Thesis (MEng)--Stellenbosch University, 2014. / ENGLISH ABSTRACT: The focus of the study is to theoretically assess tank-water demand and employ methods to establish the actual tank-water demand at selected houses in a case study area. This study also examines the influence of domestic rainwater harvesting systems when used in combination with a municipal water distribution system. The case study comprises of 410 low cost housing units in the Western Cape. The system demand patterns of low cost housing units are uncharacteristic, when compared with suburban system demand patterns, and cannot be defined by traditional models. Similarly, the use of rainwater harvesting systems in these areas follows an unconventional routine that is yet to be defined. A stochastic end-use model for water demand is developed which produces temporal profiles for water supplied from both sources, namely the water distribution system and the rainwater harvesting system. The model approximates a daily system and tank-water demand pattern for a single domestic household, using @RISK software. The demand estimation methodology is clarified through application on a particular case study site where harvested rainwater is frequently utilized. Estimates of the parameter values are based on consumer surveys and previous studies on the case study area, where the household size was defined in the form of a probability distribution. The results confirm the atypical system demand patterns in low cost housing units units. Although two clear peaks exist in the morning and in the evening, a relatively constant average flow is present throughout the day. A sensitivity analysis of all the model parameters verified that the household size has the most substantial influence on the tank-water demand pattern. The system and tank-water demand patterns were compared to published average daily water demand guidelines, which confirmed that increased water savings could be achieved when the rainwater source is accessible inside the household with minimal effort. The stochastic demand profiles derived as part of this research agree with the metered system demand in the same area. The results of this study could be incorporated into the future development of national standards. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Die fokus van die studie is om die tenkwater-aanvraag teoreties te ontleed en metodes in werking te stel om die werklike tenkwater-aanvraag vas te stel by geselekteerde huise in ‘n gevallestudie area. Hierdie studie ondersoek ook die invloed van plaaslike reënwater-herwinningstelsels wanneer dit gebruik word in kombinasie met ‘n munisipale waterverspreidingstelsel. Die gevallestudie bestaan uit 410 laekoste behuisingseenhede in die Wes-Kaap. Die stelsel-aanvraagpatrone van laekoste behuisingseenhede is verskillend wanneer dit met voorstedelike stelsel-aanvraagpatrone vergelyk word en kan nie gedefinieer word deur tradisionele modelle nie. Soortgelyk volg die gebruik van reënwater-herwinningstelsels in hierdie areas ‘n onkonvensionele roetine. ‘n Stogastiese eindgebruikmodel vir water-aanvraag is ontwikkel, wat tydelike profiele genereer vir water wat van beide bronne verskaf word, naamlik die waterverspreidingstelsel en die reënwater-herwinningstelsel. Die model bepaal by benadering ‘n daaglikse stelsel- en tenkwater-aanvraagpatroon vir ‘n enkele plaaslike huishouding, deur @RISK sagteware. Die aanvraag-beramingstegnieke word verduidelik deur toepassing op ‘n spesifieke gevallestudie, waar herwinde reënwater gereeld gebruik word. Die parameter waardeberamings is gebaseer op verbruikers-opnames en vorige studies oor die gevallestudie-gebied, waar die grootte van die huishoudings bepaal was in die vorm van 'n waarskynlikheidsverspreiding. Die resultate bevestig die atipiese stesel aanvraagpatrone in laekoste behuisingseenhede eenhede. Alhoewel twee duidelike pieke in die oggend en die aand voorkom, is ‘n relatiewe konstante vloei dwarsdeur die dag teenwoordig. ‘n Sensitiwiteitsanalise van al die modelparameters bevestig dat die grootte van die huishouding die grootste beduidende invloed op tenkwater- aanvraagpatrone het. Die stelsel- en tenkwater-aanvraagpatrone was vergelyk met gepubliseerde gemiddelde daaglikse water-aanvraag riglyne wat bevestig dat meer waterbesparings bereik kan word waar die reënwaterbron binne die huishouding beskikbaar is met minimale moeite. Die stogastiese aanvraagprofiele, wat as deel van hierdie navorsing afgelei was, stem saam met die gemeterde stelsel-aanvraagpatroon van dieselfde area. Die resultate van hierdie studie kan in die toekomstige ontwikkeling van nasionale standaarde opgeneem word.

The goal of this diploma thesis is the design of the sanitary installations and gas main in the pension for pensioners. The building has three floors above ground and one underground floor. The building will be covered with a hiped roof. On the first floor there is the technical background of the building, Reception and kitchen with dining room. The basement is located just below the kitchen and serves as a cloakroom for kitchen staff. The building will be designed to use as much non-potable water as possible in the form of rainwater, which will be collected from the roofs. The theoretical part deals with the use of non-potable water as operating water in buildings. The calculation and project part deals with the gravity sewer system, plumbing and gas main in the building.

