A poluição do solo por uso de derivados de petróleo como o grupo de hidrocarbonetos denominado de BTEX (benzeno, tolueno, etil-benzeno e xilenos), apresenta grande risco às comunidades residentes próximas a esses locais. Esses compostos são tóxicos, comprovadamente cancerígenos e podem levar uma pessoa a morte, mesmo em concentrações extremamente baixas. O cidadão, muitas vezes não tem noção do que sejam estes contaminantes e o grande perigo que representam. Milhares de residências têm sido construídas sobre resíduos perigosos que continuam ativos, emitindo gases e/ou contaminando o lençol freático. Em particular, na região de Cubatão, o problema se agrava com o uso indevido de águas de rios e riachos, que por um processo de percolação, acabam sendo contaminados pelos poluentes presentes no solo, podendo ocorrer de o ponto de coleta de água ser próximo a um sítio contaminado. Este estudo relata o isolamento e caracterização de 4 cepas de bactérias isoladas de um solo contaminado com BTEX em Cubatão-SP, através da técnica de enriquecimento seletivo de culturas. A idéia é que estas cepas possam ser utilizadas em futuros processos de biorremediação (tratamento) destes solos. Além disso, o trabalho conta com o auxílio de programas sócio-ambientais existentes no Centro de Capacitação e Pesquisa em Meio Ambiente (CEPEMA-POLI-USP) os quais tem como um dos objetivos conscientizar a população carente cubatense, que faz uso indevido da água contaminada, aos perigos da exposição ao BTEX. / Contaminated soils by hydrocarbons known as BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene and xylene), represent a risk to communities who live close to these places. These compounds are toxic, carcinogenic and can cause death to people, even in extremely small concentrations. Citizens often have no idea who and how hazardous are these contaminants. Millions of homes have been built on dangerous actives wastes, emitting gases and contaminating the groundwater. In particular, the problem is worst in Cubatão due inappropriate use of water from rivers and streams, which by a percolation process, contaminate soil. Most of times the water collected points are near from the contaminated site. This study reports the successful isolation and characterization of 4 bacteria strains isolated from an industrial soil in Cubatão-Brazil, using a culture enrichment technique. The idea is use these microorganisms in future soils bioremediation processes (treatment). This work have as partners, social and environmental programs from the Center for Training and Environmental Research (CEPEMA-POLI-USP), which has as goal educate poor people against dangers of BTEX.

O ozônio (O3) representa o principal poluente atmosférico para a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), sendo freqüentes os dias em que sua concentração excede os padrões nacionais de qualidade do ar. Por se tratar de um poluente secundário, resultante principalmente, da interação entre os óxidos de nitrogênio (NOx) e compostos orgânicos voláteis (COVs) na presença de luz solar, torna-se muito difícil a elaboração de estratégias eficazes para a redução deste poluente. A utilização de simulação computacional se mostra como uma interessante alternativa para avaliar os muitos fatores que afetam a formação de O3, para o desenvolvimento de escalas de reatividade para COVs e para definição de possíveis estratégias que visem a redução dos níveis de O3. Neste trabalho foi utilizado o modelo de trajetórias OZIPR (Ozone Isopleth Package for Research) em conjunto com o modelo químico SAPRC (Statewide Air Pollution Research Center) para se determinar a escala de reatividade incremental para COVs para a cidade de São Paulo e para a simulação de diversas situações de redução das emissões de NOx e COVs. Para alimentar os modelos foram utilizadas medidas de COVs de duas campanhas: uma realizada pelo Laboratório de Química Atmosférica (LQA-IPEN) em conjunto com a CETESB na estação Cerqueira César, no período de agosto e setembro de 2006 e outra realizada somente pelo LQA durante todo o ano de 2006 com amostragens na Cidade Universitária. Dados de CO, NOx e parâmetros meteorológicos foram obtidos através dos monitores automáticos da mesma estação e da estação Pinheiros. Foram criados cinco casos base: um com os dados de COVs da estação Cerqueira César e quatro com os dados da Cidade Universitária, sendo estes, um para cada estação do ano. Após o ajuste