Mechanistic aspects of carbonaceous aerosol toxicity were examined with respect to the ability of particles to catalyse reactive oxygen species-generating redox cycling reactions. To investigate the role of secondary organic material, we examined two systems. In the first, two-stroke engine exhaust particles were found to increase their ability to catalyse redox cycling in the presence of a reducing agent, dithiothreitol (DTT), when the exhaust was exposed to ozone. This occurred through deposition of redox-active secondary organic aerosol (SOA) onto the particle that was ten times more redox active per microgram than the primary engine particle. In the second system, naphthalene SOA formed highly redox active particles. Activity was strongly correlated to the amount of the 1,4- and 1,2-naphthoquinone measured in the particle phase. However, these species and the newly quantified naphthalene oxidation product 5-hydroxy-1,4-naphthoquinone accounted for only 30% of the observed DTT decay from the particles. Gas-particle partitioning coefficients suggest 1,4- and 1,2-naphthoquinone are not strong contributors to ambient particle redox activity at 25°C. However, a large number of redox active species are unidentified. Some of these may be highly oxidised products of sufficiently low vapour pressure to be atmospherically relevant. DTT activity of diesel particles was found to be high per unit mass. The activity was found to be associated with the insoluble fraction as filtration of the particles nearly eliminated DTT decay. Neither methanol nor dichloromethane extracts of diesel particles exhibited redox activity, indicating that the redox active species are associated with the black carbon portion of the particles. Examination of particle concentration techniques found that use of water condensation to grow and concentrate particles introduced a large organic artefact to the particles. Experiments with concentrated inorganic particles suggest that the source of this artefact is from irreversible uptake of water-soluble volatile organic compounds. Overall, carbonaceous redox active species can be thought of as a continuum from small, water-soluble species to redox active functionalities on elemental carbon backbones. In addition to clearly defined, quantifiable species, future research may need to consider examining broader chemical classes or redox-active chemical functionalities to overcome the inherent complexity of these constituents.

Mechanistic aspects of carbonaceous aerosol toxicity were examined with respect to the ability of particles to catalyse reactive oxygen species-generating redox cycling reactions. To investigate the role of secondary organic material, we examined two systems. In the first, two-stroke engine exhaust particles were found to increase their ability to catalyse redox cycling in the presence of a reducing agent, dithiothreitol (DTT), when the exhaust was exposed to ozone. This occurred through deposition of redox-active secondary organic aerosol (SOA) onto the particle that was ten times more redox active per microgram than the primary engine particle. In the second system, naphthalene SOA formed highly redox active particles. Activity was strongly correlated to the amount of the 1,4- and 1,2-naphthoquinone measured in the particle phase. However, these species and the newly quantified naphthalene oxidation product 5-hydroxy-1,4-naphthoquinone accounted for only 30% of the observed DTT decay from the particles. Gas-particle partitioning coefficients suggest 1,4- and 1,2-naphthoquinone are not strong contributors to ambient particle redox activity at 25°C. However, a large number of redox active species are unidentified. Some of these may be highly oxidised products of sufficiently low vapour pressure to be atmospherically relevant. DTT activity of diesel particles was found to be high per unit mass. The activity was found to be associated with the insoluble fraction as filtration of the particles nearly eliminated DTT decay. Neither methanol nor dichloromethane extracts of diesel particles exhibited redox activity, indicating that the redox active species are associated with the black carbon portion of the particles. Examination of particle concentration techniques found that use of water condensation to grow and concentrate particles introduced a large organic artefact to the particles. Experiments with concentrated inorganic particles suggest that the source of this artefact is from irreversible uptake of water-soluble volatile organic compounds. Overall, carbonaceous redox active species can be thought of as a continuum from small, water-soluble species to redox active functionalities on elemental carbon backbones. In addition to clearly defined, quantifiable species, future research may need to consider examining broader chemical classes or redox-active chemical functionalities to overcome the inherent complexity of these constituents.

