíduos. O cobre em músculo apresentou uma concentração média de 0,5 0,66 mg/Kg e de 1,3 10,13 mg/Kg em víscera. Os valores de zinco em músculo e víscera foram de 5,2 3,69 mg/Kg e 25,6 48,16 mg/Kg, respectivamente. A concentração de chumbo foi de 2,48 3,09 mg/Kg (músculo) e 25,6 48,16 mg/Kg (víscera), enquanto a concentração de alumínio variou de 1,68 3,67 mg/Kg em músculo e 28,72 26,99 mg/Kg em víscera. Dentre as amostras, 56,8% apresentaram valores acima do limite estabelecido para consumo humano pela legislação brasileira para chumbo. Os elementos-traço apresentaram tendências de acumulação diferentes de acordo com o local (músculo ou víscera). As concentrações dos metais em músculo foram menores do que em vísceras. Os valores encontrados devem servir de alerta para uma contaminação da população de Sardinella brasiliensis que habita a saída do canal de Sernambetiba. Concluiu-se que a concentração de chumbo nos peixes encontrados estão acima dos limites permitidos para o consumo humano, e que a região encontra-se impactada / Trace elements, of natural or antropogênicas sources, are poured continuously in the rivers, fact that causes serious problems, due its toxicity, long persistence, bioacumulation and biomagnification. The Tijuca-Jacarepagua-Marapendis lagunar system receives an enormous one arrives in port of nutrients and pollutants due to the humans impacts in its rivers. The present study investigated heavy metals (copper, zinc, lead and aluminum) variance in Sardinella brasiliensis (sardines) in Jacarepagua lagoon, Barra da Tijuca, Rio de Janeiro (RJ). 44 samples had been analyzed. The copper in muscle presented an average concentration of 0,50,66 mg/Kg and 1,310,13 mg/Kg in viscera. The values of zinc in muscle and viscera had been of 5,23,69 mg/Kg and 25,648,16 mg/Kg, respectively. The lead concentration was of 2,483,09 mg/Kg (muscle) and 25,648,16 mg/Kg (viscera). The aluminum concentration was of 1,68 3,67 mg/Kg in muscle and 28,72 26,99 mg/Kg in viscera. Amongst samples 56.8% they had presented values above of the limit established for human consumption for the Brazilian legislation for lead. Heavy metals had not presented the same trend of accumulation depending on the place (muscle or viscera). The concentrations of trace elements in muscle had been lesser of what in viscera. The values must serve of alert for a contamination of the population of Sardinella brasiliensis that inhabits the canal of Sernambetiba. Concluded that the concentrations of heavy metal in the fish are above of the limits allowed for the human consumption, and that the region was impacted

Universidade do Estado do Rio de Janeiro / A contaminação do solo no município de Santo Amaro (BA) por metais tóxicos provocada pelas atividades da empresa Plumbum Mineração tem gerado impactos sobre a saúde ambiental e humana. O objetivo da presente pesquisa foi avaliar a viabilidade da remediação deste solo contaminado por chumbo e cádmio, utilizando diferentes fontes de fosfatos e fitorremediação com o capim vetiver [Vetiveria zizanioides (L.)]. O estudo foi realizado em colunas de PVC onde amostras de solo foram colocadas com a aplicação de fosfato dihidrogênio de potássio (KH2PO4) (T1); fertilizante fosfato natural reativo (FNR) (T2) e; uma mistura do KH2PO4 e de fertilizante FNR (T3). Amostras de solo contaminado sem tratamento (T0) foram utilizadas como controle. Após 60, 120 e 180 dias, alíquotas do solo foram retiradas das colunas para análises. Ao final de cada período, mudas de capim vetiver [(Vetiveria zizanioides (L.)] foram plantadas em vasos com as amostras de solo: T0, T1, T2 e T3 em triplicata. Para a determinação das concentrações de chumbo e cádmio no solo e tecidos vegetais foi utilizado o ICP-OES. A partir das análises física e química constatou-se que o solo possui textura argilosa e capacidade de troca catiônica (CTC) elevadas. As extrações com solução de ácido dietilenotriaminopentaacético (DTPA) e Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) mostraram que o tratamento T1 seguido do T3 foram os mais eficientes na imobilização de Pb e Cd. Entretanto, todos os tratamentos resultaram em concentrações de metais ainda disponíveis no solo que