Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-10-19T18:08:01Z No. of bitstreams: 1 PDF - Érica Bento Sarmento.pdf: 13879047 bytes, checksum: 67a1b7254248598e56e94504acddb9b4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-19T18:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Érica Bento Sarmento.pdf: 13879047 bytes, checksum: 67a1b7254248598e56e94504acddb9b4 (MD5) Previous issue date: 2017-08-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / One of the most worrisome and frequent pollutants is heavy metals, which are highly toxic and harmful, making water unfeasible; alternatively, various treatment techniques have been proposed for there moval of metals in water. The adsorption process, besides having a high efficiency in there moval of metals, still has as an advantage the ease of operation and the possibility of use and integral use ofcrops, by-products / wastes that are considered trash by a good part of society and that in the majority of times they only pile up in dumps and compromise the life of land fills. This work aimedat the production of a powder obtained from the drying of the mesocarp of the "greencoconut" and to evaluate its use as adsorbent of copperions (Cu^2+ ) in industrial effluents. For the study of the kinetic data required in the drying study, anairrefurbishmentoven with air -1 flow velocity of 1.0 m.s wasused, with a temperature of 70 ± 3 ° C. The kinetic model that presented the best ad justment in the drying process was Page Modified (R² = 0.9999). The amount of Cu^2+ adsorbed in the adsorption process using the mesocarp powder presented more satisfactory results with removal in the 99% range for the tests with activated material. Among the isotherms adjusted to the experimental data, the correlation coefficients indicate that the Langmuir model (> 0.99) is the best fit for Cu^2+ adsorption, characterizing that the adsorption occurs in monolayer. It can be concluded that the 'greencoconut' mesocarppowderunderthe 'in natura' and activated conditions proved to bean attractive adsorbent, with great adsorptive potential, making it an ideal biosorbent for Cu^2+ adsorption process. / Um dos poluentes mais preocupantes e frequentes são os metais pesados, altamente tóxicos e nocivos, inviabilizam a utilização de águas, como alternativa, várias técnicas de tratamento têm sido propostas para remoção de metais em águas. O processo de adsorção além de apresentar uma alta eficiência na remoção de metais, ainda apresenta como vantagem a facilidade de operação e a possibilidade de utilização e aproveitamento integral de culturas, subprodutos/resíduos que são considerados lixo por boa parte da sociedade e que na maioria das vezes só empilham em lixões e comprometem a vida útil de aterros. Este trabalho teve como objetivo a Produção de um pó obtido a partir da secagem do mesocarpo do “coco verde” e avaliar a sua utilização como adsorvente de íons cobre (Cu^2+ ) em efluentes industriais. Para o levantamento dos dados cinéticos necessários no estudo da secagem, usou-se estufa de renovação de ar -1 com velocidade do fluxo de ar de 1,0 m.s com temperatura a 70 ± 3 °C. O modelo cinético que apresentou melhor ajuste no processo de secagem foi o de Page Modificado 2+ (R² = 0,9998). A quantidade de Cu adsorvida no processo de adsorção utilizando o pó do mesocarpo apresentou resultados mais satisfatórios com remoção na faixa de 99% para os ensaios com material ativado. Entre as isotermas ajustadas aos dados experimentais, os coeficientes de correlação indicam que o modelo de Langmuir (> 0,99), é o que melhor se ajusta na adsorção de Cu^2+ , caracterizando que a adsorção ocorre em monocamada. Pode-se concluir que o pó de mesocarpo de ‘coco verde’ nas condições ‘in natura’ e ativado mostrou-se ser um adsorvente atrativo, e de grande potencial adsortivo, tornando - o um biossorvente ideal para processo de adsorção de Cu^2+ .

Os metais pesados têm uma influência direta ou indiretamente em aspectos fisiológicos das macroalgas como crescimento, desenvolvimento, reprodução, desempenho fotossintetizante, respiração, organização celular e morfologia. O cádmio está entre os poluentes mais comuns encontrados nos efluentes industriais e residenciais. Nos manguezais, devido às suas características do seu sedimento e grande quantidade de matéria orgânica, podem reter uma quantidade considerável de metais, reduzindo a transferência destes poluentes para os organismos. O objetivo deste estudo foi caracterizar as respostas fisiológicas, variações bioquímicas e histoquímicas da macroalga vermelha B. radicans procedente de dois ambientes, um conhecido como impactado (Cubatão-SP) e o outro não impactado por metais (Peruíbe-SP) frente à contaminação por Cd. Os parâmetros analisados foram taxa de crescimento, desempenho fotossintetizante, conteúdo pigmentar (ficobiliproteínas, clorofila a, carotenoides), proteínas solúveis totais, bioabsorção de Cd, potencial antioxidante e variações histoquímicas. Neste estudo foram utilizadas seis concentrações crescentes de Cd: 6, 12, 18, 37 e 55 mg.L-1. As algas expostas às maiores concentrações (37 e 55 mg.L-1), de ambos os locais, não sobreviveram após o quinto dia de experimento, as demais amostras expostas às outras concentrações mantiveram-se vivas até o fim do experimento que durou 11 dias. As amostras de B. radicans do ambiente impactado demonstrou maior tolerância ao metal em todos os testes quando comparada com as algas do local não impactado, demonstrando um menor decréscimo na taxa de crescimento e desempenho fotossintetizante. Em relação a clorofila a, o local não impactado houve um decréscimo menor em relação ao local impactado. Os resultados da atividade antioxidante houve um decréscimo direto em relação a concentração de Cd, quanto maior foi a concentração de Cd menor foi a atividade antioxidante, mas B. radicans demonstrou ser uma fonte natural de antioxidante. Os resultados deste estudo complementam trabalhos de ecofisiologia posteriores e fornecem subsídios da estratégia de vida de B. radicans frente ao estresse ao Cd, pois não foi encontrada nenhuma literatura sobre o efeito deste metal em B. radicans / Heavy metals have direct or indirect influence on physiological aspects of macroalgae such as growth, development, reproduction, photosynthetic performance, respiration, cell organization and morphology. Cadmium is among the most common pollutants found in industrial and residential