La mesure de Matières En Suspension (MES) est cruciale autant pour comprendre les transferts sédimentaires que pour les études des écosystèmes marins. Elles sont classiquement mesurées ponctuellement par des prélèvements d’eau in situ, ou à partir des propriétés optiques de l’eau. Mais depuis plusieurs décennies, les appareils acoustiques, ont montré leur capacité à mesurer ces MES sur de plus grands volumes. Ces mesures, en particulier celles de la concentration, s’appuient sur les propriétés de rétrodiffusion des particules. Mais ces mesures demeurent peu représentatives dans la mesure où le contenu en MES dans la colonne d’eau varie à différentes échelles de temps et d’espace. Dans un premier temps, ces travaux de thèse visent à montrer à travers des mesures in situ réalisées dans l’estuaire de l’Aulne qu’il est possible d’étendre spatialement la mesure par inversion des données issues de sondeurs multifaisceaux (SMF). Un modèle de rétrodiffusion adapté à la suspension d’intérêt, constituée dans cette étude d’agrégats estuariens, est d’abord élaboré. Puis grâce à des observations issues d’un profileur multifréquences, la concentration massique en MES, distribuée par classes de tailles, a pu être déterminée par la résolution d’un problème inverse. Ces informations permettent de déterminer les rayons équivalents de la suspension, grâce auxquels les données issues du SMF, au préalable calibrées par une méthode innovante, peuvent être inversées de manière directe. Une étude des incertitudes attachées aux valeurs de concentrations estimées est par la suite proposée afin de qualifier la pertinence des résultats. Puis dans un second temps, les conditions nécessaires à l’établissement d’un protocole de mesure des MES par système multi-capteur sont identifiées. Ce dernier permet la caractérisation en continu des MES à différentes échelles de temps et d’espace, en exploitant la complémentarité des mesures issues des différents instruments. / Measuring Suspended Particulate Matter (SPM) is essential to better understand sediment transport and marine ecosystems. SPM is traditionnaly estimated through in situ water samples analysis, or based on the optical properties of water. Yet for several decades, acoustical devices have shown their capability to measure SPM on larger volumes. These measurements (especially in terms of SPM concentration) are based on the backscattering properties of the particles. However, these measurements remain limited, since the SPM content in the water column is subjected to variations on both spatial and temporal scales.As a first step, this work aims at showing that it is possible to increase the degree of spatialization of the SPM measurements by inverting MultiBeam EchoSounder (MBES) data, through in situ measurements acquired in the Aulne macrotidal estuary. A backscattering model was first designed to describe the backscattering properties of the suspension of interest, consisting in this study in estuarine agregates. Then, thanks to multifrequency observations, the SPM mass concentration sorted by size classes was retrieved through the the resolution of the inverse problem. This kind of information allows to determine the equivalent spherical radius of the the whole suspension, through which the MBES data, calibrated beforehand using an original method, can be directly inverted. Subsequently, a study of the uncertainties attached to the final concentration estimate is proposed in order to qualify the relevance of the results.In a second step, the necessary conditions for establishing a measurement protocol of the SPM are identified. The latter allows continuous characterization of SPM at different spatial and temporal scales, by exploiting the complementarity of the measures delivered by different instruments.

Submitted by Isaías Mutombo Mafavisse (isaimutombo@yahoo.com.br) on 2018-07-20T10:15:20Z No. of bitstreams: 1 TESE_2018 ISAIAS MAFAVISSE.pdf: 5746929 bytes, checksum: f2429d8c5245df253586397aeecc0a09 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucimara Kurokawa Shinoda null (lucimaraks@sorocaba.unesp.br) on 2018-07-20T17:16:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mafavisse_im_dr_soro.pdf: 5746929 bytes, checksum: f2429d8c5245df253586397aeecc0a09 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-20T17:16:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mafavisse_im_dr_soro.pdf: 5746929 bytes, checksum: f2429d8c5245df253586397aeecc0a09 (MD5) Previous issue date: 2018-06-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A poluição do ar é considerada uma situação-tipo para o setor mineiro, apresentando aspectos clássicos de degradação do meio ambiente biótico e abiótico. O objetivo do trabalho é identificar áreas impactadas por material particulado da mineração do carvão e suas principais fontes emissoras em Moatize, propondo uma nova formulação de supressor de poeira de base vegetal como alternativa para reduzir a emissão de material particulado em mina a céu aberto. Através de metodologia cartográfica, buscou-se representar as áreas críticas contendo carga potencial poluidora, neste caso, partículas totais em