Este trabalho avaliou a deposição úmida de duas localidades da cidade de São Paulo (Universidade Presbiteriana Mackenzie localizada na região central e no IAG/USP localizado na zona oeste de São Paulo) e uma localidade pertencente ao município de Cubatão (CEPEMA), na Baixada Santista. O período de estudo compreendeu os meses de julho/2009 a agosto/2010 para o IAG/USP e Cubatão; enquanto que o conjunto amostral no Mackenzie é referente ao período de julho de 2002 a outubro de 2008. A partir da comparação com dados climatológicos verificaram-se para ambas as regiões que o ano de 2009 teve um inverno anomalamente chuvoso; e o ano de 2010 apresentou um verão seco. Observaram-se diferentes faixas de concentrações médias ponderadas por volume (MPV) dos íons majoritários para cada região: Cubatão, onde os íons dominantes foram: cloreto (60,3 mol L-1), sódio (51,4 mol L-1), sulfato (24,0 mol L-1), amônio (23,3 mol L-1) e nitrato (17,4 mol L-1); enquanto que na região do IAG/USP os íons dominantes foram: amônio (25,5 mol L-1) e nitrato (16,3 mol L-1). Obtiveram-se valores médios de pH em água de chuva de 4,8 e 5,3 em Cubatão e São Paulo respectivamente. Registraram-se 12 eventos (em 99) de chuvas ácidas em Cubatão e apenas um entre 59 eventos no IAG/USP. Estimou-se a contribuição marinha para os íons Ca2+, Na+, Mg2+, K+, Cl- e SO42-, observou-se que o íon de referência mais adequado para tal estimativa em São Paulo foi o sódio, entretanto para Cubatão o íon mais adequado foi o magnésio. A partir destas premissas pode se destacar que os íons potássio, cálcio e sulfato apresentaram baixa influência marinha em ambas as regiões (<11%), entretanto, o íon cloreto apresentou grande contribuição marinha (>63%) para os dois municípios. A análise estatística multivariada para São Paulo destacou o papel da relação entre o íon amônio com sulfato e nitrato no processo de neutralização da acidez da atmosfera; além da relação da brisa marítima com as concentrações dos íons sódio e cloreto, principalmente no período chuvoso. Ressalta-se também que a contribuição de sódio e cloreto não foi unicamente oceânica e que processos antrópicos e/ou naturais continentais desconhecidos contribuíram para estas concentrações. / This study evaluated the wet deposition of two localities in São Paulo city (University of Mackenzie in the central region and the University of Sao Paulo, IAG/USP, in the west area) and one in Cubatão (CEPEMA), both in Sao Paulo State. The sampling period happened from July 2009 to August 2010 in the IAG/USP and CEPEMA; while the samplings in the Mackenzie were from July 2002 to October 2008. The climatological data analysis showed that the year 2009 had an abnormally rainy winter, and 2010 presented a dry summer for both regions. The major ion volume weight mean (WMV) concentrations for Cubatão were: chloride (60.3 mol L-1), sodium (51.4 mol L-1), sulfate (24, 0 mol L-1), ammonium (23.3 mol L-1) and nitrate (17.4 mol L-1), while in the IAG / USP the dominant ions were: ammonium (25.5 mol L-1) and nitrate (16.3 mol L-1). The average rainwater pH values in CEPEMA and in IAG/USP reached 4.8 and 5.3 respectively. The acid rain events were recorded in 12 samples of Cubatão (from 99 totals) and only one (from 59 total samples) in the IAG/USP. The marine contribution were estimated for Ca2+, Na+ / Mg2+, K+, Cl- and SO42- and was observed that the most appropriate reference ion for this estimative in Sao Paulo was the sodium, however to Cubatão the most appropriate ion was magnesium. From these premises it is emphasized that the potassium, calcium and sulfate showed low marine influence in both regions (<11%), however the chloride ion showed large marine contribution (> 63%) for the two regions. Multivariate statistical analysis to Sao Paulo rainwater has highlighted the role of the relation between ammonium with sulfate and nitrate in the process of neutralizing the acidity of the atmosphere, besides of the relation of sea breeze with the concentrations of sodium and chloride ions, especially in the rainy season. The results also emphasized that the contribution of sodium and chloride was not natural oceanic only and anthropogenic and/or natural unknown sources on the continent contributed to these concentrations.