wastewater. In mangroves due to the sediment characteristics and great amount of organic matter can retain considerable amounts of metals, reducing the transference of these pollutants to the organisms. The aim of this study was characterize the physiological responses, biochemical and histochemical variations of the red macroalga B. radicans coming from two environments, one known as impacted (Cubatao-SP) and the other not impacted by metals (Peruíbe-SP) under Cd contamination. The analyzed parameters were growth rate, photosynthetic performance, pigment content (phycobiliproteins, chlorophyll a, carotenoids), total soluble proteins, Cd bioabsorption, antioxidant potential and histochemical changes. In this study were used six increasing concentrations of Cd: 6, 12, 18, 37 and 55 mg.L-1. The treated seaweed to higher concentrations (37 and 55 mg.L-1), for both sites, did not survive after the fifth day of experiment, the remaining lower exposed samples remained alive until the end of the experiment which lasted 11 days. Samples of B. radicans form impacted environment showed higher Cd tolerance in all tests compared with algae from not impacted environment, showing a smaller decrease in growth rate and photosynthetic performance. For chlorophyll α samples from not impacted environment there were minor decrease related to impacted environment. The results of antioxidant activity were direct decrease from Cd concentration, at higher Cd concentration there was lowest antioxidant activity, but B. radicans demonstrated to be a natural source of antioxidants. The results of this study complement future ecophysiological studies and providing profits about the life strategy of B. radicans against Cd stress because there was not found any literature on the effect of rhis metal on B. radicans

Grandes extensões de áreas vêm sendo afetadas por metais pesados em concentrações que podem representar perigo ambiental. Em decorrência do aumento da atividade industrial e à agricultura altamente tecnificada, torna-se fundamental o monitoramento dos níveis de metais pesados nos solos, pois as plantas se comportam como mecanismo de transferência de contaminantes do solo para níveis mais altos da cadeia trófica. A ingestão de vegetais contendo elevadas concentrações de metais pesados é uma das principais vias de acesso desses elementos ao organismo. No corpo humano, os metais pesados depositam-se no tecido ósseo e gorduroso, causando possíveis efeitos nocivos à saúde humana. Lentamente liberados no organismo, podem provocar uma série de doenças. O projeto foi dividido em duas etapas, cada qual com um objetivo específico: 1ª determinar as concentrações de zinco, cobre, ferro e manganês em vegetais frequentemente consumidos no Estado de São Paulo e compará-las com os limites estabelecidos na legislação brasileira; calcular a ingestão diária de metais pesados essenciais para estimar o risco à saúde humana; 2ª avaliar os teores de zinco em hortaliças e nos solos dos campos de produção; identificar a cultura que apresentou maior potencial de translocação de zinco para a cadeia alimentar. As amostras vegetais foram coletadas na Companhia de Entrepostos e Armazéns Gerais de São Paulo e a concentração de metais pesados foi determinada por espectrometria de absorção atômica. Todos os vegetais analisados apresentaram concentrações de zinco e cobre muito abaixo do limite tolerável estabelecido pela legislação brasileira. Até o momento, não há nenhuma recomendação estabelecida de limite máximo de tolerância para ferro e manganês no Brasil. Quanto ao hábito de consumo da população do Estado de São Paulo, a ingestão diária de metais pesados está abaixo da máxima permitida, consequentemente o consumo desses alimentos pode ser considerado seguro, pois não estão em excesso. Porém, os valores reportados nesse estudo não atingiram a ingestão dietética recomendada (RDA) para homens e mulheres, o que poderia demonstrar um caso de deficiência nutricional nos indivíduos que fazem uso desse tipo de dieta. Algumas áreas agrícolas do Estado de São Paulo apresentaram teores totais zinco nos solos acima do valor de referência de qualidade, porém nenhuma área estudada atingiu os valores de prevenção e intervenção, estabelecidos pela CETESB. As hortaliças cultivadas nesses locais apresentaram teores de zinco inferiores ao limite máximo de tolerância, estabelecido pela ANVISA. A rúcula foi a hortaliça que mais acumulou zinco na parte comestível / Large areas have been affected by heavy metals in concentrations which may pose environmental hazard. Due to increased industrial activity and highly technical agriculture, it becomes critical to monitor the levels of heavy metals in soil, because plants behave as a mechanism for transfer of contaminants from soil to higher levels of the food chain. Ingestion of vegetables containing high concentrations of heavy metals is one of the main ways in which these elements enter the human body. Once in human body, heavy metals are deposited in the bone and fat tissues, causing potential harmful effects to human health. Slowly released into the body, heavy metals may cause an array of diseases. The project was divided in two stages, each one with a specific objective: 1st) to determine the concentrations of zinc, copper, iron and manganese in the most frequently consumed foodstuff in the São Paulo State, Brazil and to compare the heavy metal contents with the permissible limits established by the Brazilian legislation; to calculate the daily intake of heavy metals essential to estimate the risk to human health; 2nd) to evaluate the zinc content in leafy vegetables and soils at crop fields; to identify crop with the greatest potential for translocation of zinc into food chain. The vegetable samples were collected at São Paulo General Warehousing and Centers Company, and heavy metal content was determined by atomic absorption spectrophotometry. All vegetables sampled presented average concentrations of zinc and copper lower than the permissible limits established by the Brazilian legislation. So far, the Brazilian legislation has not established a permissible limit for iron and manganese contents. Regarding the consumption habit of the population in the São Paulo State, the daily ingestion of heavy metals is below the oral dose of reference, therefore, the consumption of these vegetables can be considered safe, because they are not in excess. However, the values reported in this study did not reach the Recommended Dietary Allowances (RDA) for men and women, which could prove a case of nutritional deficiency in individuals who use this type of diet. Some agricultural areas of the São Paulo State showed soil total Zn concentrations above the benchmark of quality, but none of studied area reached prevention and intervention values, established by CETESB. The vegetables grown in these locations had Zn levels below the tolerance limits established by ANVISA. The rocket plant was the vegetables that more Zn accumulated in the edible part

O feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.) e caupi [Vigna ungüiculata (L.) Walp] são alimentos básicos em muitos países, principalmente no Brasil, sendo uma importante fonte de proteínas, vitaminas e minerais, incluindo ferro e zinco. O cádmio (Cd) é considerado o metal pesado mais preocupante à saúde humana. Não há estudos sobre a variabilidade genotípica quanto a concentração de Cd em diferentes feijoeiros especialmente quando submetidos próximos a concentração limítrofe para intervenção pela CETESB (3 mg kg-1). O objetivo foi determinar e comparar a concentração de Cd em grãos de diversos cultivares de feijoeiros comuns Phaseolus vulgaris L. e vigna Vigna ungüiculata L. (Walp.) em vasos de 2,5 dm-3 de terra oriunda de um latossolo típico, bem como estudar os efeitos e o acúmulo do elemento em plantas com comportamentos distintos. Os experimentos foram delineados inteiramente ao acaso. No primeiro experimento, sementes de cada espécie (15 variedades de feijoeiro comum e 5 variedades de feijoeiro vigna) foram plantadas em potes sob dois tratamentos: contaminado (3 mg dm-3 Cd) e testemunha, em três repetições. O índice SPAD foi medido nas plantas ao final do estádio vegetativo e a avaliação da produção de matéria seca da parte aérea no final do ciclo. As concentrações de Cd em grãos foram determinadas por ICP-MS. Após a seleção dos cultivares com maior e menor acumulação de Cd no grão, este foram replantados em um experimento com 3 tratamentos: 3 mg dm-3 Cd + 109Cd (solo); 109Cd (solo); 3mg dm-3 Cd (solo) + 109Cd (folha) e cinco repetições. Foram avaliadas a medição da taxa de assimilação de CO2 in vivo e amostras do limbo foliar foram coletadas para visualização através da técnica de microscopia eletrônica de transmissão. A parte aérea de feijoeiros radiomarcados foram expostas a filmes radiográficos e a contagem referente à atividade do 109Cd foi determinada por espectrometria de cintilação líquida. Resultados: O índice SPAD foi diminuído na maioria dos feijoeiros testados, principalmente nas folhas jovens. A menor e maior concentração de Cd foi observada nos cultivares BR3 Tracuateua (0,6 mg kg-1) and BRS Timbó (2,3 mg kg-1) respectivamente. Em ambos a assimilação de CO2 foi alterada pela toxicidade de Cd, mas com a presença de deformidades do limbo, clorose e abscisão da folha no BRS Timbó. Os cloroplastos do feijoeiro comum contaminado mostraram abundância de corpos osmiofílicos quando comparado ao vigna. A auto-radiografia confirmou menor transporte de Cd da raiz para a parte aérea pelo feijoeiro vigna e as concentrações deste metal na parte aérea são maiores no caule e nervuras foliares. Comparado ao BR3 Tracuateua, o feijoeiro comum BRS Timbó absorve e transloca maior quantidade de Cd aplicado na folha para o grão, mas contribui muito pouco na concentração total de Cd no feijão / The common bean (Phaseolus vulgaris L.) and cowpea [Vigna ungüiculata (L.) Walp] are a staple foods in many countries, particularly in Brazil, and it is an important source of protein, vitamins, and minerals including iron and zinc. Cadmium (Cd) is a heavy metal considered one of the most hazardous elements for humans. No data are available on the cadmium (Cd) concentration in grain of these species, especially under conditions of CETESB critical limits in soil (3 mg kg-1). The objective were to determine and compare concentrations of Cd in grain of common beans Phaseolus vulgaris L. and cowpea Vigna ungüiculata L. (Walp.) cultivated in 3 L pots with a typical oxysol, as well as to study the effects and accumulation of Cd in plants with distinct comportment. The trials were arranged as randomized design. In the first experiment, seeds of each species (15 common beans and 5 cowpea cultivars) were sowed in pots (3 mg kg-1 Cd and control), replicated three times. The SPAD índex was measured in plants at the end of vegetative stage and the dry matter yield were evaluated. Cd concentration in grain was determined by ICP-MS. After the selection of major and minor Cd accumulators, these cultivars were sowed in a new trial with 3 treatments 3 mg dm-3 Cd + 109Cd (soil); 109Cd (soil); 3 mg dm-3 Cd (soil) + 109Cd (leaves) with five replications. The CO2 assimilation was measured in vivo. Samples of leaves were collected and the ultrastructure was observed in transmission electronic microscope. The aerial parts of beans plants were exposed to radiographic films and the activity of 109Cd in was determined by liquid scintillation spectrometry. Results: SPAD index were affected in most of plants tested, especially in Young leaves. The minor and major concentration of Cd were observed in BRS Timbó (2,3 mg kg-1) and BR3 Tracuateua (0,6 mg kg-1), respectively. In both cultivars, the CO2 assimilation was affected by Cd phytotoxicity, but there were leaves deformities, chlorosis and leaf abscision in BRS Timbó. Common beans chloroplasts showed more osmiophylics globules compared to cowpea. Autoradiography confirmed low translocation root-to-shoot in caupi BR3 Tracuateua and the concentration of Cd was higher in BR3 Timbó, especially in stem and veins of leaves. In comparison to cowpea BR3 Tracuateua, the common bean BRS Timbó absorb and translocate more Cd applied in leaves to grain, but it is inexpressive in total content of Cd in beans