suspensão (PTS) e material particulado respirável (MP10) procedentes do processo e logística da exploração do carvão. As variações na qualidade do ar em torno das áreas de mineração do carvão em Moatize foram avaliadas durante o período de 2015 em cinco locais e em duas estações do ano. Os dados de campo mostraram que as áreas mais impactadas pelas emissões difusas de partículas totais em suspensão (PTS) e material particulado com diâmetro 10 (MP10) devido à atividade de mineração do carvão em Moatize são Liberdade, Carbomoc, Minas Moatize e 25 de setembro. Este último é o mais impactado. Os dados revelaram ainda níveis de concentração de material particulado acima dos padrões estabelecidos no Regulamento de Normas de Qualidade Ambiental e Decreto de Emissão de Efluentes n° 67/2010 vigente em Moçambique. As concentrações de PTS atingiram 569 μg m-3 no mês mais crítico. As análises de elementos principais e de elementos maiores e traço no carvão bruto foram realizadas por Análise Elementar CHN e Espetroscopia de Emissão óptica com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP OES). Na formulação básica do supressor de poeira foi examinado o supressor de extrato de Pinus e ácido γ-poliglutâmico (γ-PGA). A nova formulação contendo ácido γ-poliglutâmico resultou em supressor de poeira de base vegetal, biodegradável. A interface entre a matriz de carvão mineral e a película supressora foi examinada por microscopia confocal de varredura a laser. Na caracterização do supressor de poeira foram utilizadas técnicas de microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia no infravermelho. O gênero Pinus é uma matéria-prima abundante, renovável e de baixo custo, que possui potencial químico para o desenvolvimento de novos produtos de alto valor agregado. Os resultados iniciais são promissores e representam não apenas uma vantagem ambiental, mas também um ganho importante para as comunidades localizadas nas imediações das minas de carvão. / Air pollution is considered a standard situation for the mining sector, presenting classic aspects of degradation of the biotic and abiotic environment. The objective of this work is to identify areas impacted by coal mining particulate matter and its main source sources in Moatize, proposing a new formulation of a dust suppressant which is plant base with an alternative to suppress the particulate matter in an open pit mine. By means of cartographic methodology, we intend to represent the critical areas with potential pollutant load, in this case, total suspended particulate (TSP) matter and respirable particulate matter (PM10) from the process and logistic of the coal exploitation. The variations in air quality around the coal mining areas at Moatize were assessed over the 2015 period at five sites and two seasons. The field data showed that the areas most impacted by the diffuse emissions of TSP matter and PM10 particulate due to the coal mining activity in Moatize are Liberdade, Carbomoc, Minas Moatize on September 25. The latter is the most impacted. The data also revealed a high concentration of particulate matter in these areas, with levels above the standards established in the Regulation of Environmental Quality Standards and Wastewater Emission Decree No. 67/2010 in force in Mozambique. The PTS concentrations reached 569 μg m-3 in the most critical month. The analyzes of major elements and major elements and trait in crude coal were performed by CHN elementary and inductively coupled plasma optical emission spectrometers (ICP OES). In the basic formulation of the dust suppressant the extract suppressor of Pinus and γ-polyglutamic acid (γ-PGA) was examined. The new formulation containing γ-polyglutamic acid resulted in a biodegradable plant-based dust suppressant. The interface between the charcoal matrix and the suppressor film was examined by a laser scanning confocal microscopy. In the characterization of the dust suppressor, scanning electron microscopy and infrared spectroscopy techniques were used. The Pinus genus is an abundant, renewable and low-cost raw material that has chemical potential for the development of new products with high added value. The initial results are promising and represent not only an environmental advantage, but also a significant gain for communities located in the vicinity of coal mines.

148f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-03-22T17:35:21Z No. of bitstreams: 1 TESE VERSÃO FINAL_Rogete.pdf: 3403393 bytes, checksum: 8ad0a12697759237a2a80d8d5568a3c8 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-04-19T14:20:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE VERSÃO FINAL_Rogete.pdf: 3403393 bytes, checksum: 8ad0a12697759237a2a80d8d5568a3c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-19T14:20:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE VERSÃO FINAL_Rogete.pdf: 3403393 bytes, checksum: 8ad0a12697759237a2a80d8d5568a3c8 (MD5) Previous issue date: 2013 / CAPES / O material particulado atmosférico (MP) é um dos principais poluentes do ar, este pode ser emitido por fontes naturais e antrópicas. Em ambientes urbanos o tráfego de veículos é um dos grandes