A tese enfatiza o desenvolvimento e aplicação de amostradores difusionais para pré-concentração de traços de poluentes gasosos e sua conjugação com técnicas de separação e determinação, especialmente, a eletroforese capilar. Foram implementadas novas aplicações para um amostrador com múltiplos filamentos microporosos de polipropileno, previamente desenvolvido pelo grupo de pesquisa, e para o novo dispositivo de coleta de dimensões reduzidas, composto por monofilamento microporoso de polipropileno (CMDS) com volume interno de 30 µL. Para o estabelecimento da vazão estável em 1,0 µL min-1 de fase aceptora pelo capilar poroso, recorreu-se à pressurização do reservatório com uma bomba pneumática de aquário e regulagem de vazão por um capilar de sílica fundida e uma válvula de agulha. Outra bomba pneumática foi utilizada para aspirar o fluxo de ar amostrado. As amostras foram coletadas seqüencialmente em frascos de 200 µL, mantidos sob temperatura reduzida em unidade de refrigeração do tipo Peltier acoplado ao amostrador. O CMDS monofilamentar, mais compacto e robusto, apresentou alta eficiência de coleta para a pré-concentração de formaldeído (CH2O), ácidos fórmico e acético e amônia da fase gasosa da atmosfera. Para as espécies com elevada constante de Henry, água deionizada serviu como fase aceptora, enquanto que para amônia, recorreu-se ao deslocamento do equilíbrio por um aceptor ácido, de modo a reter o analito na forma de NH4 +. A concentração das espécies em fase líquida foi determinada posteriormente por eletroforese capilar com detecção condutométrica sem contato (CE-C4D). Os limites de detecção, em fase líquida, para formiato, acetato, formaldeído (determinado na forma do aduto hidroximetanosulfonato HMS) e amônio foram estimados em 1,0, 1,5, 1,2 e 1,2 µmol L-1, respectivamente (equivalentes à 0,9, 3,0, 1,0 e 0,7 µg m-3 dessas espécies na atmosfera, respectivamente). Para a determinação de CH2O por injeção em fluxo (FIA) acoplada à detecção amperométrica em eletrodo de ouro platinizado, fez-se uso do coletor multifilamentar, por atender melhor à necessidade de volume de amostra. A interferência de espécies comumente presentes na atmosfera, como H2O2 e SO2, pôde ser contornada realizando coletas em presença de peróxido de hidrogênio para promover a oxidação do S(IV) à S(VI) e, posteriormente, destruindo o oxidante em reator contendo enzima catalase imobilizada. A determinação de CH2O foi implementada com sucesso por FIA com detecção por amperometria em eletrodo de ouro platinizado. Um CMDS portátil que funciona à pilha, próprio para amostragens em campo, foi desenvolvido utilizando, para o deslocamento do ar amostrado, uma bomba de pistão retirada de aparelho automático para medida de pressão arterial. O amostrador foi empregado na coleta de H2S, SO2 e alquil-mercaptanas em fase gasosa da atmosfera, utilizando fase aceptora alcalina para promover a desprotonação e conseqüente fixação das espécies em meio líquido. Os analitos foram determinados por CE-C4D ou por microextração em fase sólida (SPME) seguida de determinação por GC. O uso conjunto do antioxidante ascorbato para conservação das amostras e de etanol para fixação dos compostos voláteis em meio aquoso permitiu o estabelecimento de um protocolo completo para coleta e detecção dessas espécies reduzidas de enxofre, com sensibilidade suficiente para monitorar emissões de origem biogênica, o que foi exemplificado na prática coletando amostras próximo a um córrego contaminado com esgoto. A perfeita combinação do diminuto volume de fase aceptora do CMDS com a demanda de nanolitros de amostra da CE-C4D culminou com o desenvolvimento de um sistema de análise total (TAS) com gerenciamento de fluidos baseado em propulsão por bombas de aquário (de baixo custo e alta durabilidade) e válvulas solenóide de estrangulamento, controladas por computador. Como exemplo de aplicação inovador e bem sucedido do TAS desenvolveu-se a análise concomitante e em tempo quase real de ácidos fórmico e acético no ar, com freqüência de 10 pares de dados por hora. As vantagens do sistema CMDS-CE-C4D incluem simplicidade, versatilidade, consumo de reagentes e amostra e geração de resíduos minimizada, robustez e rapidez enquanto uma amostra é coletada, o eletroferograma da anterior é adquirido sem necessidade de bombas de alta pressão ou colunas dispendiosas como as requeridas para HPLC / The development and application of porous membrane diffusion samplers for fast and efficient pre-concentration of an array of trace air pollutants was emphasized in this thesis, in conjunction with compatible separation and determination techniques, especially capillary electrophoresis. New applications were found for a formerly developed diffusion scrubber based on a bundle of microporous hollow polypropylene capillary membranes and for a scaled down version with a single core capillary membrane diffusion scrubber (CMDS) comprising an internal volume of 30 µL, were used for sampling of the trace level pollutants to an adequate liquid acceptor. The low-flow of acceptor solution, 1.0 µL min-1, required by the CMDS was satisfied by pressurization of the reservoir with an aquarium pump combined with flow regulation by a silica capillary as hydrodynamic resistor and a needle valve. Another aquarium pump was used for the aspiration of the sampled air through the sampler. The low volumes collected in the CMDS were stored in 200 µL vials inserted in a cooling plate of a Peltier device. The robust and compact system was used for sampling of formaldehyde (CH2O), formic acid, acetic acid and ammonia in the gaseous phase of the atmosphere. For chemical species with high Henry´s constant, deionized water suffices as acceptor phase. Otherwise, equilibria displacement to a non-volatile ion, like NH4 + for NH3 sampling, promoted quantitative retention in the acceptor phase. The concentrations of the analytes in the liquid phase were determined by capillary electrophoresis with capacitively coupled contactless conductometric detection (CEC4D). The detection limits obtained in the liquid phase for formate, acetate, formaldehyde (in the form of the adduct hydroxymethanesulfonate HMS) and ammonium were 1,0, 1,5, 1,2 e 1,2 µmol L-1 respectively (what corresponds to 0,9, 3,0, 1,0 e 0,7 µg m-3 of the respective gaseous species in the air). The higher volume of acceptor phase provided by the sampler with a bundle of microporous membrane capillaries (~600 µL) are in tune with the needs of flow injection analysis (FIA), as demonstrated for amperometric detection of CH2O on a platinized gold electrode. The interferences from SO2 and H2O2 were overcome by adding H2O2 to the acceptor solution to promote the