O estudo da variação da composição atmosférica contribui para a compreensão dos efeitos das emissões antrópicas sobre a troposfera. A análise química da água de chuva assume importância neste contexto, uma vez que a precipitação úmida constitui um excelente meio de remoção de muitos poluentes da atmosfera. O aumento de acidez das chuvas, em várias partes do planeta, tem sido associado, predominantemente, à presença de ácidos fortes como o sulfúrico e nítrico, e ácidos orgânicos como acético e fórmico, originados pela oxidação de compostos de enxofre, nitrogênio e carbono, respectivamente. Dando continuidade a pesquisas anteriores sobre deposição úmida realizadas no IQ-USP, no presente trabalho buscou-se extrair mais informações de titulações potenciométricas e condutométricas de água de chuva, mediante aperfeiçoamento dos métodos de cálculo, com recursos quimiométricos modernos, de modo a complementar as medidas de pH e condutividade convencionais. As concentrações de espécies ácidas ou básicas nas amostras de água de chuva são da ordem de 10-5 mol L-1, muito abaixo das concentrações empregadas na prática cotidiana das titulações potenciométricas (tipicamente, no intervalo de 10-1 a 10-3 mol L-1). Dessa forma, propôs-se o uso de um método de regressão não linear (RNL) multiparamétrica, baseado no método de Levenberg-Marquardt, para a análise de dados potenciométricos (TP-RNL) após procedimento de transposição de coordenadas das curvas de titulação. Ao lado das determinações das concentrações dos analitos, pôde-se estimar ou refinar as constantes de protonação das bases de Brönsted presentes. Para tanto, procedeu-se ao ajuste por RNL das concentrações e/ou das constantes de protonação das bases presentes, de modo a minimizar o quadrado dos desvios entre os valores experimentais e os calculados em função do titulante adicionado, recorrendo a uma equação geral baseada no número médio de protonação de cada uma das bases. Ficou demonstrada a possibilidade de se determinar a soma de ácidos fortes completamente dissociados, soma de ácidos fracos com pK próximo a 4 (principalmente ácidos acético e fórmico), HCO3-/H2CO3 e a soma de bases fracas com pK ao redor de 9 (essencialmente NH3/NH4+). Durante as titulações, a facilidade em se coletar medidas de condutância simultaneamente às de pH levou a elaboração de um método sofisticado de análise de curvas de titulação condutométrica. Para tanto, desenvolveu-se uma equação de RNL baseada na contribuição das espécies em cada valor de pH e na condutância iônica medida (TC-RNL). A equação de TC-RNL é alimentada por dados de pH em função do titulante adicionado, oriundos de titulações potenciométricas. Dessa forma, foi possível caracterizar diretamente amônio e bicarbonato, além do conteúdo iônico total que não participa dos equilíbrios ácidos/base existentes no sistema. Adicionalmente, foi possível separar a contribuição do ácido acético da do fórmico, tarefa impossível por TP-RNL, ao menos nas baixas concentrações encontradas na chuva. Nas mesmas amostras de chuva tituladas foi procedida a análise por eletroforese capilar de zona com detecção condutométrica sem contato (CZE-CCD), conforme procedimento descrito na literatura, estimando-se os cátions e ânions majoritários. Num aperfeiçoamento do método para ânions, viabilizou-se a determinação simultânea HCO3-. Para validar os resultados obtidos por CZE-CCD, recorreu-se à cromatografia de íons. As concentrações de vários analitos, dependendo das amostras de chuva, avizinham-se do limite de quantificação das técnicas TP-RNL, TC-RNL e CZE-CCD. Mesmo assim, para as amostras de chuva analisadas, em geral, houve concordância satisfatória entre os valores estimados pelas três técnicas para espécies agrupadas da seguinte forma: ácidos fortes, ácidos fracos, amônio e bicarbonato. / Ivestigation of the variability of atmospheric chemical composition is an important tool for the evaluation and comprehension of anthropic emissions effects.Rainwater analysis has great importance in this context because wet deposition represents an efficient removal route of many atmospheric pollutants. The acidification of rainwater over wide regions of the planet is associated with the increased presence of strong acids, like sulfuric and nitric ones, and organic acids, such as acetic and formic, mainly originated from oxidative reactions od sulfur, nitrogen and carbon compounds in the atmosphere. In the context of a broad research line at IQ-USP devoted to the study of wet deposition and associated atmospheric chemistry, this dissertation advances the subject of using moderm chemometric methods to extract reliable analytical information from potentiometric and conductometric titrations of rainwater. The concentrations of acidic and alkaline species in rainwater are typically below 5 x 10-5 mol L-1, out of the reach of conventional potentiometric titrations (widely applied in the range of 10-1 and 10-3 mol L-1). Thus, multiparametric non-linear regression based on Levenberg-Marquardt method combined with coordinates transposition to reduce iterative calculation is proposed for the analysis of potentiometric data (PT-NLR). General equations based on the average protonation number of each base are used to describe the system. Bases concentrations and/or protonation constants are adjusted by NLR in order to minimize the sum-of-squares of the residuals between experimental and calculated values of the titration curves. The data analysis was tuned to provide four parameters as output: the sum of strong acids, the sum of weak acids with pK around 4.2 (mainly acetic and formic acids), the sum of HCO3-/H2co3 and the sum of weak bases with pK near 9 (essentially NH3/NH4+). To extract more analytical information from the acid/base titrations, conductance meassurements were made simultaneously with the pH readings, and a sophisticated data analysis method was envisioned. The pH data and available protonation constants for bases included in the model are used to compute the distribution of the species. The available conductivity of each species of the model is introduced in a general equation where the only unknowns are the total concentrations of the bases and of electrolyte not involved in acid/base equilibria. All these concentrations are adjusted by NLR on the conductance data, resulting in the first successful conductometric titration method with non-linear regression analysis, CT-NLR. The great advantage over PT-NLR was the capability to distinguish the contributions of acetic and formic acids in rainwater (an impossible task in PT-NLR method), but total strong acids, ammonium and bicarbonate are determined as well, beside the total ionic content of species not involved acid-base equilibria. Rainwater samples were also analysed by capillary zone electriphoresis equipment with contactless conductometric detection (CZE-CCD), as decribed in literature, regarding the major cations and anions. An improved CE method for anions was developed to afford the simultaneous determination of HCO3-. Validation of results was made with the reference method of ion chromatography. Although in many samples some analytes are low and close to the quantification limits od CZE-CCD, PT-NLR and CT-NLR, satisfactory agreement was achieved between values obtained by the three techniques for strong acids, weak acids, ammonium and bicarbonate.