responsáveis por sua emissão. Em sua composição estão associadas inúmeras espécies químicas, dentre as quais se destacam metais e metalóides. A origem destas espécies através do tráfego está relacionada a várias fontes, tais como, produtos de combustão do combustível e óleo; produtos de desgaste de pneus, lonas de freio, rolamentos; materiais de construção das vias de tráfego; e ainda a ressuspensão da poeira do solo. As frações mais finas do MP são as mais nocivas e a exposição a estas partículas é responsável por vários efeitos à saúde e estão associadas ao aumento de riscos de doenças respiratórias e cardiovasculares e problemas reprodutivos. Especialmente os metais podem causar câncer, mutações e problemas neurológicos. Neste trabalho, as concentrações de partículas em suspensão foram determinadas por meio de técnica gravimétrica; e as concentrações atmosféricas dos elementos traço As, Ba, Ca, Cd, Co, Cu, Fe, Hg, Mg, Mn, Ni, Pb, Sb, Sn, V e Zn, nas frações MP10 e MP2,5 coletadas no Terminal Rodoviário da Lapa, foram determinadas usando as técnicas de ICP-MS e ICP OES. As amostras de MP10 e MP2,5 do ano de 2010, foram coletadas sobre filtros de microfibra de quartzo em amostradores de grande volume (Hi-Vol). As amostras de MP10 coletadas em 2005 em outro estudo, foram utilizadas neste trabalho com a finalidade principal de se investigar a composição elementar do MP no período de transição B0 (2005) para B5 (2010). Para a seleção do procedimento de extração, com vistas ao tratamento das amostras de MP, foram realizados alguns experimentos e dentre estes, a mistura de 2 mL HNO3, 1 mL de H2O2 e 5 mL H2O, se mostrou adequada produzindo respostas satisfatórias. A validação do método garantiu recuperações na faixa de 83% a 114%. Os limites de quantificação do método nas determinações realizadas por ICP-MS foram estabelecidos entre 0,02 e 1,82 ng m-3 e nas determinações por ICP OES entre 1,9 e 896 ng m-3. Os resultados da concentração de partículas em suspensão para MP10 e MP2,5, apresentaram valor médio, respectivamente, de 134 μg m-3 e 83,2 μg m-3. Entre os elementos traço minoritários, as maiores concentrações médias encontradas em 2010, foram para Hg, Ni, Pb, Sn e V cujos valores para MP10 foram, respectivamente, 4,52; 4,53; 7,33; 4,41 e 5,68 ng m-3; e para MP2,5 foram, respectivamente, 2,68; 3,01; 4,57; 1,32 e 2,96 ng m-3. Entre os elementos majoritários as maiores concentrações encontradas em 2010, foram para Ba, Ca, Fe e Mg, cujos valores médios foram, respectivamente, para MP10, 587; 5260; 5190 e 1907 ng m-3 e MP2,5, 165; 2759; 2101; 947 ng m-3. A avaliação das concentrações dos elementos traço por turno em 2010 mostrou que nos turnos da manhã e tarde em conjunto, a concentração dos elementos traço compreendeu aproximadamente entre 58% a 87% do total emitido na fração MP10; e entre 62% a 85% na fração MP2,5. Os cálculos do fator de enriquecimento revelaram que os elementos de origem antrópica no MP em suspensão, portanto considerados enriquecidos, foram As, Ba, Cd, Cu, Hg, Pb, Sb, Sn e Zn. A análise multivariada permitiu identificar os elementos que caracterizaram as emissões do MP e a influência do tráfego conforme os turnos de amostragem. E ainda indicou que as diferenças entre as frações MP10 de 2005 e 2010, correspondentes ao período de transição de B0 para B5, foram relacionadas às concentrações de Cd, Mn, Cu e Hg. / Salvador

252 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-03-27T15:57:52Z No. of bitstreams: 1 Tese_Doutorado_Adriana_Moreno.pdf: 8730190 bytes, checksum: 56efa36bc67f97b073c9b56409edff28 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-06-05T15:51:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Doutorado_Adriana_Moreno.pdf: 8730190 bytes, checksum: 56efa36bc67f97b073c9b56409edff28 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-05T15:52:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Doutorado_Adriana_Moreno.pdf: 8730190 bytes, checksum: 56efa36bc67f97b073c9b56409edff28 (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES / O aporte de espécies químicas para a atmosfera representa importante mecanismo dos processos hidrogeoquímicos, tornando-se muito significativo na região semi-árida, que sofre continuamente com elevada frequência de períodos secos, além dos problemas socioeconômicos. Esta pesquisa objetivou estudar a influência do spray marinho na salinização das águas do Semi-Árido baiano. Amostragens de chuva e de material particulado atmosférico (MP) foram feitas em duas estações: Juazeiro, com águas subterrâneas salobras e Morro do Chapéu, com águas doces. Foram determinadas nas amostras de chuva concentrações de espécies inorgânicas, pH e condutividade. No MP foram avaliados os principais ions inorgânicos solúveis em partículas fracionadas por tamanho, utilizando um impactador em cascata, tipo Berner, de seis estágios: 0,06; 0,18; 0,55; 1,7; 4,9 e >14,9 μm. Isótopos estáveis do oxigênio-18 e deutério foram determinados na chuva como traçadores ambientais, analisados por espectrometria de massa, sendo avaliadas as razões Isotópicas (18O/16O e D/H). Ânions foram analisados por cromatografia iônica; NH3 por