dos casos base, cada COV presente na mistura teve sua concentração aumentada e diminuída em 0,2% dos COVs totais para se verificar a variação no máximo de ozônio e assim se determinar o potencial de formação de ozônio de cada COV. Estes resultados forneceram uma escala de reatividade para ozônio para cada caso base criado. Foram também realizadas simulações, onde as emissões horárias de NOx e COVs foram reduzidas em 5, 10, 20 e 30% independente e simultaneamente afim de se verificar as variações na formação de O3. Com os dados de saída do simulador foram construídos gráficos de isopletas de ozônio para a cidade de São Paulo. A análise dos resultados obtidos mostrou que os compostos encontrados com mais freqüência entre os dez principais precursores de ozônio na cidade de São Paulo nas escalas de reatividade criadas a partir dos cinco casos base são: formaldeído, acetaldeído, propeno, isopreno, cis e trans 2-buteno, sendo o formaldeído sempre o principal composto formador de ozônio. As simulações mostraram também que uma estratégia eficaz para se reduzir os níveis de O3 na cidade de São Paulo é diminuir as emissões totais de COVs. O mesmo não foi observado para os NOx, já que a redução destes poluentes faria aumentar as concentrações de O3. / Ozone (O3) represents the main atmospheric pollutant for the São Paulo Metropolitan Area (SPMA), being frequent the days when its concentration exceeds the national standards of air quality. Because ozone is a secondary pollutant, which results mainly, of the interaction between nitrogen oxides (NOx) and volatile organic compounds (VOCs) in the presence of solar light, it becomes very hard to elaborate efficient strategies for the reduction of this pollutant. The use of computational simulation appears as an interesting alternative to evaluate the many factors that affect the O3 formation, for the development of reactivity scales for VOCs and for definition of efficient strategies for the reduction of the concentrations of O3. In this study was used the trajectory model OZIPR (Ozone Isopleth Package for Research) together with the chemical model SAPRC (Statewide Air Pollution Research Center) to determine the incremental reactivity scale for VOCs in the São Paulo City and to the simulation of diverse situations of reduction of the emissions of NOx and VOCs. The input data of VOCs were obtained from two campaigns: one realized by the Atmospheric Chemistry Laboratory (ACL-IPEN) together with the CETESB in the Cerqueira Cesar station, in the period of August and September of 2006 and the other one realized only by the ACL during all the year of 2006 with samplings in the Cidade Universitária. CO, NOx and meteorological parameters data had been gotten through the automatic monitors from the same station and from the Pinheiros station. Five base cases had been created: one with the VOCs data from the Cerqueira Cesar station and four with the Cidade Universitária data, being these, one for each station of the year. After the adjustment of the base cases, each present VOC in the mixture had its concentration increased and diminished in 0,2% of the total VOCs to verify the variation in the maximum ozone and thus to determine the ozone formation potential of each VOC. These results had supplied a ozone reactivity scale for each base case created. Simulations where the hourly emissions of NOx and VOCs had been reduced in 5, 10, 20 and 30% independent and simultaneously were realized to verify the variations in the O3 formation. With the simulator output data it was created ozone isopleths charts for the São Paulo City. The analysis of the obtained results shows that the most frequent found compounds between the ten main ozone precursors in the São Paulo City in the reactivity scales created from the five base cases are: formaldehyde, acetaldehyde, propene, isoprene, cis 2-butene and trans 2-butene, being formaldehyde always the main ozone precursor compound. The simulations had also shown that an efficient strategy to decrease the concentrations of O3 in the São Paulo City is to reduce the total emissions of VOCs. The same strategy is not posible for the NOx, since the reduction of these pollutants would make to increase the concentrations of O3.

Orientador: Adilson Pinheiro. / Co-orientador: Vander Kaufmann. / Dissertação (mestrado) - Universidade Regional de Blumenau, Centro de Ciências Tecnológicas, Programa de Pós-Graduação de Engenharia Ambiental.

Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um método numérico para análise de problemas parabólicos, como o transporte advectivo-dispersivo de contaminantes no solo e como o adensamento. O método é baseado no conceito das equações adjuntas, sendo uma das possíveis extensões do ELLAM, um dos métodos mais promissores na garantia de convergência em problemas envolvendo números de Courant e Peclet elevados. O objetivo do trabalho é fornecer subsídios para o desenvolvimento futuro de métodos de grande precisão para o estudo de fenômenos acoplados, como o transporte de contaminantes em solos sob adensamento, que deve acontecer em argilas sob aterros sanitários. Desenvolveu-se inicialmente uma implementação do ELLAM com funções de interpolação fixas no tempo-espaço, mais apropriadas para problemas geotécnicos. Uma verificação numérica de sua ordem de convergência mostrou que este tipo de formulação sofre de limitações no número de Courant maiores que a formulação do ELLAM vigente. Posteriormente, desenvolveu-se um método de adjuntos localizados com polinômios de segundo grau (SOLAM - Second Order Localized Adjoint Method). Observou-se que o método também sofre de limitações de convergência para números de Courant e Peclet elevados; no entanto, o método apresentou desempenho para o problema do adensamento em meios heterogêneos superior ao dos métodos de elementos finitos, o que o torna adequado para o estudo de problemas acoplados.

INTRODUÇÃO: A região de Guarapari e Anchieta, ao sul do estado do Espírito Santo apresenta um parque industrial em crescimento que gera na população local uma preocupação em relação à piora da qualidade do ar e aos efeitos adversos sobre a população residente. Neste estudo avaliamos os impactos da exposição à poluição do ar gerada por uma mineradora e pelotizadora de ferro sobre a saúde respiratória de crianças e adolescentes residentes no entorno do empreendimento. MÉTODOS: Estudo de painel com 121 escolares entre 8 e 16 anos de idade, matriculados em escolas de Anchieta, área exposta às emissões industriais, e Guarapari, área não exposta, no estado do Espírito Santo. Mensalmente, entre maio de 2008 e maio de 2009 foram realizados exames de espirometria. Foram aplicados questionários para obtenção de dados biodemográficos e um questionário validado - ISAAC, para investigar informações referente a presença de asma e alergias respiratórias e cutâneas. Rede de monitoramento da qualidade do ar que mede material particulado forneceu informações diárias sobre as concentrações deste poluente para o período analisado. A correlação entre a exposição aos poluentes do ar e os parâmetros de função respiratória (razão entre valores medidos e preditos) foi analisada através de duas abordagens. Na primeira, foram comparadas as médias mensais de volume expiratório forçado no primeiro segundo, capacidade vital forçada, pico de fluxo expiratório, razão entre volume expiratório forçado e capacidade vital forçada, fluxo expiratório forçado de 25 e 75% da manobra de capacidade vital forçada e tempo de expiração forçada entre os dois grupos. Para esta análise, foi adotado o teste-t de student. Na segunda abordagem, a associação entre os parâmetros respiratórios e o material particulado inalado foi investigada através de modelos de regressão de efeitos mistos, incluindo-se nos modelos controles para: variáveis meteorológicas, presença de asma e alergias respiratórias e, quando necessário, índice de massa corpórea. RESULTADOS: 86 crianças concluíram o estudo. As médias mensais da razão entre volume expiratório forçado no primeiro segundo e capacidade vital forçada e pico de fluxo expiratório, em alguns meses, foram menores na área exposta enquanto que o inverso ocorreu para o tempo expiratório final. Houve relação inversamente proporcional entre a variação do material particulado e todos os parâmetros de espirometria exceto o tempo expiratório. Para uma variação de 14,03 ?g/m3 no PM10 foram observadas reduções de 1,13% (IC 95%: 0,13; 2,14) no volume expiratório forçado no primeiro segundo (média móvel de cinco dias), de 0,95% (IC 95%: 0,32; 1,58) na relação entre volume expiratório forçado no primeiro segundo e capacidade vital forçada (média móvel de três dias), e de 2,96% (IC 95%: 1,46; 4,46) no pico de fluxo expiratório (média móvel de cinco dias). Em relação ao tempo expiratório houve um efeito diretamente proporcional, com um acréscimo de 3,54% (IC 95%: 0,88; 6,20) na média móvel de três dias. CONCLUSÃO: Mesmo com níveis de material particulado dentro dos padrões nacionais de qualidade do ar foi observada piora da função respiratória em crianças e adolescentes residentes nos Municípios de Anchieta e de Guarapari (ES) / INTRODUCTION: The region of Guarapari and Anchieta, in the South of the State of Espírito Santo has a growing industrial park that generates in the local population a concern to either the worsening of air quality and the adverse