O objetivo global deste trabalho foi fornecer subsídios para melhor compreender como as políticas públicas voltadas às emissões veiculares, incluindo o uso de etanol combustível, podem afetar a composição química da atmosfera. O peróxido de hidrogênio (H2O2) é um dos oxidantes mais importantes presentes na troposfera, podendo participar de reações com uma variedade de compostos orgânicos e inorgânicos. Neste trabalho, a determinação de H2O2, etanol, acetaldeído e outras espécies orgânicas e inorgânicas, foi realizada na fase gasosa, água de chuva e em águas superficiais. Foi utilizado de forma pioneira o método fluorimétrico baseado na formação do fluoróforo 2,7-diclorofluoresceína para determinar H2O2 em amostras de águas naturais (LD = 2 nmol L-1 e LQ = 7 nmol L-1). Enquanto outros métodos demandam a análise imediata da amostra, neste caso, o fluoróforo permanece estável por cerca de 48 h, facilitando as análises e o trabalho de campo. A concentração de H2O2 na água de chuva de Ribeirão Preto coletada de 2014 a 2017 variou entre 5,8 e 96 mol L1, com média ponderada pelo volume (MPV) de 28,9 ± 1,3 µmol L-1 (n = 88). Foi observado que a radiação solar foi um parâmetro mais importante na formação de H2O2 do que no seu consumo. Enquanto as concentrações MPV de sulfato (pH < 5) e nitrato na água de chuva decresceram em torno de 35% em 2017 com relação a 2014, as concentrações de H2O2 praticamente dobraram no mesmo período. A correlação negativa entre essas espécies evidencia que as políticas nacionais destinadas a reduzir as emissões veiculares podem alterar a capacidade oxidativa da atmosfera. As concentrações de H2O2, etanol e acetaldeído na fase gasosa em Ribeirão Preto (RP) e São Paulo (SP) foram determinadas, utilizando de forma pioneira no Brasil, o método de coleta do condensado. As concentrações de etanol na atmosfera de RP (15,0 ± 6,6 ppbv, n = 19) e SP (22,0 ± 9,4 ppbv, n = 10) foram relativamente próximas, apesar da frota veicular de SP ser ~ 16 vezes maior. Essas concentrações de etanol são cerca de 21 vezes maiores que aquelas relatadas nos Estados Unidos devido ao elevado uso de etanol combustível no Brasil. As médias das concentrações de H2O2 e acetaldeído na atmosfera foram, respectivamente, de 2,10 ± 1,46 e 16,3 ± 6,0 ppbv em RP; e 1,29 ± 0,62 e 14,4 ± 5,4 ppbv em SP. A avalição diurna mostrou que enquanto a concentração de H2O2 aumentou com a radiação solar, a concentração de etanol diminuiu numa taxa próxima da produção de acetaldeído. Esses resultados indicam que o H2O2 pode ser um oxidante importante de etanol a acetaldeído em fase gasosa, sendo este último de elevada toxicidade para o ser humano. Os fluxos na interface ar-água nos locais estudados em RP e SP mostram que o corpo dágua funcionou como um sumidouro de H2O2. Já o fluxo de etanol foi variável, isto é, ora invasivo e ora evasivo, com evidências de uma importante produção fotoquímica dessa espécie no meio aquático. / The main objective of this work was to provide insights to better understand how the public policies focused on vehicular emissions, including the use of ethanol fuel, can affect the chemical composition of the atmosphere. Hydrogen peroxide (H2O2) is one of the most important oxidants in the troposphere and it can participate in reactions with a variety of organic and inorganic compounds. In this work, determination of H2O2, ethanol, acetaldehyde and other organic and inorganic species was carried out in the gas phase, rainwater and surface water. The fluorimetric method based on the formation of the 2, 7-dichlorofluorescein fluorophore was applied for the first time to determine H2O2 in natural water samples (LOD = 2 nmol L-1 and LOQ = 7 nmol L-1). While other methods require the immediate analysis of the sample, in this case, the fluorophore remains stable for about 48 h, facilitating the analyzes and fieldwork. H2O2 concentrations in rainwater of Ribeirão Preto collected between 2014 and 2017 ranged from 5.8 to 96 mol L-1, with a volume-weighted mean (VWM) of 28.9 ± 1.3 mol L-1 (n = 88). The solar radiation was observed to be a more important parameter in the formation of H2O2 than in its consumption. While the VWM concentrations of sulfate (pH <5) and nitrate in rainwater declined by approximately 35% in 2017 compared to 2014, H2O2 concentrations virtually doubled over the same period. The negative correlation between these species shows that national policies aimed at reducing vehicle emissions may modify the oxidizing capacity of the atmosphere. Gas phase H2O2, ethanol and acetaldehyde concentrations in Ribeirão Preto (RP) and São Paulo (SP) were determined using, for the first time in Brazil, the method of condensate collection. Ethanol concentrations in the atmosphere of RP (15.0 ± 6.6 ppbv, n = 19) and SP (22.0 ± 9.4 ppbv, n = 10) were relatively close, although the SP vehicle fleet is ~ 16 times higher. These ethanol concentrations are about 21 times higher than those reported in the United States due to the high use of ethanol fuel in Brazil. The mean concentrations of H2O2 and acetaldehyde in the atmosphere were, respectively, 2.10 ± 1.46 and 16.3 ± 6.0 ppbv in RP; and 1.29 ± 0.62 and 14.4 ± 5.4 ppbv in SP. Daytime variation showed that while H2O2 concentration increased with solar radiation, ethanol concentration decreased at a rate close to the one of acetaldehyde production. These results indicate that H2O2 may be an important oxidant of ethanol to acetaldehyde in the gas phase, the latter being highly toxic to humans. Fluxes in the air-water interface at the studied sites in RP and SP show that the water body worked as an H2O2 sink. On the other hand, ethanol fluxes were variable, i.e., sometimes invasive and sometimes evasive, with evidence of an important photochemical production of this species in the aquatic environment.