excediam os limites estabelecidos pela USEPA, sendo o solo, portanto, considerado tóxico mesmo após o tratamento. Com base nas concentrações de metais extraídos através da extração sequencial pelo método BCR após a remediação e a fitorremediação do solo, foi verificado que todos os três tratamentos com fosfatos foram eficientes em imobilizar o Pb e Cd nas formas menos solúveis, porém, o Cd permaneceu mais solúvel e com maior mobilidade do que o Pb. Os ensaios de letalidade utilizando minhoca Eisenia andrei mostraram que a mortalidade observada no solo após 60 dias de tratamento foi significativamente reduzida após 120 e 180 dias de tratamento. A perda de biomassa pelas minhocas também foi reduzida de acordo com o tempo de tratamento. O teste de germinação com alfaces (Lactuca sativa L.) indicou que as amostras de solo tratadas continuam bastante tóxicas, apesar da disponibilidade reduzida do Pb e do Cd como visto nos resultados da extração por TCLP e por BCR. A avaliação de risco ecológico potencial indicou que os tratamentos do solo com fosfatos associado à fitorremediação reduziram a mobilidade do Pb, principalmente nos tratamentos T1 e T3. Para o Cd o risco ecológico potencial aumenta consideravelmente quando comparado com o Pb demonstrando que esse elemento, apesar dos tratamentos com fosfatos mais a fitorremediação continua móvel. O tratamento com KH2PO4 (T1) foi o mais eficiente na redução da mobilidade, disponibilidade e da toxicidade dos metais, seguido pelo T3 e T2 para o Pb e o T3 seguido pelo T1 e T2 para o Cd. / The soil contamination by toxic metals in Santo Amaro municipality (BA) by the industry Plumbum Mining has caused impacts on the environment and human health, as well as economic and social impacts due to the high levels of lead (Pb) and cadmium (Cd) in the air, soil and water. The aim of this research was to access the feasibility of remediating this soil using different sources of phosphates associated to the phytoremediation by vetiver grass [Vetiveria zizanioides (L.)]. Soil samples were treated in PVC columns with the application of dihydrogen potassium phosphate (KH2PO4) (T1), reactive natural phosphate fertilizer (RNP) (T2) and a mixture of KH2PO4 and RNP fertilizer (T3). Untreated contaminated soil samples (T0) were used as control. Soil samples were taken from the columns for analysis after 60, 120 and 180 days of treatment. At the end of each time period, vetiver grass [(Vetiveria zizanioides (L.)] was planted in pots in triplicate with soil taken from the columns T0, T1, T2 and T3. To determine the concentration of Pb and Cd an ICP - OES was used. Based on the physical and chemical analyzes was found that the soil has clayey and high cation exchange capacity (CEC) that are found in Vertisols. Extractions with DTPA and TCLP showed that the most effective treatment to immobilize Pb and Cd was T1 followed by T3, however, exceeded the regulatory limit established by the USEPA and is therefore considered toxic. In the sequencial extractions with BCR method after remediation and phytoremediation has been verified that all three treatments were effective in restraining Pb and Cd in the less soluble forms, however, the Cd is more soluble and has higher mobility than the Pb. Lethality tests using earthworms Eisenia andrei showed mortality was higher in the treatments 60 days, reducing registration of deaths at 120 and 180 days. The loss of biomass was reduced according to the treatment time. The germination tests with lettuce (Lactuca sativa L.) indicated that samples of treated soil still was toxic, although they have reduced the availability of Pb and Cd as seen in the results of the TCLP and BCR. The ecological potential risk assessment indicated that the treatment of the soil with phosphates and more phytoremediation reduced mobility of Pb, especially for T1 and T3. For Cd the ecological potential risk considerably increased compared with the element Pb demonstrating that despite therapy with phytoremediation more phosphates remains quite soluble. KH2PO4 Treatment with (T1) was the most effective in reducing mobility, availability and toxicity the metals followed by T3 and T2 to Pb and T3 followed by T1 and T3 to Cd.