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Banco do Nordeste do Brasil / O presente estudo teve a proposiÃÃo de analisar a composiÃÃo dos sedimentos da rede de drenagem natural do municÃpio de Juazeiro do Norte - Ce. Esta anÃlise visa entender como vem reagindo esse meio ambiente diante do processo de uso e ocupaÃÃo do solo, para posteriormente subsidiar polÃticas ambientais mais assertivas para o desenvolvimento sustentÃvel da regiÃo. Para tanto, foram selecionados onze pontos de coleta de sedimento de fundo ao longo do sistema de drenagem, constituÃdo pelo rio Batateira e seus afluentes (riacho SÃo JosÃ, riacho dos Macacos, riacho Salesianos e riacho das TimbaÃbas).TambÃm foram demarcados pontos de coleta em solos de Ãreas adjacentes aos pontos de coleta de sedimento de fundo. As amostras foram coletadas no perÃodo de junho de 2011 a outubro de 2012. Nestas amostras, foram determinadas a distribuiÃÃo granulomÃtrica, composiÃÃo mineralÃgica, concentraÃÃes de carbono orgÃnico total e lÃbil, potenciais hidrogeniÃnico e redox e concentraÃÃes dos metais Ag, Al, Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Ga, Pb, Mn, Na, Ni, Ti, Zr e Zn. TambÃm foram determinados os nÃveis de poluiÃÃo dos sedimentos de fundo, por meio do cÃlculo do fator de enriquecimento pelos metais estudados e do Ãndice de geoacumulaÃÃo. Quanto a mineralogia, observou-se a existÃncia de solo do tipo argilossolo, de acordo com dados da literatura, o que corroborou com a predominÃncia de argila do tipo caulinita, com elevado grau de intempÃrie por toda a Ãrea estudada. Quanto ao pH, verificou-se que a maioria das amostras de solo e sedimento apresentaram tendÃncia à acidez. Com relaÃÃo ao Eh, todos os pontos apresentaram caracterÃsticas de meio oxidante. O cÃlculo do fator de enriquecimento e a classificaÃÃo quanto ao Ãndice de geoacumulaÃÃo permitiu a identificaÃÃo dos locais mais afetados pela antropizaÃÃo. Os pontos P4, P6 e P9 foram os locais que apresentaram maiores Ãndices de poluiÃÃo por metais, sendo que o P9 apresentou forte poluiÃÃo devido as expressivas concentraÃÃes dos metais Ag, Cd, Na, Pb e Zr. Diante do exposto, pode-se concluir que o processo de uso e ocupaÃÃo do solo no municÃpio de Juazeiro do Norte - Ce, notadamente o setor industrial, està afetando a composiÃÃo dos sedimentos de fundo do sistema de drenagem natural. Verifica-se, portanto, a necessidade de elaboraÃÃo de polÃticas pÃblicas que favoreÃam o desenvolvimento da economia local deforma sustentÃvel. / The present study aimed to propose to analyze the composition of the sediments of natural drainage network in the city of Juazeiro - Ce. This analysis aims to understand how the environment is reacting this process before the use and occupation of land, later to subsidize more assertive environmental policies for sustainable development of the region. Thus, we selected eleven points collected bottom sediment along the drainage system, consisting of the river and its tributaries Batateira (San Jose creek, stream of the Apes, stream and creek Salesians of TimbaÃbas). Were also marked collection points soils in areas adjacent to points of collection bottom sediment. Samples were collected from June 2011 to October 2012. These samples were determined particle size distribution, mineralogical composition, concentrations of total organic carbon and labile and redox potential Hydrogen and concentrations of the metals Ag, Al, Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Ga, Pb, Mn, Na, Ni, Ti, Zn and Zr. We also determined the levels of pollution of bottom sediments, by calculating the enrichment factor for the metals studied and index geoaccumulation. As the mineralogy observed the existence of soil type argilossolo, according to literature data, which corroborated with the predominance of kaolinite clay type, with a high degree of weathering throughout the study area. With respect to pH, it was found that most of the soil and sediment samples tended to show acidity. Regarding Eh, all points showed characteristics of an oxidizing environment. The calculation of enrichment factor and classification of the index geoaccumulation allowed the identification of the most affected by human disturbance. Points P4, P6 and P9 were sites that had higher metal pollution, and the P9 showed strong pollution due to significant concentrations of metals Ag, Cd, In, Pb, and Zr. Therefore, we can conclude that the process of use and occupation of land in the municipality of Juazeiro - Ce, notably the industrial sector is affecting the composition of the bottom sediments of the natural drainage system. There is therefore the need for development of public policies that encourage the development of sustainable local economy deforms.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / O presente estudo teve o objetivo de avaliar a remoÃÃo de metais pesados em efluentes industriais pelo uso de sulfeto quÃmico e biogÃnico. Inicialmente, foi operado, sob condiÃÃes mesofÃlicas (27  2 ÂC), um reator anaerÃbio de manta de lodo e fluxo ascendente (VÃtil = 2,7 L; TDH = 24 h) suplementado com sulfato (em relaÃÃes DQO/SO42- de aproximadamente 10 e 5) para a produÃÃo de sulfeto biogÃnico. Posteriormente, o efluente das indÃstrias de folheaÃÃo de joias da cidade de Juazeiro do Norte, CearÃ, foi caracterizado para verificar os principais metais contidos e suas faixas de concentraÃÃes, alÃm de outros constituintes. Em seguida, analisou-se a aplicaÃÃo de planejamento experimental multivariado cujos fatores estudados foram concentraÃÃo de metal (20, 80 e 140 mg/L), concentraÃÃo de sulfeto (20, 40 e 60 mg/L) e tempo de reaÃÃo (1, 5 e 9 min), no processo de remoÃÃo dos metais cobre, zinco e nÃquel, tanto na presenÃa quanto na ausÃncia de macro e micronutrientes. Finalmente, foi verificada em experimentos univariacionais a influÃncia das condiÃÃes operacionais tempo de reaÃÃo (15 e 30 min), razÃo molar metal/sulfeto (0,5; 0,7; 1; 1,6; 1,75 e 2) e fonte de sulfeto (quÃmico e biogÃnico) na eficiÃncia de remoÃÃo dos metais pesados analisados. ApÃs a caracterizaÃÃo do efluente das indÃstrias de folheaÃÃo de joias constatou-se que os metais majoritÃrios foram cobre, nÃquel e zinco. O reator sulfetogÃnico apresentou operaÃÃo estÃvel para as relaÃÃes DQO/SO42- estudadas, com remoÃÃo de DQO superior a 70% e reduÃÃo de sulfato acima de 90%. A partir do planejamento experimental multivariado, observou-se que o fator mais significativo foi a concentraÃÃo de metal para todos os casos, sendo que, para o cobre, a concentraÃÃo de sulfeto nÃo teve efeito significativo na presenÃa de macro e micronutrientes. Por sua vez, para o nÃquel, constatou-se que todos os fatores exercem influÃncia sobre a eficiÃncia de remoÃÃo. Jà para o zinco, o tempo nÃo teve influÃncia significativa na ausÃncia de macro e micronutrientes, enquanto que na presenÃa dos mesmos tal variÃvel apresentou significÃncia. Em seguida, nos experimentos univariacionais verificou-se que o tempo de reaÃÃo nÃo influenciou a remoÃÃo