effects on the resident population. In this study we evaluated the impacts of exposure to air pollution generated by a mining company and iron idles on the respiratory health of children and adolescents living in the vicinity of the enterprise. Methods: Panel study with 121 students between 8 and 16 years of age, enrolled in schools of Anchieta, exposed area to industrial emissions, and Guarapari, unexposed area, in the State of Espírito Santo. Every month, between May 2008 and May 2009 spirometry tests were carried out. Questionnaires were applied to data acquisition on biodemographic issues and a validated questionnaire to investigate information on the presence of asthma and respiratory and skin allergies (ISAAC). PM10 monitoring network provided daily information on this pollutant concentrations for the period under examination. The correlation between exposure to air pollutants and lung function parameters (ratio between measured and predicted values) were analyzed through two approaches. In the first, monthly averages of forced expiratory volume in one second, forced vital capacity, peak expiratory flow, ratio of forced expiratory volume and forced vital capacity, forced expiratory flow 25 and 75 of the maneuver forced vital capacity and forced expiration time were compared between the two groups. For this analysis, was adopted the student\'s t-test. In the second approach, the association between respiratory parameters and the inhaled particulate matter was investigated via mixed effects regression models, including controls for meteorological variables, the presence of asthma and respiratory allergies and, when necessary, body mass index. Results: 86 children completed the study. Monthly averages of the ratio of forced expiratory volume in one second and forced vital capacity and peak expiratory flow, in a few months, were lower in the area exposed while the reverse occurred for the forced expiratory time. There were inversely proportional relationships between the variation of particulate matter and all the spirometry parameters except the expiratory time. For a variation of 14.03 ?gm3 in PM10 a 1.13% (CI 95: 0.13; 2.14) reduction was observed in forced expiratory volume in one second (fiveday moving average), 0.95% (CI: 0.32; 95 1.58) on the relationship between forced expiratory volume in one second and forced vital capacity (three-day moving average), and 2.96% (95 CI: 1.46; 4.46) in peak expiratory flow (fiveday moving average). In relation to the expiratory time there was a directly proportional effect, with an additional 3.54% (Ci: 0.88; 6.20) in three-day moving average. Conclusion: even with levels of particulate matter inside the national air quality standards was observed worsening of respiratory function in children and adolescents living in the municipalities of Anchieta and Guarapari (ES)

Este trabalho quantifica as emissões de CO2 decorrentes do uso energético de gás natural, álcool e derivados de petróleo tanto no nível nacional quanto regional e avalia os impactos de eventuais políticas de controle de emissões. Os resultados do trabalho apontaram tanto para o Brasil como um todo quanto para as seis regiões estudadas a ligação entre o nível de atividade e as emissões de CO2, detalhando para cada um dos energéticos considerados, a parcela das emissões totais devida à demanda final, ao consumo interindustrial e ao efeito induzido. Esta análise foi complementada pelo cálculo das elasticidades das emissões a uma variação na demanda final, a qual possibilitou, por meio dos impactos totais e distributivos identificar os setores-chave nas emissões originadas de cada um dos insumos energéticos tanto para o Brasil como um todo quanto para cada uma das regiões estudadas. Foram também realizadas simulações no intuito de avaliar os efeitos na economia tanto no nível nacional quanto no nível regional de um eventual controle sobre as emissões imposto sobre os vários setores da economia. O trabalho também investigou os efeitos sobre os preços de um imposto hipotético sobre emissões e o trade off entre geração de empregos e emissões. / This work quantifies the CO2 emissions from energy use of natural gas, alcohol and oil derived products at a national and regional level and evaluates the impacts of eventual policies for emissions control. The results pointed the connection between the activity level and the emissions of CO2 for each energy input considered for Brazil as a whole and for its six regions detailing the portion of the total emissions caused by final demand, interindustry consumption and household consumption. This analysis was complemented by the calculation of the emissions elasticities related to a percent change in final demand, which made possible to access the total and distributive impacts on each sector. Through these impacts were possible to identify the key-sectors regarding to the emissions from each one of the energy inputs in Brazil as a whole and in each one of its regions. The model was also used to make simulations in order to evaluating the economic effects (in each sector located in each area) of a hypothetic control on emissions. The work also investigated the effects on prices of a hypothetical emissions tax and the trade off between employment generation and emissions.