espectrofotometria molecular; Ca2+ e Mg2+ por espectrometria de absorção atômica com chama; Na+ e K+ por fotometria de chama. Os resultados obtidos mostraram na chuva de Juazeiro: pH entre 5,98 e 7,33, com média ponderada por volume (MPV) 6,80, sugerindo neutralização da acidez da chuva pela amônia ou por partículas básicas do solo, ou ainda, pelo spray marinho. A condutividade variou de 5,21 a 70,8 μS cm-1 e as concentrações molares médias iônicas, decresceram na seguinte ordem: Cl- > Ca2+ > NO3- > NH4+ > Na+ > K+ > Mg2+ > SO42- > H+. Em Morro do Chapéu o pH da chuva variou de 6,40 a 7,24, com MPV 6,75 e a condutividade de 4,58 a 19,1 μS cm-1. As concentrações molares médias iônicas decresceram na seguinte ordem: Cl- > NH4+ > Na+ > NO3- > Mg2+ > H+ > SO42- > K+ > Ca2+. Considerando as duas localidades, o nível de concentração das principais espécies inorgânicas no MP está na faixa de 13,6-26,9 nmol m-3 Cl-; 3,23-17,6 nmol m-3 NO3-; 2,87-11,0 nmol m-3 SO42- e 11,5-37,0 nmol m-3 Na+. O SO42- se distribui predominantemente na moda fina do MP atmosférico, indicando origem em transformações gás-partícula e/ou partícula-partícula. Cl- e Na+ se apresentam predominando na moda grossa, representando a contribuição do spray marinho. A técnica da análise de componentes principais (ACP) permitiu visualizar a influência marinha sobre as concentrações atmosféricas em ambas as estações, além de outras fontes (continentais naturais e antrópicas) exercendo controle sobre a atmosfera da região. Os resultados demonstram o potencial dos traçadores isotópicos determinados na chuva no entendimento do ciclo hidrológico na área de estudo: em Morro do Chapéu as águas de precipitação são na maior parte do tempo provenientes de locais mais distantes, enquanto que em Juazeiro, vem da própria região, embora frequentemente as massas de ar cheguem do litoral, mostradas pelas trajetórias reversas. A estimativa da contribuição do spray marinho na chuva é muito menor aí (56%) do que em Morro do Chapéu (92%). Apesar disso, em termos quantitativos pode-se concluir que a quantidade de spray marinho que chega à região é insuficiente para salinizar suas águas. Desta forma, a causa da salinização das águas em Juazeiro, deve ser atribuída à geologia local e aos processos de evaporação e concentração de sais. / Salvador

130 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-08-19T12:56:49Z No. of bitstreams: 1 Tese João Victor da Silva Santos.pdf: 3782086 bytes, checksum: fc0dff19c6dd3fc0e31d7438b50efcba (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-08-19T13:00:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese João Victor da Silva Santos.pdf: 3782086 bytes, checksum: fc0dff19c6dd3fc0e31d7438b50efcba (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-19T13:00:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese João Victor da Silva Santos.pdf: 3782086 bytes, checksum: fc0dff19c6dd3fc0e31d7438b50efcba (MD5) Previous issue date: 2013 / CAPES / Este trabalho foi desenvolvido no âmbito do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Energia e Ambiente, com financiamento do CNPq (Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico); e do projeto intitulado: “Estudo Multidisciplinar da Baía de Todos os Santos”, com financiamento da FAPESB (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia). O objetivo foi determinar espécies metálicas presentes em MP emitido por motor estacionário do ciclo diesel acoplado a um sistema de dinamômetro, utilizando misturas de diesel/biodiesel, e também, em amostras ambientais coletadas em três localidades da Baía de Todos os Santos (BTS): Base Naval, Botelho e Itaparica. A quantificação das espécies metálicas foi realizada através de um Espectrômetro de massas com fonte de plasma (ICP-MS), em duas etapas: a extração assistida por microondas e a análise do extrato. Os parâmetros analíticos, como o limite de detecção, quantificação e precisão, se mostraram adequados para o propósito. A exatidão do método foi avaliada utilizando material de referência certificado NIST 1649a (poeira urbana). As recuperações obtidas alcançaram valores entre 74 a 104%. Para a coleta do MP2,5 oriundo do motor diesel, foram utilizados os seguintes combustíveis: B4, B50 e B100. As amostras foram coletadas em triplicata para cada combustível e as espécies Mn, Fe, Cu, Zn, Ba, Pb e Cr analisadas. Os resultados podem ser divididos em dois grupos. Um formado pelos elementos que reduziram suas concentrações com a adição do biodiesel (Mn, Fe, Cu, Zn e Pb) e outro formado pelos elementos que aumentaram sua concentração com a adição de biodiesel (Cr e Ba). Considerando o somatório das concentrações de todas as espécies estudadas, observa-se uma redução, à medida que mais biodiesel é adicionado à mistura. A redução foi de 26% quando comparado B50 com B4 e de 36 %, quando comparados B100 e B4. Nos sítios da BTS as amostras foram coletadas utilizando dois Hi-Vol (MP10 e MP2,5) e V, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Se, Mo, Cd, Ba, Cr e Pb foram quantificados. As concentrações das espécies metálicas analisadas nos sítios da BTS apresentaram valores inferiores ao máximo permitido para as espécies que possuem regulamentação na fração MP10 (Cd, Co, Cr, Mn, Ni e Pb). Sendo assim, as mesmas não representam risco iminente para a saúde humana. A comparação dos resultados obtidos para os sítios da BTS com outras localidades demonstram que os níveis tanto para a concentração das espécies metálicas, quanto para a massa de MP estão entre os menores encontrados na literatura. No entanto, as análises estatísticas (PCA e HCA) e de parâmetros como o fator de enriquecimento demostraram que boa parte das concentrações dessas espécies está relacionada a fontes antrópicas, podendo representar riscos futuros, à medida que a intensidade das emissões aumente. / Salvador