de metais estudados. A fonte de sulfeto apresentou efeitos diversos assim como a relaÃÃo molar metal/sulfeto. Por exemplo, com o cobre, em razÃes molares metal/sulfeto menores que 1,6, foram obtidas as maiores diferenÃas na eficiÃncia de remoÃÃo chegando atà 70%. Jà para o zinco, sà foram observadas algumas diferenÃas para razÃes molares acima de 1,6. Finalmente, para o nÃquel, alguma diferenÃa sà foi verificada para razÃes de atà 1. / The present study aimed to assess heavy metals removal from industrial effluents by using chemical and biogenic sulfide. Initially, an upflow anaerobic sludge blanket reactor (working volume = 2.7 L, HRT = 24 h), supplemented with sulfate (COD/SO42- ratio of approximately 10 and 5), was operated under mesophilic conditions (27  2 ÂC) for biogenic sulfide production. Subsequently, the effluent of jewelry plating industries from the city of Juazeiro do Norte, CearÃ, was characterized in order to verify the major metals and their concentration ranges, as well as other constituents. Then, the application of a multivariate experimental design, whose factors were metal concentration (20, 80 and 140 mg/L), sulfide concentration (20, 40 and 60 mg/L) and reaction time (1, 5 and 9 min), in the process of copper, zinc and nickel removal, both in the presence and absence of macro and micronutrients, was analyzed. Finally, in univariate experiments, the influence of the operating conditions, such as reaction time (15 and 30 min), metal/sulfide molar ratio (0.5, 0.7, 1, 1.6, 1.75 and 2) and sulfide source (chemical and biogenic), on the removal efficiency of the tested heavy metals was verified. After the characterization of the jewelry plating industries effluent, it was found that the majority metals were copper, nickel and zinc. The sulfidogenic reactor showed stable operation for the COD/SO42- ratios studied, with COD removal higher than 70% and sulfate reduction above 90%. From the multivariate experimental design, the most significant factor was metal concentration in all cases. For copper, sulfide concentration had no significant effect in the presence of macro and micronutrients. However, for nickel, all the factors have an influence on removal efficiency. And, for zinc, the time had no significant influence in the absence of macro and micronutrients, whereas, in their presence, that variable was significant. From the response surface contour plot, the optimum point, in terms of removal efficiency, obtained for nickel in the presence and absence of macro and micronutrients was [Ni2+] = 140 mg/L, [S2-] = 60 mg/L and t = 1 min. Subsequently, in the univariate experiments, it was found that the reaction time did not affect the removal of metals studied. The sulfide source had different effects as well as the metal/sulfide molar ratio. For example, for copper, at metal/sulfide molar ratios lower than 1.6, the greatest differences in removal efficiency were obtained, which reached up to 70%. However, for zinc, some differences were only observed at molar ratios above 1.6. Finally, for nickel, differences were observed for molar ratios below 1.

Concentrações de cádmio (Cd), chumbo (Pb) e mercúrio (Hg) foram determinadas em amostras de água (teores dissolvidos e particulados), sedimento de fundo, peixes e bivalves, coletados em seis bacias hidrográficas do Estado de São Paulo: Alto Paranapanema, Peixe, Aguapeí, São José dos Dourados, Mogi-Guaçu e Piracicaba, as quais apresentam diferentes características quanto ao uso e ocupação da terra. Dentre estas bacias, as dos rios Piracicaba e Mogi-Guaçu apresentam maiores densidades demográficas e industrialização, o que gera, conseqüentemente, maior degradação da qualidade das águas, enfatizando a necessidade de estudos freqüentes nesses sistemas. As amostragens de água e sedimento foram feitas bimestralmente durante o ano de 2001. Os peixes e bivalves foram amostrados no mesmo ano em dois períodos: seca e cheia. As concentrações de Cd e Pb foram determinadas por espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica, e as de Hg por espectrometria de fluorescência atômica. Os teores de Cd e Pb na fração trocável do sedimento também foram determinados. Os resultados obtidos mostraram baixas concentrações dos metais Cd e Pb na coluna d’água, tanto nas formas dissolvidas quanto particuladas, no entanto, tais concentrações foram maiores nas bacias dos rios Piracicaba e Mogi-Guaçu. No sedimento de fundo e nos bivalves, as maiores concentrações de Pb foram observadas no rio Mogi-Guaçu, embora este elemento tenha ocorrido em pequenas quantidades na fração trocável do sedimento (<1%). O Cd ocorreu em maiores teores no sedimento e no material particulado do rio Piracicaba. Por outro lado, as maiores concentrações de Pb nos bivalves foram detectadas no rio Mogi-Guaçu. Na fração trocável do sedimento, o Cd ocorreu em altas proporções (até 76%), principalmente, nos rios Itapetininga (Bacia do Alto Paranapanema), Piracicaba e Mogi-Guaçu. Em algumas amostras de água e sedimento de fundo ocorreram quantidades relativamente elevadas de Hg. Por outro lado, nos bivalves os teores do elemento foram sempre baixos. No entanto, nenhuma tendência significativa de distribuição espacial ou temporal de Hg ocorreu nas amostras. Portanto, acredita-se que os altos teores registrados para algumas amostras foram resultantes de fontes de origem difusa não-pontual, como deposição atmosférica e fontes originárias da agricultura. Nos peixes, as concentrações de Cd e Pb foram sempre inferiores aos limites de detecção (0,005 e 0,08 µg/g peso seco, respectivamente). Por outro lado, peixes carnívoros coletados no reservatório de Jurumirim (bacia do Alto Paranapanema) apresentaram altas concentrações de Hg (média: 1,14 +/- 0,54 µg/g peso úmido) e metilmercúrio (média: 1,04 +/- 0,51 µg/g peso úmido). Este último, representou em média 92% do mercúrio total determinado no músculo dos peixes. Tais concentrações foram maiores que o máximo permitido pela legislação brasileira para peixes predadores (1 µg/g peso úmido) e, provavelmente, foram resultante de altos teores de metilmercúrio produzido no reservatório devido aos processos de produção e liberação de mercúrio a partir da vegetação e solos inundados. Portanto, concluiu-se que os peixes do reservatório de Jurumirim estavam contaminados com Hg, recomendando-se que novos estudos sejam realizados para se identificar as fontes e processos responsáveis por tais