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-09-12T17:52:49Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_ LUIZA A V QUEIROZ 2011.pdf: 3801798 bytes, checksum: 4432ac3042314444c4def7d67d02d61a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-12T17:52:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_ LUIZA A V QUEIROZ 2011.pdf: 3801798 bytes, checksum: 4432ac3042314444c4def7d67d02d61a (MD5) / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / O objetivo deste trabalho é identificar a contribuição de fontes antrópicas e geológicas na hidrogeoquímica fluvial da bacia do rio Paquequer, principal drenagem do município de Teresópolis, RJ. A bacia está localizada na região da Serra do Mar e cobre uma área de 269 km². Sua nascente encontra-se dentro de uma Unidade de Conservação da Mata Atlântica (Parque Nacional da Serra dos Órgãos) e, ao atravessar a cidade de Teresópolis, incorpora resíduos domésticos e de aterro sanitário, ocorrendo também contribuições de pecuária extensiva e/ou agrícolas no seu baixo curso. O rio Paquequer tem importância singular para o município de Teresópolis porque é uma das fontes de abastecimento de água do município. As unidades geológicas locais são classificadas como; Unidade Rio Negro, Batólito Serra dos Órgãos, Granito Teresópolis, e diques básicos. Os solos são predominantemente Latossolo Vermelho-Amarelos e Cambissolo e ocorrem ainda Gleissolos nos vales fluviais. Nesse estudo foram coletadas amostras de água de rio e particulados em suspensão contemplando diferentes litologias e usos do solo. A amostragem foi realizada em agosto de 2010, durante o período de estiagem, quando o intemperismo é a principal fonte natural de elementos para o sistema fluvial. Foram efetuadas medidas de pH, condutividade, temperatura, potencial de oxi-redução e medidas de vazão in situ. Além dessas medidas, foram feitas análises químicas do material dissolvido (Na+, K+, Ca2+, Ba+, Mg3+, Pb, Cu, Co, Ni, Cr, Zn, Sr, Rb, Al, Si, Fe, Mn e Cd, PO43-, Cl- e SO42-) e identificação mineralógica (DRX) das partículas em suspensão. Os resultados de DRX mostram que a mineralogia do particulado é predominantemente formada por caulinita, gibbsita, e quartzo e secundariamente ocorrem haloisita, mica e illita e raramente microclina. Diagramas teóricos de estabilidade foram confeccionados para identificação da transferência de elementos da fase dissolvida para a fase particulada. O Si é originado por fontes naturais de intemperismo e os resultados químicos apontam concentrações crescente deste elemento no PARNASO e concentrações aproximadamente constante ao longo do canal principal do rio Paquequer a jusante do parque. Na, K, Ca, Cl-, SO42- e PO43- apresentam fontes naturais no intemperismo e fontes antrópicas em resíduos urbanos e agricolas. Estes elementos apresentam picos de concentração ao atravessarem o núcleo urbano e no afluente que drena o aterro sanitário. A razão Na/Si assim como as concentrações de cloreto e fosfato funcionam como identificadores de esgoto doméstico. Os metais Cu, Ni, Co, Zn e Mn são provenientes de poluição antrópica urbana e de agricultura e são encontrados ao longo do canal principal do rio após o centro urbano no médio e baixo curso do rio. Rochas que apresentam maiores conteúdos de K e Al, ricas em k-feldspato, são mais resistentes ao intemperismo, por essa razão as águas fluviais que drenam esses litotipos não apresentaram maiores concentrações desses metais. Análise multivariada permitiu o agrupamento dos locais amostrados em 4 subgrupos de acordo com o seu grau de influência antrópica. Pontos localizados no alto curso do rio são preservados, a maioria dos afluentes apresentam características pouco impactadas em relação ao background local. Após o centro urbano todo o canal principal se apresenta influenciado por impacto antrópico. Locais analisados no nucleo urbano e no alfluente que drena o aterro sanitário apresentam características extremamente impactadas. / Surface water chemistry varies according to geology, atmospheric inputs and anthropogenic factors, such as discharges of domestic and industrial effluents, agricultural activities and others. The main purpose of this study is to identify the anthropogenic and geological contributions in determining the hydrogeochemistry of the Paquequer river basin, Teresópolis, RJ. This basin covers a 269 km² area, its springs lie within a conservation area (Parque Nacional da Serra dos Órgãos) with preserved Atlantic Forest. The Paquequer River mid-stream crosses the city of Teresopolis and receives domestic waste. Contributions