Les matières en suspension (MES) sont constituées de colloïdes et particules et sont couramment décrites comme des agrégats hétérogènes formées de phases minérales, organiques et biologiques et possédant une forte réactivité de surface. Cette étude vise à étudier l’évolution de composition spatiale et temporelle des MES de la rivière Moselle (Lorraine, France) et également d’étudier la réactivité des MES vis-à-vis de contaminants métalliques. Les MES ont été collectées à différentes stations le long de la rivière Moselle et selon différents régimes hydriques. Des études microscopiques et macroscopiques ont été réalisées dans le but de caractériser les MES. Les résultats ont montré que la composition minérale des MES était relativement constante (1) le long de la Moselle (2) durant différents régimes hydriques et que la géologie du bassin versant contribuait grandement à la composition des MES. Les affluents de la Fensch et de l’Orne, deux rivières impactées par l’héritage industriel ont cependant montré la présence de particules d’origine anthropique. Cette étude a également montré le rôle majeur des MES dans le transport des TMEs et REEs quel que soit le débit. La caractérisation organique des MES a également montré des variations atténuées révélant l’aspect intégrateur d’un bassin versant de cette taille. Des variations saisonnières ont tout de même été observées avec une production autochtone plus élevée durant l’été. L’augmentation du débit a engendré une diminution de la teneur en matière organique ainsi que la présence d’une matière organique plus dégradée. Hormis les stations sur la Fensch et l’Orne, les propriétés de surface des MES sont homogènes, en relation avec la composition des particules. Les études ont également montré que le zinc s’associait de manière différente selon la quantité de zinc en solution. Enfin, l’étude comparée du mode d’association du zinc sur les composés modèles et les MES naturelles a montré la contribution des phyllosilicates dans le transport du zinc / Suspended Particulate Matter (SPM) in rivers, are constituted of colloidal and particulate matter, and described as heterogeneous aggregates of mineral, organic and biological phases which display high and reactive surface area. This study aimed to investigate the spatial and temporal composition evolution (Mineral and organic) of SPM along the Moselle River (Lorraine, France). SPM were collected at different stations along the river and at different regime flow. Macroscopic and microscopic studies were performed in order to characterize natural SPM. The second objective was to investigate the reactivity of SPM toward metallic contaminants. The results showed that the grain size distribution, elemental composition and mineralogy of SPM along the Moselle River and during different regime flow showed only slight variations, except for the Fensch and Orne tributaries, two rivers that were impacted by inherited steel making industrialization and different land use. The results also revealed that the catchment geology greatly contributed to the SPM composition in the river and highlighted the fact that SPM play a high contribution in TMEs and REEs transportation. The SPM organic matter characterization also showed slight variations through the catchment revealing the diffuse pollution in a catchment of this size. Seasonal variations were observed with strong autochthonous production during low flow level in summer. Regime flow increase resulted in the decrease of TOC content and in the presence of more degraded OM. Except for Fensch and Orne stations, surface properties of SPM are similar in relation with SPM composition. This study also showed that Zn association mode differed with different Zn concentrations. The comparison between Zn association mode on lab controlled particles and natural SPM revealed the contribution of phyllosilicates in zinc transport