oxidation of S(IV) to S(VI) and destruction of the oxidant afterwards in a column with immobilized catalase enzyme. The aquarium pump used for gas aspiration was substituted to a piston pump, taken from arterial blood pressure meter fed with 8 V D.C., to turn possible field collections with the CMDS device. The system was used for the sampling of H2S, SO2 e alkyl-mercaptans in the gaseous phase of the atmosphere. To succeed on that, the samplings were performed in alkaline media to promote deprotonation of the species (and stabilization in non-volatile forms). The collected analytes were determined by CE-C4D or by solid phase microextraction (SPME) followed by GC analysis. The joint use of the antioxidant ascorbate for sample preservation and ethanol for fixation of the volatile compounds allowed the establishment of a complete protocol for sampling, storage and detection of the sulfur reduced species with enough sensitivity for monitoring biogenic emissions from waste discharge. Perfect matching of the low-volume characteristics of the CMDS device and the CE-C4D equipment led to the conception of a low-cost automatic CMDS-CE-C4D total analysis system (TAS) and its innovative and successful application to near-realtime simultaneous analysis of formic acid and acetic acid in air. During the evaluation of one sample, the TAS collects a new one, with valves, pumps and high voltage delivery under software control. Advantages include rapidity (10 data points per hour for each analyte), high preconcentration efficiency, simplicity and versatility, minimum sample and reagent consumption and residue generation (green analytical method), no need of costly high pressure pumps and separation columns like those used in HPLC

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andreine Aline Roos.pdf: 2960540 bytes, checksum: 99bd1c80529add7a7c94dc586e17b240 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Environmental contamination is a serious problem in today's society and for years aroused the interest of researchers. The pollutants with pharmacological activity are worrying the scientific community by increasing detection of these aquatic environments at concentrations ranging from µ L-1 to ng L-1, which are resistant to conventional treatments used in sewage treatment plants. Thus, it becomes necessary to investigate more effective treatments to minimize environmental contamination. The Advanced Oxidation Processes have attracted interest as promising treatments for removal of organic pollutants, among which stands out the heterogeneous photocatalysis whose the main drawback is the difficulty of separating the catalyst from solution degraded. To try to solve the problem, this work proposes the use of cellulose acetate/TiO2 composite and zinc metal plate coated with ZnO as catalysts for photodegradation of sulfamethoxazole. The composite was prepared by phase inversion of a solution of cellulose acetate and titanium tert-butyl orthotitanate that resulted in a composite with around 4% (in mass %) if TiO2.This composite proved not to be efficient in the degradation of sulfametoxazol in the presence of hydrogen peroxide under both, sunlight or artificial radiation. For this reason the continuity of the work occurred only with zinc plate coated with ZnO obtained by hydrothermal method. The 22 factorial experimental design, with triplicate on central point showed that the model was valid, and that the process was favored with increasing amounts of H2O2 at acidic pH. The equilibrium time for the photodegradation of sulfametoxazol using a plate Zn/ZnO was 120 minutes with removal of 95%, under artificial radiation, obeying the rate law of peudo-first order. The COD and nitrate concentration indicated that there was a small mineralization of the pollutant, despite the high removal, showing that there was probably the formation of intermediate species. Furthermore, the Zn/ZnO showed a catalytic efficiency almost unchanged up to 10 repetitions of photodegradation. However, at the end of the process the zinc concentration in the sample was above the allowed degraded by environmental agencies, necessitating the use of a post-treatment for removal of zinc or use of sulfametoxazol solution with pH closer to neutrality to avoid dissolution of the metal catalyst. / A contaminação ambiental é um grave problema da sociedade atual e há anos desperta o interesse dos pesquisadores. Os poluentes com atividade farmacológica vêm preocupando a comunidade científica pela crescente detecção dos mesmos em ambientes aquáticos, em concentrações que variam de µg L-1 a ng L-1, os quais são resistentes aos tratamentos convencionais empregados nas estações de tratamento de esgoto. Dessa forma, torna-se necessário a investigação de tratamentos mais eficientes para minimizar a contaminação ambiental. Os Processos Oxidativos Avançados vêm despertando interesse como tratamentos promissores para remoção de poluentes orgânicos, dentre os quais destaca-se a fotocatálise heterogênea, cujo principal empecilho é a dificuldade de separação do catalisador da solução degradada. Para tentar solucionar o problema, o trabalho propõe a utilização de catalisadores diferenciados como, compósito acetato de celulose/TiO2 e uma placa de zinco metálico recoberto com ZnO para a fotodegradação do princípio ativo sulfametoxazol. Contudo, o compósito acetato de celulose/ TiO2 não apresentou a eficiência similar ao TiO2 como era esperado, e assim optou-se por prosseguir os estudos de fotocatálise heterogênea utilizando a placa de zinco recoberta com ZnO como catalisador. O planejamento experimental fatorial, 22 com triplicata no ponto central, mostrou que o modelo utilizado foi válido, e que o processo é favorecido com quantidades maiores de H2O2 em pH ácido. O tempo de equilíbrio para a fotodegradação do sulfametoxazol utilizando a placa de Zn recoberta com ZnO foi de 120 minutos com remoções de 95%, sob radiação artificial, seguindo uma lei de velocidade de pseudo-primeira ordem. A determinação de DQO e da concentração de nitrato indicaram que houve uma pequena mineralização do poluente, apesar da elevada remoção, mostrando que provavelmente houve a formação de espécies intermediárias. Além disso, a placa de zinco recoberta com ZnO apresentou uma eficiência catalítica praticamente inalterada em até 10 repetições de fotodegradação. No entanto, ao final do processo a concentração de zinco na amostra degradada estava acima da permitida pelos órgãos ambientais, sendo necessário a utilização de um pós-tratamento para a remoção do zinco ou a utilização de solução de sulfametoxazol com pH mais próximo da neutralidade para evitar a dissolução do metal do catalisador.