contaminações. As bacias dos rios do Peixe, Aguapeí, Alto Paranapanema e São José dos Dourados apresentaram baixas quantidades de todos os elementos estudados. Por outro lado, foram observadas concentrações relativamente elevadas de Cd no rio Piracicaba, e Pb e Cd no rio Mogi-Guaçu, os quais devem ser periodicamente avaliados. / Concentrations of cadmium (Cd), lead (Pb), and mercury (Hg) were determined in water (dissolved and particulate), bottom sediment, fish, and bivalves sampled in six watersheds located in the State of São Paulo (Southeast, Brazil): the Alto Paranapanema, the Peixe, the Aguapeí, the São José dos Dourados, the Mogi-Guaçu, and the Piracicaba. These watersheds show different levels of land-use. Among these basins, the Piracicaba and the Mogi-Guaçu River Basins show highest population and industrialization rates. Such features lead, consequently, to a higher degradation of water, thus decreasing its quality. These facts emphasize the need of new and frequent studies in those systems. Water and sediment samplings were carried out bimonthly during 2001. Fish and bivalves samples were collected twice a year: at the end of the rainy and dry season. Cd and Pb concentrations were determined through electrotermal atomic absorption spectrometry, whereas Hg through atomic fluorescence spectrometry. In addition, exchangeable Cd and Pb were determined in sediment. The results showed low concentrations of Cd and Pb in water (dissolved and particulate). However, these concentrations were higher in the Piracicaba and the Mogi-Guaçu River Basins. Pb concentrations in sediment and bivalves were the highest in the Mogi-Guaçu River, even so this element occurred in low levels in the exchangeable fraction of sediment (< 1%). The highest Cd concentrations in sediment and particulate suspended matter were related to the Piracicaba River, although the highest levels for bivalves occurred in the Mogi-Guaçu River. High Cd concentrations in the exchangeable fraction of sediment (up to 76%) were observed, mainly in the Itapetininga (the Alto Paranapanema Basin), the Piracicaba, and the Mogi-Guaçu River. High concentrations of Hg were detected in some water and sediment samples, whereas in bivalves Hg was always in low levels. However, no significant tendency of temporal and/or spatial distribution was observed for Hg, so it is belived that the high levels reported for some samples were a result from diffuse non-point source pollution, such as atmospheric deposition and residues from agricultural practices. Cd and Pb concentrations in fish were always lower than the detection limit (0.005 and 0.08 µg/g dry wt, respectively). On the other hand, high concentrations of Hg (1.14 +/- 0,54 µg/g wet wt) and methylmercury (1.04 +/- 0.51 µg/g wet wt), which represented 92% of the total mercury, were found in carnivorous fish samples from the Jurumirim Reservoir (the Alto Paranapanema Basin). These concentrations were higher than the maximum limit permitted by Brazillian legislation for predatory fish (1 µg/g wet wt) and, probably, were a result from high methylmercury levels produced and released in the reservoir supported by inundated soil and vegetation. Hence, we concluded that carnivorous fish from the Jurumirim Reservoir were contamined with Hg, therefore new research sould be carried out in that area in order to identify the sources and processes responsible for high levels of mercury. The Peixe, the Aguapeí, the Alto Paranapanema, and the São José dos Dourados River Basins showed relatively low concentrations of all elements studied. Conversely, high Cd concentrations were determined in the Piracicaba River, and Pb and Cd in the Mogi-Guaçu River, pointing out that these areas should be frequently monitored.

A contribuição deste trabalho é apresentar uma metodologia de avaliação de risco ecológico do ambiente aquático utilizando-se dados provenientes de programas de monitoramento ambiental. O estudo tem como cenário um trecho do Rio Jacuí, município de São Jerônimo – RS, Brasil, que foi avaliado através da aplicação de um programa de monitoramento ambiental. Consideraram-se como variável explicativa deste estudo, as evidências registradas nos compartimentos abióticos, água superficial e sedimento. As evidências químicas foram decorrentes da presença dos metais Hg, Pb e Zn e as evidências ecotoxicológicas de ensaios de toxicidade aquática com Ceriodaphinia dubia para água superficial e Hyalella azteca para sedimento. Consideraram-se como variáveis respostas as evidências biológicas compostas pelos dados de riqueza, índice de Shannon-Weaver, equitatividade e densidade numérica das espécies das comunidades zooplantônica e bentônica. O risco ecológico (Baixo, Médio e Alto) foi caracterizado pela associação à qualidade ambiental (Ótima, Alerta e Crítica), respectivamente, estabelecida pelas evidências registradas. Os resultados permitem considerar que é possível o uso de programas de monitoramento ambiental para avaliação de risco ecológico, se contiverem, além dos dados químicos e ecotoxicológicos exigidos pela legislação ambiental, dados do monitoramento da biota residente. / The contribution of this work is to present a methodology for ecological risk assessment in an aquatic environment using data derived from environmental monitoring programs. The location focused by this study was a segment of the Jacuí River, in the town of São Jerônimo – RS, Brazil, which was assessed by applying an environmental monitoring program. The evidence recorded from the abiotic compartments surface water and sediments was considered an explanatory variable. The chemical evidence stemmed from the presence of Hg, Pb and Zn, while the ecotoxicological evidence resulted from aquatic toxicity tests using Ceriodaphinia dubia for surface water and Hyalella azteca for sediments. The biological evidence from the Shannon-Weaver index, species richness, equitability and numerical density data in zooplanktonic and benthonic communities was considered the response variable. The ecological risk (Low, Medium, and High) was characterized by the association with environmental quality (Great, Warning, and Critical), established by the evidence recorded. The results have shown that it is possible to use environmental monitoring programs to evaluate of ecological risk assessment, if they have chemical and ecotoxicological data required by environmental laws, and monitoring data of resident biota.