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Entre 06/08/11 e 25/02/12 foram obtidas séries temporais contínuas de intensidade e direção das correntes e intensidade do eco ao longo de toda a coluna dágua, e medições, de temperatura e pressão, próximas ao fundo, na região adjacente ao canal de acesso à baía de Sepetiba (230'16.5"S e 4359'29.4"W, profundidade local de aproximadamente 25 m) através da utilização de um perfilador acústico ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler), modelo WorkHorse BroadBand Sentinel (600 kHz, Teledyne-RDI). A partir dos dados adquiridos, observou-se a existência de correntes intensas próximo ao fundo (até 1,02 m/s), principalmente durante os períodos de enchente sob condições de sizígia, que são fortemente influenciadas pela orientação do canal de navegação. A análise das séries temporais das componentes da velocidade mostraram, em conformidade ao relatado por alguns autores, que esta é uma baía cuja circulação é fortemente influenciada pela dinâmica da maré sendo M2, M4, M6 e M8 as principais componentes harmônicas que atuam no sistema. Além disso, observou-se significativa assimetria da maré, sendo os períodos de enchente consideravelmente mais curtos e associados às correntes mais intensas, o que permite concluir que no setor investigado da baía de Sepetiba há dominância de enchente. Outra característica interessante da área de estudo relaciona-se à observação de que ventos intensos de S-SO são responsáveis pelo empilhamento de água no interior da baía, sendo que altura do nível da superfície da água apresenta relação direta com as variações da pressão atmosférica local. Em diversos períodos, quando há atuação de ventos de E-NE é possível encontrar Água Central do Atlântico Sul (ACAS) no interior da baía de Sepetiba, desde a sua entrada principal até as adjacências da ilha Guaíba. Além disso, foram identificadas diversas oscilações de baixa frequência que puderam ser associadas à variação da pressão atmosférica. Oscilações de alta frequência foram associadas à dinâmica da maré, a co-oscilações da maré e ao vento. Em relação à concentração de Material Particulado em Suspensão (MPS), durante os períodos de sizígia foram registradas as maiores concentrações material particulado na coluna dágua. Durante os períodos de sizígia, o fluxo de MPS é mais pronunciado do que durante as quadraturas, sendo que, independente do período da maré, o fluxo cumulativo de material particulado em suspensão é dirigido para o interior da baía de Sepetiba. Considerando o alinhamento dos vetores de velocidade em conformidade a direção preferencial do canal de navegação, tem-se que o fluxo cumulativo de MPS varia entre dirigido para SE na região próxima ao fundo, a dirigido para NE próximo ao topo da coluna dágua, o que sugere a deflexão do movimento das correntes em consequência do atrito. Ao longo de um dia, o fluxo do material particulado é mais pronunciado durante as enchentes, quando há aumento das tensões cisalhantes que atuam sobre o leito da baía redisponibilizando para a coluna dágua o material que estava depositado no fundo. / Between August 6, 2011 and February 25, 2012, continuous time series of water column current speed and direction, echo intensity, as well as nearbed pressure and water temperature were obtained in a station located at the rim of Sepetiba bay main access channel (230'16.5"S and 4359'29.4"W, local depth 25 m). The data set was recorded by a 600 kHz WorkHorse BroadBand Sentinel Acoustic Doppler Current Profiler (Teledyne-RDI). Strong flood currents (up to 1.02 m/s) were documented in the nearbed area, particularly under springtide conditions. It was observed that channel orientation strongly influence current direction. The analysis of the alongchannel current velocity component substantiated previous claims that tides strongly control Sepetiba bay circulation. The main tidal harmonic components that were identified through spectral analysis are M2, M4, M6 and M8. Moreover, tides are strongly asymmetric: floods are up to 2 hours shorter than ebbs and are associated with the strongest flows. For this reason, it was concluded that at least in the sector that was monitored during this study, Sepetiba bay is a flood-dominated environment. Another interesting observation is that under the influence of strong S-SW winds, water gets piled up inside the bay and water level is directly related to the local atmospheric pressure variability. In several occasions, under E-NE winds, South Atlantic Central Water (SACW) was observed inside Sepetiba bay, extending from its entrance up to the Guaíba island area. Furthermore, several low frequency oscillations could be related to atmospheric pressure oscillations. On the other hand, higher frequencies could be associated with tides, tidal co-oscillations and local winds. Suspended Particulate Matter (SPM) concentration, which was quantitatively determined from the corrected echo intensity signal, exhibited higher values throughout the water column during springtide conditions. The cumulative SPM flux was predominantly directed towards the bay, except close to the bottom, where the lowest measurement, at 2.2 mab, was directed to the shelf. This pattern of cumulative SPM flux, that rotates from going toward the southeast close to the bottom to the NE close to the water surface, suggests the occurrence of current deflection due to shear. When looked into the time scale of a complete tidal cycle (13 hours) SPM fluxes are larger during floods, when higher shear stresses resuspend and redistribute SPM throughout the water column, whereas during ebbs higher concentrations are more limited to the nearbed area, particularly under neap tide conditions.