A geração de resíduos sólidos é inerente ao desenvolvimento humano. O concreto armado é um dos materiais mais utilizados pelo homem e tem o cimento Portland como seu principal constituinte, o qual é produzido pela moagem de clínquer e gesso. O clínquer pode ser definido como um mineral artificial, obtido a partir das reações físico-químicas de calcário, argila e corretivos a altas temperaturas, em forno rotativo industrial, mediante a queima de combustíveis fósseis. No início da década de 70 foram realizadas as primeiras experiências de substituição de combustíveis fósseis por resíduos industriais nos Estados Unidos e países europeus, através da técnica denominada co-processamento, resultando na manufatura de um produto ao mesmo tempo em que os resíduos eram eliminados. O co-processamento se baseia na recuperação da energia disponível nos resíduos, substituindo parte daquela fornecida pelos combustíveis tradicionais ou na substituição de matérias-primas por resíduos com características químicas semelhantes àquelas normalmente empregadas na produção do clínquer. No estado de São Paulo as primeiras iniciativas para a utilização de resíduos industriais em fornos de clínquer ocorreram no início da década de 90. A partir de 1997 os órgãos ambientais de alguns estados brasileiros normatizaram procedimentos de licenciamento da atividade que foi, posteriormente, uniformizada por norma em âmbito federal. No ano de 1995 a Companhia de Cimento Ribeirão Grande/SP, Brasil, iniciou os procedimentos visando a substituição parcial dos combustíveis utilizados nos fornos rotativos por uma mistura de resíduos industriais. No período de 1995 a 2002 foram realizadas campanhas de amostragens em chaminés para avaliação das emissões atmosféricas dos dois fornos de produção de clínquer. A análise dos resultados obtidos associada às demais informações disponíveis de monitoramento das características das matérias-primas e combustíveis utilizados, bem como dos produtos finais, clínquer e cimento, não evidenciou alterações significativas nos níveis de emissões atmosféricas, sobretudo de material particulado e óxidos de enxofre, que pudessem ser associadas à utilização dos resíduos. Foram confirmadas as baixas emissões de inorgânicos e evidenciado o papel representado pelos resíduos no aporte dessas substâncias no sistema-forno, concluindo-se que esse aporte pode ser tão ou mais importante pela via da alimentação da farinha, cujos teores estão associados às características das jazidas minerais utilizadas. Foi também confirmada a alta eficiência do sistema-forno na destruição e remoção dos compostos orgânicos perigosos alimentados durante os testes de queima. / The production of industrial residues in inherent to the human development. The cement concrete is one of the most used material, manly the type portland cement, which is constituted by grinding clinker and gypsum together. Clinker can be defined as an artificial mineral obtained by applying physico-chemical reactions, at very high temperatures, to an appropriated mixture of limestone, clay, and some other materials in a rotating industrial kiln wich burns fossil fuels. In the early 1970 decade occurred the first experiences substituting fossil fuels by organic residues in USA and Europe through a technique named co-processing that results the production of certain manufacture while eliminates residues. Co-processing is based in the recovery of thermal energy and/or the mass of some constituents from some residues, with the same chemical characteristics of normal sources of energy, then economizing fuels and mass constituents and making better use of residues, otherwise useless and environmentally polluters. In the state of São Paulo this practice began in early 1990 decade and by 1997 it was started the standardization of the rules for its use in some units of the federation. Later this activity was regulated by nationally approved standard rules. In 1995 the industry Companhia de Cimento Ribeirão Grande (CCRG), a cement plant located in the city of Ribeirão Grande, São Paulo state, Brazil, started procedures searching the partial substitution of the normal fuels by a mixture of industrial residues in its two rotating kilns. The gaseous emissions from the chimneys of these two clinker kilns were studied from 1995 to 2002 about the use of residues as part of the fuel. Analyses of the final results associated with other informations concerning to the quality of raw minerals, fuels and products did not show significant alterations in atmospheric emissions, mainly for particulate material and sulfur oxides, related with the use of residues. The emissions of inorganic continued to be low and not significantly altered by the presence of residues. It was possible to conclude that the alterations in inorganic emissions depend more from the quality of the raw minerals feed in the kilns, which is more difficult to control, than from the presence of residues being burn with the fuel. It was shown a high efficiency in the destruction of dangerous organic compounds feed in the cement kilns, under test conditions.