A cidade de Cuiabá, capital de Mato Grosso, sofre com a ação de queimadas por dois fatores: tanto por possuir uma estação seca (maio a setembro) e chuvosa (outubro a abril) definida, quanto por estar localizada ao sul do bioma Amazônico, em área de Cerrado. Assim, este trabalho teve o objetivo de estudar efeitos da sazonalidade e das condições meteorológicas na composição química de águas de chuva, deposição seca (dustfall) e material particulado fino (MP2,5) e grosso (MP2,5-10) em Cuiabá, entre 2006 e 2009. As águas de chuva apresentaram valores de pH variando entre 4,13 e 8,21, enquanto que as concentrações médias ponderadas pelo volume (MPV) foram de 5,03 para o período seco e 5,37 para o chuvoso. Os íons predominantes em ordem decrescente de concentração foram Ca2+>NH4 +>NO3 ->HCO3 ->K+>Cl->Na+>SO4 2->HCOO->Mg2+. As amostragens de deposição seca ocorreram entre os meses de agosto e setembro de 2006, 2007, 2008 e 2009, totalizando 121 amostras. As amostras apresentaram valor de pH mais alto que as águas de chuva, com média de 6,73, sendo os íons predominantes K+>Ca2+>Cl->NO3 - >NH4 +>Na+>Mg2+>HCO3 ->SO4 2->C2O4 2-. Tanto nas águas de chuva quanto de deposição seca observaram-se correlações significativas entre K+ e Cl-, indicando influência das queimadas na composição iônica destas amostras. Por outro lado as relações observadas entre os íons NO3 -, SO4 2-, Ca+2 e NH4 + foram considerados como indicação de emissões das atividades da agropecuária; seja por uso de fertilizantes para plantio, nos esgotos rurais (criação intensiva de aves, suínos, gado) e também nas atividades de extração de calcário. Os resultados das avaliações do MP diários indicaram forte sazonalidade, apresentando concentrações médias de 13 g m-3 para MP2,5 na estação chuvosa, e 22,8 g m-3 na estação seca. Considerando o MP2,5-10 a variação foi de 25,6 g m-3 a 55,8 g m-3 entre as estações chuvosa e seca. As concentrações do BC variaram entre 0,61 e 17,8 g m-3, e 0,05 e 4,47 g m-3 nas frações de MP2,5 e MP2,5-10, portanto cerca de 80% estava presente na fração do MP2,5. Aplicando modelos receptores através do balanço químico de massa, verificouse que as queimadas contribuíram com até 30% da composição do MP2,5, enquanto que o solo foi responsável por até 34% da composição do MP2,5-10. As concentrações diárias do particulado indicaram que existem duas realidades em Cuiabá, sendo uma existente durante a estação chuvosa em função das baixas concentrações de MP2,5 e MP2,5-10, que atendem aos parâmetros das resoluções da OMS. Outra realidade é a encontrada durante a estação seca, onde as concentrações superam os parâmetros estabelecidos, seja pela OMS ou pela resolução do CONAMA n° 03/1990, chegando a resultados superiores a 150 g m-3 de MP10. Em geral, as baixas concentrações encontradas nas águas de chuva em Cuiabá mostram que a cidade ainda não foi impactada pelo fenômeno de chuva ácida, possibilitando a discussão sobre a viabilidade do aproveitamento de água de chuva para uso domestico. Os resultados também indicaram que este tipo de amostragem simultânea (águas de chuva, MP10 e deposição seca) apresenta a vantagem de garantir representação para grande espectro de tamanho das partículas atmosféricas. Além do que, o método de amostragem de deposição seca (dustfall) também se mostrou um método eficiente e de baixo custo para medidas de aerossóis atmosféricos onde haja dificuldade de recursos financeiros para equipamentos automáticos de medidas. / Cuiabá City, capital of Mato Grosso State, suffers with biomass burning for different reasons: seasonality to have a defined dry and wet season, and localization to be in the southern Amazon biome, in Savanna area. So, this work intends to research seasonal effects of meteorology conditions in the chemical composition of rainwater, dustfall and fine (PM2.5) and coarse (PM2.5-10) fraction of inhalable particulate matter in this city between 2006 and 2009. Values of rainwater pH samples have varied between 4,13 and 8,21 volume weight mean (VWM) were 5,03 and 5,37 for dry and wet season respectively Predominant ions were Ca2+>NH4 +>NO3 ->HCO3 ->K+>Cl->Na+>SO4 2->HCOO->Mg2+. Dustfall samples were collected during August and September of 2006-2009, total