Esta tese apresenta a aplicação de biossorventes alternativos obtidos a partir da casca da noz pecã (Carya illinoensis) e da casca do pinhão (Araucaria angustifólia) na remoção de íons metálicos tóxicos presentes em soluções aquosas. O biossorvente de casca de nozes foi aplicado com sucesso na remoção dos íons metálicos: Cu(II), Mn(II), Pb(II), Cr(III), Fe(III) e Zn(II), enquanto que o biossorvente obtido a partir da casca de pinhão apresentou, também, excelente capacidade de adsorção de íons de Cr(VI) em soluções contaminadas pelo mesmo. Os biossorventes casca de nozes PNS (do inglês: pecan nutshell) e casca de pinhão PW (do inglês: Piñon Waste) foram caracterizados química e fisicamente através de: isotermas de adsorção e dessorção de N2, espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, microscopia de varredura eletrônica, análise elementar, determinação da composição mineral e quantificação de grupos funcionais. A capacidade de adsorção desses biossorventes foi investigada utilizando procedimentos de biossorção em batelada. Os efeitos causados pela modificação de parâmetros experimentais como pH, dosagem de biossorvente e concentração inicial dos íons nos sistemas de adsorção também foram pesquisados. Testou-se a adequação de cinco modelos de cinética de adsorção aos dados experimentais obtidos com o biossorvente PNS, constatou-se que os modelos de ordem-fracionária e o de difusão intrapartícula apresentaram os melhores resultados. Já para adsorções de Cr(VI) em PW o melhor modelo cinético foi o de quimiossorção de Elovich, apresentando taxas de biossorção de 284,9, 396,9 e 461,5 mg g-¹ h-¹ para os níveis de concentração inicial de Cr(VI) de 500,0, 700,0 e 1000,0 mg l-¹ respectivamente. O estudo do equilíbrio de adsorção envolveu a aplicação dos modelos de isotermas de: Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson e Sips aos dados experimentais no intuito de verificar o modelo mais apropriado para descrever os sistemas de adsorção quando em equilíbrio. Avaliou-se, utilizando a função estatística de erro, que o modelo de Sips foi o que mais se adequou aos dados experimentais obtidos nos diversos sistemas pesquisados (biossorvente - ion metálico). A capacidade máxima de adsorção para íons de Cr(III), Fe(III), Zn(II), Cu(II), Mn(II) e Pb(II) em PNS foi de 93,0, 76,6, 108,0, 85,9, 98,0 e 195,9 mg g-¹, respectivamente, enquanto que a de Cr(VI) em PW foi de 240,0 mg g-¹. / This thesis reports the possibility of applying the alternative biosorbent pecan nutshell (PNS- Carya illinoensis) used to remove the followed metallic ions: Cu(II), Mn(II), Pb(II), Cr(III), Fe(III), Zn(II) from aqueous solutions. This thesis also shows the application of Brazilian-pine fruit coat, named piñon wastes (PW; Araucaria angustifolia) as biosorbent to remove Cr(VI) from aqueous solutions. The PNS and PW biosorbents were characterized by N2 adsorption-desorption isotherms, FTIR spectroscopy, scanning electron microscopy, elemental analysis, mineral composition determination, and functional groups detection. The biosorbents ability to remove the metallic ions was investigated by using batch biosorption procedure. The effects of changing experimental parameters such as, pH, biosorbent dosage and initial ion concentration on the biosorbents adsorption capacities were studied. Five kinetic models were tested, being the adsorption kinetics better fitted to fractionary-order kinetic model. Besides that, the kinetic data were also fitted to intra-particle diffusion model, presenting three linear regions, indicating that the kinetics of adsorption should follow multiple sorption rates. The equilibrium data were fitted to Langmuir, Freundlich, Sips and Redlich-Peterson isotherm models. Taking into account a statistical error function, most of PNS biosorption equilibrium data were best fitted to Sips isotherm model. The maximum biosorption capacity of PNS were 93.0, 76.6, 108.0, 85.9, 98.0 and 195.9 mg g-¹ for Cr(III), Fe(III), Zn(II), Cu(II), Mn(II) and Pb(II), respectively. The adsorption kinetics followed the Elovich chemisorption kinetic model, obtaining the following the initial adsorption rate, 284.9, 396.9 and 461.5 mg g-¹ h-¹ using a 500.0, 700.0 and 1000.0 mg L-¹ initial concentration of Cr(VI), respectively. The maximum adsorption capacity of PW was 240.0 mg g-¹ for Cr(VI), using Sips isotherm model. This high adsorption capacity of PW places this biosorbent as one of the best adsorbents for removal of Cr(VI) from aqueous effluents.