Efeitos adversos das emissões geradas pela queim a da cana de açúcar representa um problema que afeta principalmente os países em desenvolvimento. Estudos prévios têm demonstrado que, durante o período de queima, há um aumento das admissões hospitalares e atendimentos de emergência nas cidades do Brasil próximas às plantações de cana. Entretanto, até o momento, não há estudos que avaliaram os efeitos sobre a superfície ocular. O presente trabalho avalia o impacto causado pela queima da cana sobre a superfície ocular e cortadores de cana e na população da região de Tatuí SP. Vinte e dois cortadores de cana e dezenove voluntários do perímetro urbano de Tatuí SP, localizada no Estado de São Paulo, fora recrutados para o estudo. Medidas ambientais das concentrações de aterial particulado de 2,5 (MP2,5), temperatura e umidade fora ensuradas durante os períodos de queima e entresafra. Ao esmo tempo, avaliações histológicas e clínicas da superfície ocular, tais como, citologia de impressão da região tarsal, tempo de rotura do filme lacrimal (TRFL), teste de Schirmer I, colorações vitais por rosa bengala e fluoresceína, bio microscopia e sintomas oculares foram realizadas durante os dois períodos. Níveis de MP2,5 durante a atividade de corte da cana queimada foi 3,5 vezes mais elevados do que o limite de 25 g/3 sugerido pelo órgão de regulamentação.Nas avaliações oculares, observa os que os valores médios das áreas coradas por ácido periódico de Schiff (PAS) das amostras dos cortadores fora menores durante o período de queima (57 ±6,8%) do que na entresafra (64,3 ±12%; p=0,014) e quando comparadas com as amostras dos voluntários da cidade (63,9 ±6.8%;p=0,009). Modelo de regressão não linear revela uma forte associação entre os valores médios das áreas PAS positivas e os anos de trabalho no corte da cana queimada. Detectamos um aumento nas áreas PAS positivas conforme os anos de trabalho acumulados no corte da cana queimada durante o período da entresafra (r=0,99;p=0,015).Teste de Schirmer I revela uma diminuição dos valores conforme e os anos de trabalho no corte da cana queimada observados durante o período de quei a.(r=0,99;p=0,026).Valores médios de TRFL dos cortadores de cana durante o periodo de queima (6,48 ±3.47s) fora menores do que na entresafra (10,16 ±7,79) e quando comparadas como TRFL dos voluntários da cidade (8,6 ±4,6s;p<0,05).Não houve diferenças estatísticas e relação às outras variáveis oculares. Nossos resultados sugere que a exposição sazonal às altas concentrações das emissões geradas pela queima da cana de açúcar pode causar efeitos tóxicos sobre a mucosa epitelial e afetar a estabilidade do filme lacrimal, permitindo que o epitélio torne se enos protegido aos agentes deletérios. Por outro lado,a exposição crônica às emissões da cana parece induzir uma resposta adaptativa do epitélio ocular, associado a umaumento da densidade de muco para compensar a perda de células caliciformes durante o período da queima, todos os anos. E conclusão, esses achados reforça a i portância de futuras investigações para melhor compreender as consequências da poluição at osférica sobre a superfície ocular e sugere edidas para proteção da superfície ocular durante este período. / The adverse effects of particle emissions produced by sugar cane burning represent a proble that affects ostly developing countries. Previous studies have shown that, during the burning period, there is an increase in respiratory hospital admissions and emergency room visits in communities surrounded by sugar cane plantations in rural cities of Brazil. However, until this date, nom previous studies have evaluated the effects on the ocular surface. The ai of the present work is to study the impact of the sugar cane burning on the ocular surface of cane workers and the people at the city of Tatuí, near the burning crops. Twenty two healthy sugar cane workers and nineteen volunteers fro Tatuí region located at the State of Sao Paulo, Brazil, were recruited to the study. Measure ents of the average concentrations of particulate atter 2.5um, temperature and humidity were done during the burning and non burning periods. Concurrently, histological and clinical assessments of the ocular surface such as, inferior tarsal impression cytology, tear film break-up time, Schirmer´s I test, fluorescein and rose bengal staining, biomicroscopy and eye irritation symptoms were evaluated during the two periods. PM2.5 exposure levels in the crops during the activity of burnt cane cutting were 3.5 fold higher than the suggest limit of 25ug/m3 proposed by governmental regulation. On ocular assessments, we observed that the average of periodic acid Schiff (PAS)positive areas of sugar cane workers samples were lower during the burning (mean 57%,SD 6.8) than the non burning period (mean 64.3%,SD 12;p=0.014) and the downtown volunteers samples (mean 63.9%,SD 6.8;p=0.009). A non linear regression model reveals a strong relationship between average PAS positive areas and years working in sugar cane harvesting. We noticed an increase in PAS positive areas as long as the years accumulated in sugar cane harvesting labor during non burning period (r=0.99,p=0.015). Schirmer test t reveals impairment at the values across the years of labour in sugar cane harvesting observed during the burning period (r=0.99,p=0.026). Mean TBUT values of sugar cane workers during the burning period (mean 6.48s; SD 3.47)were lower than non burning period (mean 10.16s;SD 7.79) and than TBUT of the volunteers of downtown (mean 8.6s,SD 4.6;p<0.05). There were no statistically differences among the groups for the other ocular variables. Our results suggest that seasonal exposition of higher concentrations of emissions generated by sugar cane burning ay cause toxic effects on the mucosal epithelium and affect tear film stability that ay leave underlying ocular epithelium less protected to har ful agents. On the other hand, chronic occupational exposure to sugar cane emissions during harvest ay induce an adaptive response of ocular epithelium associated with an increase of mucus density in order to compensate loss of goblet cells every year during burning period. In conclusion, these findings reinforce the importance for further investigations to better understanding the consequences of air pollution on the ocular surface and suggest procedures to protect ocular surface during this period.