Metais pesados são subprodutos de atividades industriais, porém nos últimos anos os estudos têm demonstrado que mesmo em áreas não industriais, tem-se encontrado altas concentrações desses elementos. Neste estudo, mediu-se as concentrações de Zn, Ni, Cd e Pb em 20 amostras compostas de sedimentos urbanos coletadas em uma bacia hidrográfica urbana de 4,85 km² com três tipos de uso do solo (comercial/residencial, comercial e industrial), na cidade de Porto Alegre – RS. As concentrações foram determinadas por digestão ácida (EPA 3050) das frações 209, 150, 90, 63 e 45 μm seguida de espectrofotometria de emissão atômica com plasma acoplado indutivamente. As concentrações dos metais estudados foram interpoladas e representadas geograficamente utilizando Idrisi© Andes e os resultados mostram que as maiores concentrações estão localizadas na parte comercial e comercial/residencial da área de estudo, caracterizada por apresentar alto fluxo veicular na maior parte do dia, sendo considerada uma fonte potencial destes metais. Todas as concentrações estiveram acima dos valores tomados como background local e o uso do solo de cada área não representou nenhuma diferença estatística significativa (Test de Kruskall-Wallis, α = 0.05) em relação às concentrações encontradas. As concentrações foram ajustadas mediante modelos matemáticos com o diâmetro da partícula (μm), determinando que o melhor modelo para o Zn, Pb e Ni foi o exponencial e para o Cd foi o potencial. Análises mineralógicas mostraram a predominância de minerais como quartzo e feldspatos, além de minerais carbonatados, argilominerais e óxidos de ferro e manganês; o qual pode explicar a afinidade dos metais pesados pelas partículas de sedimentos urbanos. As amostras de sedimentos analisadas apresentam uma alta porcentagem de fração < 63 μm, na qual se encontram, na sua maior parte, adsorvidos os metais pesados, independentemente do local de origem da amostra; confirmando a forte correlação existente entre o tamanho da partícula e a concentração do metal. Estes resultados confirmam a presença de uma carga de poluição difusa associada ao transporte de metais pesados em sedimentos depositados em áreas urbanas impermeáveis na cidade de Porto Alegre, a qual pode impactar negativamente a saúde humana e os ecossistemas aquáticos do lago Guaíba, devido a que estes sedimentos são arrastados pelos sistemas de drenagem a este importante corpo de água da cidade. / Heavy metals are subproducts of industrial activities; however, in recent years, studies have shown that even in non-industrial areas, elevated concentrations of these elements have been found. In this study, Pb, Cd, Ni and Zn concentrations were measured in 20 composite samples of urban sediments collected in an urban hydrographic watershed of 4.85 km² with three types of soil use (commercial/residential, commercial and industrial) in the city of Porto Alegre, RS, Brazil. Concentrations were determined by acid digestion (EPA 3050) of the 209 μm, 150 μm, 90 μm, 63 μm and 45 μm fractions followed by atomic emission spectrophotometry with inductively coupled plasma. Concentrations of the metals studied were interpolated and represented geographically using Idrisi© Andes. Results show that the greatest concentrations are located in the commercial and commercial/residential part of the study area, characterized as presenting high vehicle flow most of the day, with this being considered a potential source of all theses metals. All concentrations were above that of the local background and the soil´s use not represented any statistical difference (Kruskall – Wallis Test, α = 0.05) with the founded concentrations. Metals concentrations were correlated with the particle diameters (μm), the best models were exponential for Zn, Pb and Ni, and potential model for Cd. Mineralogical analysis showed presence of quartz and feldspar, carbonated minerals, clay minerals and iron and manganese; which can explain the affinity of heavy metals by particles of urban sediments. The analyzed samples of sediments showed high percentage of the fraction < 63μm, in which, is sorved the most quantity of heavy metals, independently of the monitoring sample point, confirming the high correlation between the particle size and metal´s concentrations. These results prove the presence of a load of associated diffuse pollution to the heavy metals transport in sediments deposited in impervious urban areas in the city of Porto Alegre, which could be harmful to the human health and to the aquatic ecosystems of the Guaíba lake, due these sediments are dragged by the draining systems to this important freshwater body´s city.