of 121 samples. Generally dustfall pH values were higher than rainwater, mean of 6,73, have being predominant ions K+>Ca2+>Cl- >NO3 ->NH4 +>Na+>Mg2+>HCO3 ->SO4 2->C2O4 2-. Both of rainwater and dustfall samples were observed significant correlations, indicating biomass burning influence in the chemical composition of samples. Also were observed correlations between NO3 -, SO4 2-, Ca2+ e NH4 + that can indicate influence of agricultural activities, fertilizes use, rural sewage and limestone exploration. Results of PM daily concentrations have indicated a high seasonality, with mean of 13 g m-3 in the wet season, and 22.8 g m-3 in the dry season for PM2.5. For PM2.5-10 concentrations, results were 25.6 and 55.8 g m-3 during wet and dry season. Black carbon concentrations have varied between 0.61 and 17.8 g m-3, and 0.05 and 4.47 for PM2.5 and PM2.5-10, where about 80% was from PM2.5. Utilizing chemical mass balance from receptor models, has verified that biomass burning is responsible for 30% of PM2.5 composition, and the dust soil is responsible for 34% of PM2.5-10 composition. These concentrations have indicated that there are two realities, being one during wet season due lower concentrations of PM2.5 and PM2.5-10, agreement with OMS guidelines. Other reality occur during dry season when concentrations can be higher than 150 g m-3. Low rainwater concentrations indicate that Cuiabá City, being a continental area, has not been impacted with the acid rain phenomenon, and possibility a discussion about rainwater domestic uses. Results also show that this kind of simultaneous sampler (rainwater, inhalable particulate matter and dustfall) present advantage to represent all specter of size aerosols. One of benefits offered by the dustfall sampled method is its efficiency, furthermore its low costs in measuring allows the sampling in regions it is not possible to acquire automatic sampler.

Diante de um cenário de degradação ambiental global, escassez de matéria prima, água, energia, aumento da poluição, crise social e econômica, é feita a proposição de uma Arquitetura de Baixo Impacto Humano e Ambiental - ABIHA.Todas estas variáveis trazem novos elementos à Arquitetura aumentando a sua complexidade e fazendo com que haja necessidade de adaptação.Apesar de todas as incertezas e contradições envolvendo as questões de sustentabilidade, seus conceitos e sua aplicação na Arquitetura são abordados neste contexto.Além das questões conceituais, são apresentadas aplicações práticas da ABIHA, no Jardim Sustentável, na Reciclagem do Galpão da POLI e no MINI labiratório de Conforto e Eficiência Energética.Estas aplicações seriram de base para a proposta de Sistematização que é apresentada no final deste trabalho como parte das conclusões finais. Esta proposta é apenas início de muitas pesquisas que ainda devem ser feiras rumo a uma Arquitetura mais Sustentável. / The actual global environmental context is one of fierce degradation : reflecting in the exhaustion of natural sources, increase of air, soil and water pollution, and social and economic crises.Facing such a scenario, it is proposed in this work, principles of architecture of low human environmental impact (arquitetura de baixo impacto humano e ambiental) - ABIHA.All these variables bring new parameters to the design of building, including their entire life cycles.Under these new ciecunstances it is observed an increae of the complexity in this design process, making necessary discussions for change.Despite all the uncertainties and contradictions about issues of sustainability, their concepts, as well as their applications are approached in the context of this work.Besides the conceptual matters, practions applications of ABIHA are carried out, in the example of the sustainable garden, warehouse recycling and the movable environmental laboratory (sensors and data lggers).Such experiences of practical application were fundamental to create the basis for the methodological assessment proposed as part of the final conclusions of this research.However, this procedure of evaluation is understood merely as the beginning of a big range of other researchs, which shlould be developed towards a more sustainable architecture.