[pt] Os nanomateriais à base de TiO2 sensíveis à luz visível estão entre as alternativas mais promissoras para aplicações fotocatalíticas, como remediação ambiental. Os complexos de transferência de carga (CTCs) entre nano-TiO2 e ligantes bidentados, uma alternativa, têm sido amplamente estudados. No entanto, a eficiência da fotodegradação e o papel das espécies oxidantes reativas (ROS) não são totalmente compreendidos. Além disso, o desenvolvimento de CTCs baseados em TiO2 modificado com ácido malônico (MoA) ainda não foi investigado, até onde é sabido. Neste estudo, CTCs de TiO2-Acetilacetona (ACAC) e TiO2-MoA com alta área superficial foram sintetizados via sol-gel. Ambos os CTCs à base de TiO2preparados foram submetidos a testes de fotodegradação de tetraciclina e clorofenolcom e sem sequestrantes de ROS sob luz visível de baixa potência (26 W). Os CTCs TiO2-MoA foram totalmente caracterizadas por análises de DRX, MS-TGA, FTIR, adsorção-dessorção de N2, DRS, PL, EPR e XPS. A síntese sol-gel e o processo de calcinação adotado produziram CTCs de anatásio fortemente ligados (ligação covalente) com acetilacetona e ácido malônico, capazes de absorver ao longo do espectro visível quando calcinados a 300 graus C (TiO2-A300) e 270 graus C (TiO2-MoA270). Ambos os CTCs calcinados apresentam um único elétron preso na vacância de oxigênio (SETOV / centro de cores F+). Os CTCs TiO2-MoA-270 apresentaram áreas superficiais (>306 m2.g-1), volumes de mesoporos (>0,339 mL.g-1) e atividadefotocatalítica extremamente elevados, degradando aproximadamente 100 por cento de TC após 6 h. Os CTCs TiO2-MoA-270 e TiO2-A300 são uma fonte eficiente de geração de radicais *O2- e ineficientes geradores de radicais OH*. Os resultados desta pesquisa podem ser aplicados à síntese, via sol-gel, de outros CTCs, como os ácidos dicarboxílicos, e explorados em estudos posteriores sobre purificação do ar e produção de hidrogênio. / [en] Visible light-sensitive TiO2-based nanomaterials are among the most promising alternatives for photocatalytic applications, such as environmental remediation. The charge transfer complexes (CTCs) between nano-TiO2 and bidentate ligands, an alternative, have been widely studied. However, the photodegradation efficiency and role of reactive oxidizing species (ROS) are not fully understood. In addition, the development of CTCs based on TiO2 modified with malonic acid (MoA) have not yet been investigated, as far as the authors know. In this study, TiO2-Acetylacetone (ACAC) and TiO2-MoA CTCs with high surface area were synthesized via sol-gel route. Both as-prepared TiO2-based CTCs were subjected to tetracycline and chlorophenol photocatalytic degradation tests with and without ROS scavengers under low-power visible light (26 W). The TiO2-MoA CTCs were fully characterized by XRPD, MS-TGA, FTIR, N2 adsorption-desorption, DRS, PL, EPR and XPS analysis. The sol-gel synthesis and the calcination process adopted produced CTCs of nano-TiO2 anatase strongly bond (covalent bond) with acetylacetone and malonic acid, capable of absorbing along the visible spectrum when calcined at 300 degrees C (TiO2-ACAC-300) and 270 degrees C (TiO2- MoA-270). Both calcined CTCs present single electron trapped in oxygen vacancy (SETOV / F +color center). The TiO2-MoA-270 CTCs showed very high surface areas (>306 m2.g-1), mesopore volumes (>0.339 mL.g-1) and the highest photocatalytic activity, degrading approximately 100 percent of the TC after 6 h. The TiO2-MoA-270 and TiO2-A300 CTCs were an efficient source of *O2- radicals and inefficient generation of OH* radicals. The findings of this research can be applied to the synthesis, via sol-gel, of other CTCs, such as dicarboxylic acids, and explored in further studies on air purification and hydrogen production.