Neste estudo, avaliou-se a ocorrência de metais pesados em ambiente fluvial sob influência de curtumes - a bacia hidrográfica dos rios Cadeia e Feitoria (RS, Brasil), focalizando sua origem, distribuição e mobilidade potencial. Trimestralmente, entre julho/1999 e abril/2000, analisaram-se metais e parâmetros complementares em amostras de água e sedimento coletadas em dez locais. Após identificar os contaminantes e locais críticos (cromo e mercúrio, no trecho inferior do rio Feitoria), avaliaram-se também perfis sedimentares verticais e tecido muscular de peixes de fundo (Rineloricaria). As análises de água seguiram recomendações do Standard Methods, enquanto as demais basearam-se principalmente em métodos da agência de proteção ambiental dos Estados Unidos (USEPA) ou Comunidade Européia, buscando prever a disponibilidade potencial dos metais. Utilizou-se estatística descritiva e multivariada na análise dos dados, visando sintetizar informações e subsidiar a futura elaboração de um atlas ambiental. Rastreou-se o risco potencial de danos crônicos não carcinogênicos à saúde humana por ingestão de água e peixes contaminados, conforme metodologia recomendada pela USEPA.A ocorrência de metais vinculou-se a contribuições naturais e antropogênicas, representadas principalmente pela intemperização de basaltos e atividades de curtumes. Influenciada pela proximidade dos curtumes e flutuações na vazão, a qualidade das águas diminuiu ao longo dos rios e no período de menor disponibilidade hídrica (janeiro). Os teores de metais nas águas obedeceram aos padrões da legislação brasileira, exceto para alumínio, ferro e eventualmente manganês. Considerando a ingestão de água em cenário hipotético de alta exposição aos metais estudados (água bruta, picos de contaminação, cromo na forma hexavalente), verificouse uma potencial ausência do risco de efeitos adversos à saúde humana. Entretanto, a área sob maior influência de curtumes demonstrou considerável aumento desse risco, em comparação aos locais de referência. Nos sedimentos, as concentrações de alumínio, cobre, ferro, níquel, manganês, titânio e zinco pareceram refletir níveis basais, ao contrário de cromo e mercúrio, enriquecidos no trecho inferior da bacia. Além de condições de avançado intemperismo, os perfis sedimentares indicaram que as descargas de metais antropogênicos poderiam não estar restritas a atividades pretéritas. A partição dos metais nas fases geoquímicas dos sedimentos revelou maior mobilidade potencial do manganês em toda a bacia, seguido por cromo, na área de concentração de curtumes (predominantemente vinculado à fração oxidável). Ainda que em teores abaixo do recomendado pela Organização Mundial da Saúde (0,5 μg/g), observou-seacúmulo de mercúrio nos peixes, indicando condições ambientais favoráveis à sua metilação. Para reduzir efeitos tóxicos crônicos não carcinogênicos à saúde humana por exposição ao mercúrio, um eventual consumo do peixe estudado deveria ser restrito a 32 g/dia no trecho contaminado. Mesmo não sendo detectado nos peixes, o considerável aumento do teor de cromo nos sedimentos do trecho inferior da bacia sugeriu possibilidade de ocorrerem localmente outros efeitos prejudiciais à biota aquática. Uma potencial mobilização do cromo retido nos sedimentos estaria vinculada às condições redox do meio, enquanto o enxofre poderia condicionar a biodisponibilidade do mercúrio. Estudos posteriores são necessários para melhor entendimento dos processos de mobilização e bioacumulação de metais na área de estudo, envolvendo organismos de diferentes níveis tróficos. / This study evaluated the occurrence of heavy metals in a fluvial environment under the influence of tanneries – the Cadeia and Feitoria rivers watershed (RS, Brazil), phocusing their origin, distribution, and potential mobility. Every three months, between July 1999 and April 2000, selected heavy metals and ancillary parameters were analyzed in water and sediment samples taken at ten sites. After identifying the contaminants and sites of concern (chromium and mercury at the lower reach of Feitoria River), vertical sediment profiles and bottom-fish tissue (Rineloricaria) were also evaluated. Water analyses followed recommendations of the Standard Methods, while the remaining analyses were based mainly on methods from the Environmental Protection Agency of the United States (USEPA) and European Community, searching for estimating the potential availability of metals. Descriptive and multivariate statistics were applied to water and sediment data sets, in order to obtain a synthesis of the environmental diagnosis, and to support the elaboration of an environmental atlas. A risk assessment methodology recommended by USEPA was conducted at a screening level, in order to estimate the potential non-carcinogenic toxic effects to the human health arising from life-time consumption of contaminated water and fish.The results revealed that the heavy metals originate from natural and anthropogenic contributions, mainly resultant from the weathering of basalt rocks and tannery activities. The water quality decreased along both rivers, and during the dry period (January), showing the influence of tannery plants vicinity and flow variations. Except for iron, aluminum, and eventually manganese, heavy metal contents in water were generally in agreement with Brazilian standards. Despite considering the ingestion of water in a hypothetical scenario of high human exposure to the selected metals (untreated water, peaks of contamination, chromium in the hexavalent form), the risk screening indicated a potential absence of adverse toxicological health effects. However, in comparison to the reference sites, this risk considerably increased at the lower reach of Feitoria River, the most affected by tanneries. Concerning sediments, aluminum, copper, iron, nickel, manganese, titanium, and zinc concentrations appeared to reflect the base levels, in opposition to chromium and mercury, which were enriched in the lower part of the basin. The sediment profiles revealed an advanced weathering-stage, and also indicated that the anthropogenic discharges of heavy metals might not be strictly resultant from past activities. The partition of heavy metals among the sediment geochemical phases showed higher mobility of manganese along the basin, followed by chromium in thearea most affected by tanneries (predominantly associated to the oxidizable fraction). Although occurring in levels below the World Health Organization threshold for human consumption (0.5 μg/g), the accumulation of mercury in fish indicated that the prevailing environmental conditions could favor its methylation. Considering the methodology of risk assessment, an eventual consumption of the investigated fish should be restricted to 32 g/day at the lower reach of Feitoria River, in order to reduce the occurrence of non-carcinogenic toxic effects to the human health, arising from oral exposure to mercury. Although chromium was not detected in fish tissue, its considerable enrichment in sediments from the lower part of the basin indicated a potential occurrence of other hazardous effects on aquatic organisms. A potential mobilization of chromium from the contaminated sediments would be associated to the prevailing redox conditions, while the sulfur cycling could influence the bioavailability of mercury. Further research with organisms from distinct trophic levels is needed, in order to better understand the metal bioaccumulation processes that are taking place in the study area.