Submitted by Alisson Mota (alisson.davidbeckam@gmail.com) on 2015-07-20T19:05:50Z No. of bitstreams: 1 Tese - Katiuscia dos Santos de Souza.pdf: 5307915 bytes, checksum: d129b4909eeaa93f0b27116dea568806 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-22T20:18:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Katiuscia dos Santos de Souza.pdf: 5307915 bytes, checksum: d129b4909eeaa93f0b27116dea568806 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-07-22T20:30:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Katiuscia dos Santos de Souza.pdf: 5307915 bytes, checksum: d129b4909eeaa93f0b27116dea568806 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-22T20:30:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Katiuscia dos Santos de Souza.pdf: 5307915 bytes, checksum: d129b4909eeaa93f0b27116dea568806 (MD5) Previous issue date: 2013-01-29 / FAPEAM « Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Levels of potentially toxic metals (PTM) Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb and Zn, in irrigation water, soil and vegetables (Lactuca sativa - lettuce, Allium schoenoprasum – chives e Coriandrum sativum – coriander) of the Nova Esperança Agricultural Community (Manaus – AM), as well as, bacteriological contamination rates (total and fecal coliforms) in water and physicochemical properties of soil and water were evaluated during the dry and rainy periods, within one year, with the objective of verifying the environmental contamination, promoted by the intense use of agrochemicals and urban waste. The PTM were analyzed by Flame Atomic Absortion Spectrometry, bacteriological contamination and physicochemical properties, in water by APHA metodology and soil by EMBRAPA metodology. The results showed levels of the PTM overpassing legislations limits, in water, CONAMA 357/2005, in soil, CONAMA 420/2009 and FAO/2012 in the vegetables. High levels of total and fecal coliforms, in water samples collected from the three bodies of water: the artesian well, cacimbas and stream in the area of study showed contamination above the limits established by MS. The PTM contamination has contributed to modify physicochemical properties in water and soil. Statistical tests showed influence of the seasonal period in the average concentrations of PTM in water, but without influence in soil. The calculation of ARS >1 for Cd, reveled poisoning in the consumption of these vegetables, within 20 years period. / Os níveis dos metais potencialmente tóxicos (MPT) Cd, Co, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb e Zn, na água de irrigação, solo e hortaliças (Lactuca sativa - alface, Allium schoenoprasum - cebolinha e Coriandrum sativum - coentro) da CANE (Manaus – AM), bem como, os índices de contaminação bacteriológica (coliformes totais e fecais) da água e as propriedades físicoquímicas da água e solo foram avaliados, nos períodos seco e chuvoso, no intervalo de um ano, com o objetivo de verificar a contaminação do ambiente, oriunda de sucessivas aplicações de agroquímicos e resíduos urbanos. Os MPT foram determinados por Espectrometria de Absorção Atômica de Chama, as propriedades físico-químicas e bacteriológicas da água determinadas segundo metodologia da American Public Health Association (APHA) e o solo de acordo com metodologia da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Os resultados mostram que os valores de MPT estão acima da legislação do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) 357/2005 na água, CONAMA 420/2009 no solo e Food and Agriculture Organization of the United Nation (FAO) 2012 nas hortaliças. Os coliformes totais e fecais encontrados nas amostras de água de poço, cacimba e igarapé, revelam que as águas estão contaminadas com níveis acima dos limites estabelecidos pelo Ministério da Saúde (MS). A contaminação por MPT tem contribuído para modificar as propriedades físico-químicas da água e do solo. Os testes estatísticos mostram que há influência do período sazonal sobre as concentrações médias dos MPT durante todo o período estudado na água, não havendo influência no solo. A avaliação de risco a saúde (ARS) > 1 para Cd, indica possíveis prejuízos à saúde dos consumidores de alface, cebolinha e coentro, em um período de 20 anos.