of agricultural effluent also occur in its lower stream. The Paquequer river has singular importance for Teresópolis because it is a water supply source. The present geological units are classified as Batólito Serra dos Órgãos (gneissic granites), Granito Teresópolis (monzogranite), the Rio Negro Unit and basic dykes. Soils are predominantly Red-Yellow Cambissoils and Gleissoils in river valleys. In this study, river samples consider different lithologies and land uses. Samples were collected during the dry season in August 2010 when weathering comprises the main source of natural elements to the river system. Measurements of pH, conductivity, temperature, redox potential and river flow were made in site. Besides these measures, chemical analysis of dissolved elements have been carried out (Na, K, Ba, Ca, Mg, Pb, Cu, Co, Ni, Cr, Zn, Sr, Rb, Al, Si, Fe, Mn, Li, La, Cd, PO43- , Cl- and SO42-). Mineralogy (XRD) of the suspended particles was also identified. XRD results showed that the mineralogy of the suspended particles is predominantly composed of kaolinite, gibbsite and quartz. Secondarily it was also observed halloysite, mica, illite and rarely microcline. Theoretical stability diagrams were prepared to identify the transfer of elements from the dissolved phase to solid phase. Chemical results of the dissolved elements indicated concentrations of Si approximately constant along the main Paquequer river channel, only natural sources (weathering) were found for this element. Na, K, Ca, Cl, SO4 and PO4 shows natural (weathering) and anthropogenic (urban and agricultural effluents) sources and concentrations peak while crossing the urban center and, in the tributary that drains the sanitary landfill. The ratio Na / Si indicated domestic sewage influences. Copper, Ni, Co, Zn and Mn indicates anthropogenic pollution from urban sources and agriculture. Rocks with higher contents of K and Al are more resistant to weathering processes, explaining why the river water that drains those lithotype do not present higher concentrations of these metals. Multivariate analysis identified four subgroups of sampling sites according to their degree of anthropogenic influence. Points located in the upper stream of the river are unaffected. Almost all tributaries shows characteristic of low impact. Along the main channel, after the city influence, all place have noticeable pollution features. Lastly points, which receive direct influence of the urban center and sanitary landfill sites, are highly impacted.

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Instituto de Pesquisas Hidráulicas. / Made available in DSpace on 2012-10-17T15:00:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Em uma estrutura de gestão que privilegia aspectos econômicos, avalia-se o uso de medidas compensatórias como alternativa para proteção das águas no meio rural. Essas medidas visam compensar os agricultores pelas perdas econômicas decorrentes de mudanças no sistema de produção quando se busca proteção dos mananciais hídricos. Como exemplo de caso, simula-se a aplicação das compensações na bacia do Rio Vargem do Braço (SC), parte do sistema hídrico que abastece a região de Florianópolis (SC).

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-20T16:48:21Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1580390 bytes, checksum: 95953d80a446928db3cf87ed81dbb2af (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-20T16:48:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1580390 bytes, checksum: 95953d80a446928db3cf87ed81dbb2af (MD5) Previous issue date: 2003-03-06 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Atividades agrícolas potencializam a mobilização de sedimentos, nutrientes e herbicidas em escoamento superficial, por esta razão, tem sido crescente o uso de zonas ripárias na proteção a qualidade dos cursos d água, uma vez que estas têm se mostrado eficientes na retenção de areia, silte e nutrientes, evitando que estes cheguem aos sistemas aquáticos. A maioria dos herbicidas é fortemente adsorvida às argilas coloidais que, em zonas ripárias são menos eficientemente removidas em comparação às partículas de silte e areia. Entretanto, existe pouca informação sobre a retenção de herbicidas neste sistema. No escoamento superficial, os herbicidas podem ser transportados na forma dissolvida ou associados às partículas coloidais dos sedimentos. Neste trabalho, investigou-se a retenção da atrazina (com forte adsorção ao solo e baixa solubilidade em água), do picloram (fraca adsorção ao solo e alta solubilidade em água) e da caulinita, partícula de argila com alta mobilização de solutos, em escoamento superficial, em zonas ripárias. Com o intuito de avaliar o potencial e a taxa de adsorção dos herbicidas no horizonte O, experimentos de equilíbrio e cinética de adsorção realizados em laboratório foram desenvolvidos previamente. Os resultados indicaram que, após 24 horas, 