A cidade de Cuiabá, capital de Mato Grosso, sofre com a ação de queimadas por dois fatores: tanto por possuir uma estação seca (maio a setembro) e chuvosa (outubro a abril) definida, quanto por estar localizada ao sul do bioma Amazônico, em área de Cerrado. Assim, este trabalho teve o objetivo de estudar efeitos da sazonalidade e das condições meteorológicas na composição química de águas de chuva, deposição seca (dustfall) e material particulado fino (MP2,5) e grosso (MP2,5-10) em Cuiabá, entre 2006 e 2009. As águas de chuva apresentaram valores de pH variando entre 4,13 e 8,21, enquanto que as concentrações médias ponderadas pelo volume (MPV) foram de 5,03 para o período seco e 5,37 para o chuvoso. Os íons predominantes em ordem decrescente de concentração foram Ca2+>NH4 +>NO3 ->HCO3 ->K+>Cl->Na+>SO4 2->HCOO->Mg2+. As amostragens de deposição seca ocorreram entre os meses de agosto e setembro de 2006, 2007, 2008 e 2009, totalizando 121 amostras. As amostras apresentaram valor de pH mais alto que as águas de chuva, com média de 6,73, sendo os íons predominantes K+>Ca2+>Cl->NO3 - >NH4 +>Na+>Mg2+>HCO3 ->SO4 2->C2O4 2-. Tanto nas águas de chuva quanto de deposição seca observaram-se correlações significativas entre K+ e Cl-, indicando influência das queimadas na composição iônica destas amostras. Por outro lado as relações observadas entre os íons NO3 -, SO4 2-, Ca+2 e NH4 + foram considerados como indicação de emissões das atividades da agropecuária; seja por uso de fertilizantes para plantio, nos esgotos rurais (criação intensiva de aves, suínos, gado) e também nas atividades de extração de calcário. Os resultados das avaliações do MP diários indicaram forte sazonalidade, apresentando concentrações médias de 13 g m-3 para MP2,5 na estação chuvosa, e 22,8 g m-3 na estação seca. Considerando o MP2,5-10 a variação foi de 25,6 g m-3 a 55,8 g m-3 entre as estações chuvosa e seca. As concentrações do BC variaram entre 0,61 e 17,8 g m-3, e 0,05 e 4,47 g m-3 nas frações de MP2,5 e MP2,5-10, portanto cerca de 80% estava presente na fração do MP2,5. Aplicando modelos receptores através do balanço químico de massa, verificouse que as queimadas contribuíram com até 30% da composição do MP2,5, enquanto que o solo foi responsável por até 34% da composição do MP2,5-10. As concentrações diárias do particulado indicaram que existem duas realidades em Cuiabá, sendo uma existente durante a estação chuvosa em função das baixas concentrações de MP2,5 e MP2,5-10, que atendem aos parâmetros das resoluções da OMS. Outra realidade é a encontrada durante a estação seca, onde as concentrações superam os parâmetros estabelecidos, seja pela OMS ou pela resolução do CONAMA n° 03/1990, chegando a resultados superiores a 150 g m-3 de MP10. Em geral, as baixas concentrações encontradas nas águas de chuva em Cuiabá mostram que a cidade ainda não foi impactada pelo fenômeno de chuva ácida, possibilitando a discussão sobre a viabilidade do aproveitamento de água de chuva para uso domestico. Os resultados também indicaram que este tipo de amostragem simultânea (águas de chuva, MP10 e deposição seca) apresenta a vantagem de garantir representação para grande espectro de tamanho das partículas atmosféricas. Além do que, o método de amostragem de deposição seca (dustfall) também se mostrou um método eficiente e de baixo custo para medidas de aerossóis atmosféricos onde haja dificuldade de recursos financeiros para equipamentos automáticos de medidas. / Cuiabá City, capital of Mato Grosso State, suffers with biomass burning for different reasons: seasonality to have a defined dry and wet season, and localization to be in the southern Amazon biome, in Savanna area. So, this work intends to research seasonal effects of meteorology conditions in the chemical composition of rainwater, dustfall and fine (PM2.5) and coarse (PM2.5-10) fraction of inhalable particulate matter in this city between 2006 and 2009. Values of rainwater pH samples have varied between 4,13 and 8,21 volume weight mean (VWM) were 5,03 and 5,37 for dry and wet season respectively Predominant ions were Ca2+>NH4 +>NO3 ->HCO3 ->K+>Cl->Na+>SO4 2->HCOO->Mg2+. Dustfall samples were collected during August and September of 2006-2009, total of 121 samples. Generally dustfall pH values were higher than rainwater, mean of 6,73, have being predominant ions K+>Ca2+>Cl- >NO3 ->NH4 +>Na+>Mg2+>HCO3 ->SO4 2->C2O4 2-. Both of rainwater and dustfall samples were observed significant correlations, indicating biomass burning influence in the chemical composition of samples. Also were observed correlations between NO3 -, SO4 2-, Ca2+ e NH4 + that can indicate influence of agricultural activities, fertilizes use, rural sewage and limestone exploration. Results of PM daily concentrations have indicated a high seasonality, with mean of 13 g m-3 in the wet season, and 22.8 g m-3 in the dry season for PM2.5. For PM2.5-10 concentrations, results were 25.6 and 55.8 g m-3 during wet and dry season. Black carbon concentrations have varied between 0.61 and 17.8 g m-3, and 0.05 and 4.47 for PM2.5 and PM2.5-10, where about 80% was from PM2.5. Utilizing chemical mass balance from receptor models, has verified that biomass burning is responsible for 30% of PM2.5 composition, and the dust soil is responsible for 34% of PM2.5-10 composition. These concentrations have indicated that there are two realities, being one during wet season due lower concentrations of PM2.5 and PM2.5-10, agreement with OMS guidelines. Other reality occur during dry season when concentrations can be higher than 150 g m-3. Low rainwater concentrations indicate that Cuiabá City, being a continental area, has not been impacted with the acid rain phenomenon, and possibility a discussion about rainwater domestic uses. Results also show that this kind of simultaneous sampler (rainwater, inhalable particulate matter and dustfall) present advantage to represent all specter of size aerosols. One of benefits offered by the dustfall sampled method is its efficiency, furthermore its low costs in measuring allows the sampling in regions it is not possible to acquire automatic sampler.