Os protocolos de Avaliação de Risco Ambiental (ERA) de Fármacos e Produtos de Cuidados Pessoais (FPCP) recomendam o uso de ensaios ecotoxicológicos tradicionais (por exemplo algas, bactérias, invertebrados, peixes) e a avaliação de efeitos em um único nível de organização biológica para a determinação dos efeitos potenciais dos FPCP à biota. Considerando que efeitos em nível de sub-indivíduo pode afetar igualmente a aptidão ecológica de organismos marinhos, e que os mesmos estão cronicamente expostos aos FPCP, o objetivo do presente estudo foi avaliar o risco ambiental de triclosan (TCS), ibuprofeno (IBU) e 17&alpha;-etinilestradiol (EE2) em sedimentos marinhos utilizando respostas de efeitos sub-individuais e populacionais. Por meio do HPLC-ESI-MS/MS, as concentrações ambientais de TCS e IBU foram quantificadas em sedimentos marinhos coletados no entorno do emissário submarino de esgoto de Santos (Baía de Santos, São Paulo - Brasil) com 15,14 e 49,0 ng.g-1, respectivamente, enquanto o EE2 não foi detectado (<33 ng.g-1). Uma bateria de ensaios de toxicidade crônica (desenvolvimento embriolarval) com ouriços-do-mar (Lytechinus variegatus) e bivalves (Perna perna) foi realizada (efeito a nível de indivíduo) após exposição a sedimentos contaminados com os FPCP. Além disso, foram analisados alguns biomarcadores de Fase I (etoxiresorufina O-deetilase EROD e dibenzilfluoresceína DBF), de Fase II (glutationa S-transferase GST) do metabolismo, do sistema antioxidante (glutationa peroxidase GPx), de neurotoxicidade (colinesterase ChE), de estresse oxidativo (peroxidação lipídica LPO e danos em DNA) e de citotoxicidade que foram selecionados para avaliação das respostas a nível de sub-indivíduo em mexilhões Mytella charruana. Todos os compostos analisados apresentaram efeitos sobre o desenvolvimento embriolarval de L. variegatus e P. perna em concentrações ambientalmente relevantes. Em nível de sub-indivíuo foi possível observar que o TCS causou efeitos cito-genotóxicos (diminuição da estabilidade da membrana lisossomal, peroxidação lipídica e danos em DNA) e neurotóxicos. O IBU causou efeitos citotóxicos e neurotóxicos, enquanto o EE2 apresentou efeitos citotóxicos e danos em DNA. Nesse sentido, mesmo em baixas concentrações os FPCP são potencialmente capazes de alterar os mecanismos de manutenção da homeostase. Os dados químicos e ecotoxicológicos foram integrados e os quocientes de risco estimados para TCS, IBU e EE2 apresentaram valores superiores a 1,0, indicando alto risco ambiental destes compostos em sedimentos marinhos. Estes são os primeiros dados de avaliação de risco ambiental de FPCP em sedimentos de uma zona costeira brasileira. Os resultados sugerem que a ERA de fármacos e produtos de cuidados pessoais deve contemplar, além dos ensaios de toxicidade tradicionais o uso de biomarcadores como indicadores dos primeiros sinais de efeitos e, assim, estabelecer uma avaliação de risco mais efetiva que assegure a proteção e funcionamento dos ecossistemas aquáticos. / The guidelines for the Environmental Risk Assessment (ERA) of pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) usually recommend the use of standard ecotoxicity assays (e.g. algae, bacteria, invertebrate, fish) and the assessment of endpoints at individual level for the evaluation of potential effects of PPCPs on biota. Considering that effects at sub-individual level can also affect the ecological fitness of marine organisms, and that marine organisms are chronically exposed to PPCPs, the aim of the current study was to evaluate the environmental risk of triclosan (TCS), ibuprofen (IBU) and 17&alpha;-ethynylestradiol (EE2) in marine sediments using sub-individual and population endpoints. Using LC-ESI-MS/MS, the environmental levels of TCS and IBU were quantified in marine sediments from the vicinities of the Santos submarine sewage outfall (Bay of Santos, São Paulo, Brazil) at 15.14 and 49.0 ng g-1, respectively, while EE2 was not detected (<33ng g-1). A battery (n=3) of chronic bioassays (embryo-larval development) with a sea urchin (Lytechinus variegatus) and a bivalve (Perna perna) were performed at populational level after exposure to spiked sediment. Phases I (ethoxyresorufin O-deethylase EROD and dibenzylfluorescein dealkylase DBF) and II (glutathione S-transferase GST) of the metabolism, antioxidant system (glutathione peroxidase GPX), neurotoxicity (cholinesterase ChE), oxidative effects (lipid peroxidation LPO and DNA damage strand breaks) and cytotoxicity were selected to evaluate the sublethal responses in the bivalve Mytella charruana. These compounds showed developmental effects on L. variegatus and P. perna at environmentally relevant concentrations. At sub-individual level TCS induced cyto-genotoxic (reduction on stability of lysosome membrane, lipid peroxidation and DNA damage) and neurotoxic effects. IBU caused cyto and neurotoxic effect, while EE2 caused cytotoxic and DNA damage. Chemical and ecotoxicological data were integrated and the quotient risk estimated for TCS, IBU and EE2 showed values higher than 1.0, indicating high environmental risks of these compounds in sediments. These are the first data of risk assessment of pharmaceuticals and personal care products in sediments of a Brazilian coastal zone. The results suggests that the ERA of pharmaceuticals and personal care products must include, in addition to the standard toxicity tests, the use of biomarkers as indicators of the early warning signs and thus provide a more effective risk assessment to security the protection and functioning of aquatic ecosystems.