30% da concentração de atrazina permaneceu adsorvida no horizonte O. Contudo, o picloram não apresentou adsorção significativa. O escoamento superficial foi gerado com o auxílio de um distribuidor da mistura, em parcelas de 5 x 10 m, de 2 a 20% de declividade, localizadas dentro de zonas ripárias e situadas em áreas de silvicultura, na região Nordeste do Estado da Geórgia, EUA. A aplicação da mistura nas parcelas, com o intuito de se gerar escoamento superficial, foi realizada em duas épocas do ano: no verão (estação seca) e no inverno (estação chuvosa). Para avaliação do efeito da camada de liteira na retenção da argila e dos herbicidas, removeu-se o horizonte O em três parcelas experimentais para que as mesmas servissem como testemunha. Durante o período de aplicação, foram coletadas amostras da mistura em escoamento ao longo da zona ripária (no ponto de aplicação e a 2, 4, 6 e 10 metros do ponto de aplicação). Os dados foram ajustados ao modelo aplicado em tratamentos por escoamento superficial, indicando as taxas de remoção dos contaminantes em função da distância. O modelo ajustado poderá ser utilizado na determinação de remoção de contaminantes em outras localidades. Os resultados indicaram reduções de 70, 33 e 6% na concentração de caulinita, atrazina e picloram, respectivamente, na mistura em escoamento, nas parcelas em que o horizonte O foi mantido. A redução da concentração dos três poluentes ao longo da zona ripária não apresentou correlação com a declividade, assim como com a estação do ano. A ausência do horizonte O sobre a superfície do solo proporcionou o aumento de 5 vezes na velocidade do escoamento e reduziu em 10 e 13,6% a retenção de caulinita e atrazina, respectivamente, enquanto que proporcionou o aumento de 2,6% na retenção de picloram, embora não tenha sido significativo. O ajuste do modelo foi satisfatório para todos os contaminantes, resultando em coeficientes de determinação acima de 0,90. / Agricultural activities have the potential to mobilize sediments, nutrients and herbicides from surface runoff. Due to this, the use of riparian zones to protect the water quality of streams and rivers has been increasing, due to their proven efficiency in the retention of sand, silt and nutrients, minimizing their deposition in aquatic systems. Most herbicides are heavily adsorbed to colloidal clays, which in riparian zones are less efficiently removed in comparison to silt and sand particles. However, there is little information regarding the retention of herbicides in this system. In superficial runoff, herbicides can be transported in a solubilized form, or associated to the colloidal particles from the sediment. In the present work, the retention of atrazine (relatively adsorbed in soil and with relatively low solubility in water), picloram (weakly adsorbed in soil and with high solubility in water) and kaolinite, in superficial runoff in riparian zones, was evaluated. In order to evaluate the potential and rate of adsorption of herbicides to O horizon, 24 hours batch equilibrium and kinetics experiments were carried out. Results indicated that 30% of the atrazine concentration adsorbed to the O horizon after 24 hours. However, picloram was poorly adsorbed. Superficial runoff was simulated in 5 x 10 m plots, with slopes ranging from 2 to 20%, located within riparian zones in forest systems, in Northeastern Georgia, USA. The herbicide and kaolinite mixture was applied to the plots during summer (dry season) and winter (rainy season). In the middle slope ranges, plots were paired with O horizon removal in one plot. Mixture samples were collected at the point of application and at 2, 4, 6 and 10 m from the point of application. The generated data was fitted to an overland flow model, which predicts the rate of contaminants remove in function of distance. This model will provide the estimate of the rate of contaminants remove in other localities. Results indicate reductions of 70, 33 and 6% in the concentrations of kaolinite, atrazine and picloram, respectively, in the surface flow mixture, in the plots with the O horizon. The decrease in the concentration of the three pollutants along the riparian zone did not display a correlation with the grade or with the season. The removal of the O horizon allowed a five-fold increase of runoff speed. Removal decreased to 10 and 13,6% the retention of kaolinite and atrazine, respectively. The retention of picloram was increased in 2,6%, although this value was not statistically significant. The data of all contaminants were well fitted into the model used, resulting in high determination coefficients (higher than 0.90). / Tese importada do Alexandria