Nas últimas décadas o crescimento industrial decorrente do desenvolvimento tecnológico e outras atividades consideradas indispensáveis à vida humana, estão gerando graves problemas ambientais, que está despertando uma preocupação a nível mundial. Dentre os vários contaminantes os metais tóxicos têm recebido atenção especial, pela sua persistência ao ingressar nos ecossistemas acumulando-se por toda a cadeia alimentar, uma vez que são extremamente tóxicos, mesmo em quantidades muito baixas. No Brasil, a legislação ambiental vigente já estabelece normas bastante rigorosas no que diz respeito ao descarte de águas contaminadas por metais tóxicos. Para que o tratamento deste tipo de efluentes seja feito adequadamente, e para que possam ser impostos limites máximos cada vez mais compatíveis com a sustentabilidade da vida moderna, torna-se relevante a preocupação com novas tecnologias mais eficientes e econômicas que permitam a remoção de metais tóxicos do ambiente contaminado. Hoje o tratamento do ambiente contaminado é realizado empregandose tecnologias convencionais baseadas em princípios físico-químicos, as quais estão sendo consideradas ineficientes e economicamente inviáveis. Alternativamente, uma nova tecnologia, a biorremediação, vem ganhando cada vez mais importância, devido às vantagens que oferece: simplicidade, eficiência e baixo custo. Para isto é necessário ser avaliada a utilização de microorganismos resistentes e eficazes na remoção do metal, pois, nesta fase são necessários que sejam selecionados organismos com características favoráveis ao processo. Dentro deste contexto, a proposta desse projeto foi isolar e caracterizar micro-organismos de uma área de mineração, avaliando os mecanismos e estratégias para o seu uso na remediação de áreas contaminadas a fim de otimizar a sua capacidade de adsorver íons de metais tóxicos, com vistas à utilização destas bactérias para a biossorção de efluentes de mineração. Foram isoladas e identificadas 105 cepas resistentes a cobre, destas 12 cepas foram capazes de crescer à 7.5 mM de cobre. Experimentos de adsorção com metais tóxicos (Cu, Cd e Ni) mostraram que tais cepas são promissoras na ampliação de tecnologias para uma mineração menos impactante, como a exploração de fontes de metais em baixa concentração, transformando o resíduo em fonte de extração economicamente viável e ambientalmente favorável. / Recently, technological development has been resulted in an industrial growth and has been creating serious environmental problems as concern worldwide. Toxic metals have received special attention among many others contaminants, because their persistence in ecosystems and their capability of accumulation throughout the food chain (even in low amounts). Environmental legislation in Brazil has very strict standards regarding discharge of toxic metals contaminated water. For a successful treatment of such effluents, it is relevant to concern about new technologies more efficient and economics to allow the removal of metals heavy from contaminated environment. Today the treatment of contaminated area is carried out conventional technologies based on physicochemical principles, which are inefficient and uneconomical. Alternatively, a new technology, called bioremediation, is being more important due to the advantages it offers: simplicity, efficiency and low cost. Bioremediation may be a viable alternative for areas contaminated by toxic metals. It\'s needed to evaluate the use of resistant and effective microorganisms in removing the metal, because it\'s required to be selected organisms with favorable characteristics for the process. In this context, the aim of this project is isolating and characterizing microorganisms from a mining area, evaluating the mechanisms and strategies for using in the remediation of contaminated areas, in order to optimize its adsorb heavy metal ions ability and use these bacteria for bioremediation of mining effluents. This work isolated and identified 105 strains resistant to copper, 12 of them were able to grow up to 7.5 mM copper, adsorption experiments with toxic metals (Cu, Cd and Ni) showed that these strains are promising in expanding technologies for sustainable mining, such as the exploitation of low concentration metal sources, turning waste into economically viable mining and environmentally friendly.