Made available in DSpace on 2016-04-26T20:26:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luis Fernando de Freitas Penteado.pdf: 691795 bytes, checksum: 803fd93930323302ac5d26921cf12a66 (MD5) Previous issue date: 2007-10-08 / Although the problem related to the weather change has been widespread only in the last decades, it is not recent the concern of the international community in the adoption of measures for the mitigation of this change in the ecosystem balance. The Kyoto Protocol, however, comes as the concrete awareness of the need of acting towards the reduction of the greenhouse effect, which causes such changes in our weather, noticed, mainly, through the global warming. The main means designed by that international treaty is the possibility of compensating the emissions of the gases accountable for the greenhouse effect (GEG Greenhouse Effect Gases), which is possible only through the transaction of the Credits of Emission Reduction - CERs, commonly known as Carbon Credits. Its example was followed, individually, by several other countries, being its idea adopted, even by Brazil, most accurately by São Paulo Estate, which improved its concept in the reduction of the concentration in the atmosphere of some polluting gases and of particulated material. However, a lot is asked about the compatibility of the above mentioned Protocol inside the principles and main regulations of our Environmental Law, and also, about what would be the environmental civil responsibility of the people engaged in the projects, related to a possible not fulfilling of the reduction of the emissions, as declared in each case. In this paper, we will demonstrate the perfect compatibility among the projects that give rise to the getting of the Credits of Reduced Atmospheric Emissions and our main laws related to the environment protection, as well as to the Environmental Law Principles. Finally, we will also, as an important part of this paper, analyses the environmental civil responsibility of the people in charge of keeping the commitments made when a project is implemented, aiming at obtaining the Credits of the Reduced Atmospheric Emissions / Apesar de somente nas últimas décadas o problema relativo às mudanças climáticas ter ganhado a repercussão que lhe é devida, não é de agora a preocupação da Comunidade Internacional na adoção de medidas para mitigação dessa alteração ao equilíbrio ecossistêmico. O Protocolo de Quioto representa a concretização da necessidade de se agir de modo a reduzir o chamado efeito estufa, causador de tais mudanças em nosso clima, sentidas, principalmente, com o aquecimento global. O principal instrumento idealizado por este Tratado Internacional encontra-se na possibilidade de se compensar as emissões dos gases responsáveis pelo efeito estufa (GEE Gases de Efeito Estufa), ato que é possível apenas via transação das Certidões de Redução de Emissões - RCEs, popularmente conhecidas como Créditos de Carbono. Seu exemplo foi seguido ainda individualmente, por outros diversos países, chegando sua idéia a ser adotada inclusive pelo Brasil, mais precisamente pelo Estado de São Paulo, que aprimorou seu conceito na redução da concentração na atmosfera de alguns gases poluentes e de material particulado. Entretanto, muito se questiona doutrinariamente acerca da compatibilidade do referido instrumento com nosso Direito Ambiental, princípios e principais normas, e ainda sobre qual seria a responsabilidade civil ambiental daqueles envolvidos nos projetos, frente a um eventual não cumprimento da redução das emissões, conforme declarado em cada caso. Demonstrar-se-á, ao longo do texto, a perfeita compatibilidade entre os projetos que dão ensejo à obtenção dos Créditos de Emissões Atmosféricas Reduzidas e as nossas principais leis relativas à proteção do meio ambiente, bem como aos princípios de Direito Ambiental. Por fim, sendo ainda o foco principal do presente estudo, será analisada a responsabilidade civil ambiental dos responsáveis pela manutenção dos compromissos acordados quando da implementação de um projeto visando à obtenção dos Créditos de Emissões Atmosféricas Reduzidas

Bases científicas para o entendimento dos efeitos da poluição atmosférica sobre a saúde humana são ainda necessárias em todo o mundo, considerando que os dados locais devem ser utilizados como parâmetro para tomada de decisão e controle da poluição do ar. Países em desenvolvimento carecem de tecnologia para detecção e mensuração dos níveis de poluição do ar, o que dificulta a atualização de legislação sobre padrões da qualidade do ar para o controle das fontes emissoras. Diversas abordagens metodológicas tem sido sugeridas por agências internacionais, no entanto para o contexto local faz-se necessário adaptações que resulte em métodos replicáveis pelas agências brasileiras. No Brasil, o Ministério da Saúde, através da Vigilância em Saúde Ambiental, estimula o desenvolvimento de metodologias que possam viabilizar a implementação do programa de vigilância em saúde relacionada à qualidade do ar. O objetivo deste estudo foi aplicar a metodologia de análise de riscos para avaliar a qualidade do ar na cidade de Salvador e o impacto sobre a saúde, na perspectiva de implantação de ações da Vigilância em Saúde Ambiental. Este estudo se caracteriza como ciência no contexto da ação. Foram realizados dois estudos para aplicação da metodologia proposta. No primeiro estudo, em fase de identificação do perigo, os poluentes foram caracterizados em termos de sua composição química, utilizando a técnica de biomonitoramento como ferramenta alternativa para acessar as partículas presentes na atmosfera urbana. Para a detecção de metais no material particulado foram utilizadas técnicas analíticas de espectrofotometria de absorção atômica e para a análise morfológica destas partículas foram utilizadas técnicas de microscopia eletrônica de varredura convencional e micro análises de raios-x. A composição química do material particulado foi estudada para entendimento das emissões locais. No segundo estudo, além da identificação do contaminante e caracterização do risco foi também avaliado a exposição à saúde humana. Estratégias de comunicação de riscos foram utilizadas para o envolvimento de partes interessadas. Os resultados de contaminação atmosférica observados nesta tese sugerem que as ferramentas aplicadas no contexto da análise de riscos, em suas diversas etapas, são viáveis, apresentando evidências científicas aos tomadores de decisão, e assim contribuindo com novas tecnologias para o SUS, especialmente na implementação de programa em vigilância da saúde relacionada à qualidade do ar / Scientific bases for understanding the effects of atmospheric pollution on human health are still necessary in all parts of the world, considering that local data should be used as a parameter for decision-making and the control of air pollution. Developing countries lack the technology to detect and measure levels of air pollution, making it difficult to update legislation on air quality standards for the control of emission sources. Several methodological approaches have been suggested by international agencies, however for the local context it is necessary to make adjustments that will result in replicable methods across Brazilian agencies. In Brazil, the Ministry of Health, through the Environmental Health Surveillance, stimulates the development of methodologies that can facilitate the implementation of a health surveillance program related to air quality. The objective of this study was to apply risk analysis methods to evaluate the air quality of the city of Salvador and its impact on health, from the