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-04-20T11:53:26Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5120360 bytes, checksum: f521f51c70b49960695e6a107776cf0e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-20T11:53:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 5120360 bytes, checksum: f521f51c70b49960695e6a107776cf0e (MD5) Previous issue date: 2015-11-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Localizada no Sudeste brasileiro, a cidade de Ipatinga encontra-se inserida na Região Metropolitana do Vale do Aço, a qual é caracterizada pela predominância da atividade industrial siderúrgica, além da presença de uma das maiores frotas veiculares do país. Desenvolver métodos padronizados de biomonitoramento com espécies vegetais nativas pode ser uma opção economicamente viável para avaliar a qualidade do ar ao longo de grandes extensões de área urbana, o que geralmente não há como ser feito através do monitoramento instrumental devido ao seu alto custo. Neste sentido, o potencial para o monitoramento de partículas foi avaliado em Caesalpinia echinata e C. ferrea visando testar se o acúmulo de metais pelas plantas está relacionado a feições da superfície foliar. As plantas foram expostas em quatro locais urbanos por 90 dias. Uma estação- referência foi instalada no Parque Estadual do Rio Doce, a 30 km do município. Após o período experimental, avaliou-se o acúmulo de metais-traço pelas plantas. A rugosidade da superfície foliar foi investigada em dois níveis hierárquicos, através de análises de perfilometria e microscopia de força atômica. As ceras foram caracterizadas quimicamente através de CG-EM e por espectroscopia no infravermelho, e micromorfologicamente através de microscopia eletrônica de varredura. A espessura dos tecidos foliares foi avaliada em microscopia óptica. O acúmulo de partículas foi maior em C. echinata e se relacionou com uma menor rugosidade dada pelo tecido epidérmico (macrorrugosidade), menor rugosidade dada pela micromorfologia das ceras na forma de um filme fino (microrrugosidade) e com características químicas das ceras. As ceras dessa espécie possuem menores teores de hidrocarbonetos e éteres, o que lhes dá natureza polar. Essas características presumivelmente lhes conferem maior molhabilidade, o que geralmente está associado a um menor efeito auto-limpante e a um consequente aumento no acúmulo de partículas. Em contraste, C. ferrea acumulou menos material particulado (MP) mas apresentou um gradiente de respostas mais bem definido ao longo dos diferentes locais de exposição. Os locais foram um fator discriminante para a altura das células do tecido epidérmico, principalmente da face adaxial da folha, tendo este tecido este apresentado valores de espessura reduzidos nas estações urbanas. Os resultados sugerem o uso de C. echinata como bioacumuladora de MP e de C. ferrea como biosensora de poluição urbana. / In Southeastern Brazil, the city of Ipatinga is inserted in the Steel Valley Metropolitan Region, which is characterized by the predominance of steel industry, and also by the presence of one of the largest vehicle fleets in the country. Developing standardized biomonitoring methods with native plant species may be an economically viable option for assessing air quality across extensive urban areas, which usually cannot be achieved by instrumental monitoring due to cost issues. In this sense, the potential for biomonitoring airborne particles was evaluated in Caesalpinia echinata and C. ferrea aiming to test whether metal accumulation by the plants is related to leaf surface features. Plants were exposed in four urban sites for 90 days. A reference station was installed at Rio Doce State Park, 30 km away from the municipality. After the experimental period, plants were evaluated for trace-metal accumulation. Leaf surface roughness was evaluated in two hierarchical levels, through profilometry and atomic force microsocopy. Epicuticular waxes were characterized chemically through GC-MS and FTIR, and micromorphologically through scanning electron microscopy. Leaf tissue thickness was assessed through optical microscopy. Particle accumulation was higher in C. echinata, and was related to a lower roughness given by the epidermal tissue (macro- roughness), lower roughness given by the epicuticular wax deposition pattern (micro- roughness), the micromorphology of waxes in the form of a layer, and the wax chemical composition. The waxes of this species have lower amounts of hydrocarbons and ethers, conferring them a polar nature. These characteristics presumably render the leaf higher wettability, which is usually associated with decreased self-cleaning effect and a consequent increased particle accumulation. In contrast, C. ferrea showed reduced accumulation of particulate matter (PM), but a more well-defined response gradient across the exposure sites. Sites were a discriminant factor for cell height on the epidermal tissue, especially on the leaf adaxial surface, such tissue showing reduced thickness in plants exposed at the urban stations. The results suggest the use of C. echinata as a bioaccumulator of PM and C. ferrea as biosensor of urban pollution.