Na frota automotiva nacional, veículos movidos a diesel e biodiesel são utilizados em larga e pequena escala, respectivamente, fazendo com que haja uma preocupação com os gases da exaustão provenientes destes motores. Ao ser fabricado, o veículo passa por testes rigorosos das emissões gasosas, segundo as regras do PROCONVE. Porém, estes testes regulam apenas as substâncias químicas contidas na legislação vigente, cujos riscos à saúde humana e ao meio ambiente são conhecidos. Portanto, conhecer o maior número de componentes ainda não contemplados pela legislação, em especial metais no material particulado, é de suma importância para subsidiar futuras alterações e inclusões na lista de componentes regulados. De acordo com o tamanho das partículas do material particulado, podendo chegar a escalas nanométricas, a inalação deste material pode causar lesões graves no organismo, pois têm a capacidade de atingir órgãos internos. O estudo é baseado na amostragem do material particulado proveniente dos gases de motores alimentados com diesel e/ou biodiesel em diferentes proporções de combustível e ar ambiente com impactador em cascata; determinando metais e arsênio na atmosfera de diferentes localidades do estado do Rio de Janeiro e no material particulado dos gases de escape de motores de ônibus/caminhão (EURO III), por intermédio de abertura ácida do material coletado e da técnica analítica ICP-OES. Os resultados obtidos para motor EURO III variaram de 100 a 10000 ng m-3, com a redução de emissão conforme adição de biodiesel no diesel sendo comprovada. Porém, em todas as proporções de combustíveis empregadas, houve grande incidência de emissão de partículas em escala manométrica, sendo esse comportamento também observado nas amostragens em ar ambiente. Neste caso, teores de 1,0 a 45,0 ng m-3 evidenciaram Caxias e Madureira como locais mais poluídos dos amostrados. Ni é o metal que possui situação mais alarmante, pois em todos os tamanhos de partícula e locais amostrados, os teores deste elemento foram superiores ao permitido pela legislação internacional. A análise estatística multivariada propôs que os combustíveis B10 e B15 são quimicamente semelhantes, enquanto B5 e B20 sofrem fortes alterações no decorrer de sua combustão e a correlação de Pearson mostrou em ar ambiente, que locais com níveis próximos de poluição apresentaram similaridade nos resultados, a qualidade do ar de Madureira é afetado predominantemente pela construção civil e tráfego, a presença da Baía de Guanabara ao redor da Cidade Universitária influencia nas emissões, a refinaria em Caxias é responsável por emissões importantes de metais e no Parque Nacional de Itatiaia , ao contrário de que se supunha, não está totalmente livre de poluição / In the national automotive fleet, diesel vehicles and biodiesel are used in large and small scale, respectively, so that there is a concern with the exhaust gas from these engines. When manufactured, the vehicle undergoes rigorous testing of gas emissions, under the rules of PROCONVE. However, these tests only regulate the chemical substances in the current legislation, the risks to human health and the environment are known. An understanding of the greater number of compounds not covered by legislation, in particular metals in particulate matter, is of paramount importance to support future changes and additions to the list of regulated components. According to the particle size of the particulate material, reaching nanometer scales, inhalation of this material can cause serious injury in the body, they have the ability to reach internal organs. The study is based on the sampling of particulate from the gas engine fueled with diesel material and/or different ratios of biodiesel fuel and ambient air cascade impactor; determining metals and arsenic in the atmosphere from different localities of the state of Rio de Janeiro and particulate matter exhaust gas bus engine/truck (EURO III) via acid opening of the material collected and the analytical technique ICP-OES. The results obtained for EURO III engine ranged from 100 to 10,000 ng m-3, with the emission reduction as addition of biodiesel in diesel is proven. However, in all fuel ratios employed, there was a high incidence of particulate emission level gauge, this behavior is also observed in the samples in ambient air. In this case, levels from 1.0 to 45.0 ng m-3 showed Caxias and Madureira as most polluted sites sampled. Ni is the metal that has more alarming situation because in all particle sizes and sampling sites, the contents of this element were higher than permitted by international law. Multivariate statistical analysis suggested that the B10 and B15 fuels are chemically similar, while B5 and B20 are significantly changes during its combustion and the Pearson correlation showed in ambient air, which places with near pollution levels showed similarity in the results, the air quality of Madureira is predominantly affected by the construction and traffic, the presence of Guanabara Bay around the University City influences on emissions, the refinery in Caxias is responsible for significant emissions of metals and in the Itatiaia National Park, unlike we thought, is not entirely free from pollution