perspective of the Environmental Health Surveillance\'s regulatory actions. This study is characterized by science and decision. Two studies were conducted that applied the proposed methods. In the first study, during the hazard identification phase, pollutants were characterized in terms of their chemical composition using a biomonitoring technique as an alternative tool to access the particles present in the urban atmosphere. The analytic techniques of atomic absorption spectrophotometry were used for the detection of metals in the particulate matter, and for the morphologic analysis of these particles, conventional scanning electron microscopy and X-ray microanalysis techniques were used. The chemical composition of the particulate matter was then studied to understand local emissions. In the second study, in addition to contaminant identification and risk characterization, human health exposure was also evaluated. Risk communication strategies were used for the involvement of stakeholders. The observed results of atmospheric contamination in this thesis suggest that the applied tools within the context of risk analysis, in its diverse stages, are viable and present scientific evidence to decision-making, thus contributing new technologies for National Health System, particularly the implementation of a health surveillance program related to air quality

O impacto de um lançamento de efluente na qualidade da água do corpo hídrico depende de características do lançamento e do corpo hídrico, a exemplo de suas condições hidrodinâmicas. O conhecimento das relações entre os fatores envolvidos permite avaliar os riscos envolvidos, alterar a forma de lançamento de efluentes de modo a reduzir seu impacto e reduzir os custos com as formas de controle da poluição, entre outras ações. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho é compreender as relações entre os fatores dominantes das condições hidrodinâmicas e a dispersão de poluentes na região nordeste da Laguna dos Patos, buscando identificar formas de utilizar a modelagem hidrodinâmica para melhorar a gestão do corpo hídrico e de lançamento de efluentes. A área de estudo consiste na região nordeste da Laguna dos Patos, no Rio Grande do Sul, onde o vento e a vazão afluente são os fatores determinantes de circulação de água. O modelo utilizado (IPH-A) apresentou boa representação da variação de nível, exceto pelo posto mais próximo da região estuarina, e da circulação de água. O coeficiente de dispersão foi definido a partir da comparação visual da simulação da dispersão dos sedimentos em suspensão afluentes ao Lago Guaíba e a pluma do Guaíba observada em imagens de satélite. Cenários de vento e vazão foram determinados a partir da análise da série histórica de dados de vento na estação de Rio Grande e da vazão afluente ao Lago Guaíba.Os resultados dos ventos sudoeste e nordeste foram semelhantes ao verificado na literatura com uso de modelo bidimensional para o corpo lagunar. Na região nordeste, uma célula de circulação entre o Banco das Desertas e o Banco dos Abreus é observada no sentido horário (anti-horário) para os cenários com vento sudoeste (nordeste). O vento sudeste provoca o aumento do nível na margem oeste e redução na margem leste É observada uma maior renovação de água na região ao norte do Banco das Desertas e menor troca de água com a Lagoa do Casamento do que nos cenários anteriores. Nos cenários de vento nulo, as velocidades da água na região nordeste da laguna são bastante baixas. A vazão necessária para manutenção do nível na laguna dependeu do vento predominante. Os diferentes cenários de vento produziram diferentes plumas de dispersão do lançamento de efluente simulado, seguindo os padrões da circulação de água no local. As maiores concentrações foram observadas no local de lançamento do efluente para o cenário de vento nulo e a maior área de influência foi observada para os cenários de vento nordeste (maior velocidade de vento simulada). Para os cinco dias de simulação, foi observada pouca influência da vazão afluente no nível e na circulação de água do corpo lagunar e, consequentemente, na dispersão de poluentes. Os resultados evidenciam a necessidade de as concentrações de lançamento permitidas serem estabelecidas com base em estudo da dispersão física do efluente no corpo hídrico receptor, conforme determinado pela legislação nacional para corpos d’água onde não se aplica a vazão de referência. A consideração de uma zona de mistura onde as concentrações dos parâmetros podem estar em desacorpo com o enquadramento do corpo hídrico é debatida nas discussões. As simulações permitiram ainda identificar locais prioritários para monitoramento dos efeitos do efluente lançado na qualidade da água, cenários críticos para conflitos de uso da água considerando outros usos na região e verificar possíveis consequências do encurtamento ou alongamento do emissário. / The aim of this study is to understand the relationship between hydrodynamic and the pollutants dispersion in the northeast region of the Patos Lagoon, looking for identify ways of using hydrodynamic modeling to improve water resources and effluent discharge management. The study area is the northeastern region of Patos Lagoon, a chocked lagoon in the brazilian state of Rio Grande do Sul, where winds and freshwater runoff drive water circulation. The model IPH-A performed well, except for the estuarine region. The dispersion coefficient was defined from the visual comparison between the dispersion of suspended sediments on Guaíba Lake simulated and observed in satellite images. The wind and freshwater runoff scenarios were determined by analyzing the historical wind data series at the Rio Grande station and the freshwater discharge of the main tributaries of Guaíba Lake. The results for the scenarios of the southwest and northeast winds were similar to those observed in the literature using a two-dimensional hydrodynamic model. In the northeast region, a circulation cell between the Banco das Desertas and Banco dos Abreus is observed clockwise (counter-clockwise) for the southwest (northeast) wind scenarios. The southeast wind increases water level in the west margin and reduces in the east margin. It is observed a more intense water exchange in the region to the north of the Banco das Desertas and less water exchange with the Casamento Lagoon than in the previous scenarios In null wind speed scenarios, the water velocities in the northeast region of the lagoon are quite low. The water inflow necessary to maintain the water level in the lagoon depends on the wind condition. Different wind scenarios produced different effluent plumes, following the local water circulation patterns. The highest concentrations were observed at the effluent discharge site for the scenario with null wind speed and the largest area of influence was observed for the northeast wind scenario (highest simulated wind speed). Due to the only 5-days period of simulation, little influence was observed of the freshwater runoff on the water level and on the lagoon circulation, and, consequently, on the dispersion of pollutants. This evidences the need for the maximum permitted concentrations of pollutants to be established based on a study of the physical dispersion of the effluent in the receiving water body, as determined by national legislation for water bodies where the reference flow does not apply. The simulations also allowed to identify priority sites for monitoring the effects of effluent discharge on water quality, critical scenarios for water use conflicts considering other uses, and to verify possible consequences of changes in emissary length.