Com o objetivo de estabelecer as possíveis correlações entre os ácidos orgânicos na precipitação e as alterações no uso do solo, amostras de água da chuva e aerossol foram coletadas nos Parques Estaduais de Intervales (PEI) e Morro do Diabo (PEMD), no Estado de São Paulo, cuja vegetação é formada por florestas pertencentes ao domínio Mata Atlântica. Entre julho de 2002 a julho de 2004 foram coletadas 232 amostras de água de chuva em PEI e 96 amostras em PEMD, determinando-se os teores de formato, acetato, metanosulfonato, piruvato, oxalato, maleato, valerato, citrato, butirato, tartarato, cloreto, nitrato, sulfato, sódio, amônio, potássio, cálcio e magnésio por cromatografia iônica (CI). Também foram determinadas as concentrações de carbono orgânico dissolvido (COD), carbono inorgânico dissolvido (CID) e o pH das amostras. Entre julho de 2002 a maio de 2003, amostras de aerossol inalável (PM10), subdividido nas frações fina (dp < 2,5 µm) e grossa (2,5 < dp < 10 µm), foram coletadas separadamente, totalizando 60 amostras para cada fração no PEMD e 90 amostras para cada fração no PEI, determinando-se as concentrações em massa por gravimetria e a composição química do material solúvel em água por CI. Eventos de chuva ácida ocorreram nos dois locais ao longo do período de amostragem. Os ácidos orgânicos contribuíram com até 16% da somatória iônica (µeq.L-1) no PEI e até 12% no PEMD, com predominância do ácido acético no PEI e com predominância de ácido fórmico no PEMD. A emissão direta da vegetação foi a principal fonte de ácidos orgânicos no PEI, uma vez que a razão entre o ácido fórmico e ácido acético < 1,0. No PEMD, a razão entre ácido fórmico e acético > 1,0 indicou como as principais fontes as reações secundárias de oxidação fotoquímicas no local e a emissão direta biogênica da vegetação. A contribuição dos ácidos orgânicos para a acidez da água da chuva foi de até 40% no PEI e até 30% no PEMD. Adicionalmente, as correlações significantes entre H+ e COD (p < 0,05) sugerem contribuições de compostos orgânicos para acidez da água da chuva. A influência de fontes regionais de queima de biomassa e das condições meteorológicas na composição química da atmosfera no PEMD é evidenciada pela concentração média de PM10 (22 ug.m-3); pela concentração de \"black carbon\" (40 ?g.m-3), superiores às verificadas no PEI, pela maior contribuição da fração fina do aerossol para a concentração de COD da fração solúvel em água. Por outro lado, no PEI, a fração grossa relacionada à compostos biogênicos, aerossol marinho e partículas de solo foi a maior contribuinte para o COD. Dos ácidos orgânicos detectados no aerossol solúvel em água, o ácido oxálico foi o mais abundante. / In order to establish the possible correlations among organic acids in the precipitation and land use changes, rain water and aerosol samples were collected in the State Parks of Intervales (PEI) and Morro do Diabo (PEMD), in the State of São Paulo. The vegetation there is formed by Mata Atlântica forests (Atlantic forest). Between July, 2002 and July, 2004, 232 samples of rainwater were collected in PEI and 96 samples in PEMD, for the analysis of formate, acetate, methanesulfonate, pyruvate, oxalate, malate, valerate, citrate, butyrate, tartarate, chloride, nitrate, sulfate, sodium, ammonium, potassium, calcium, magnesium for ionic chromatography (CI). The concentrations of dissolved organic carbon (COD), dissolved inorganic carbon (CID) and pH of the samples were also determined. Between July, 2002 and May, 2003, samples of inhalable aerosol (PM10), subdivided in fine fraction (dp <2.5 µm) and coarse fraction (2.5 <dp <10 µm), were collected separately, in a total of 60 samples for each fraction in PEMD and 90 samples for each fraction in PEI, submitted to the analyses of concentration in mass through gravimeter and the chemical composition of the water soluble aerosol for CI. Events of acid rain were verified along the sampling period in both places and the organic acids contributed up to 16% of the ionic sum (µeq.L-1) in PEI and up to 12% in PEMD, with predominance of acetic acid in PEI and with predominance of formic acid in PEMD. The direct emission from vegetation was the main source of organic acids in PEI, once the ratio between the formic acid and acetic acid was <1.0 and that the effects of biomass burns are not verified. In PEMD, the ratio among formic and acetic acid >1.0 indicated the secondary reactions of photo-chemical oxidation ?in situ? and biogenic direct emission from the vegetation as the main source. The contribution of the organic acids for the acidity of the rainwater was up to 40% in PEI and up to 30% in PEMD. In addition to the strong correlations between H+ and COD (p <0.05) they suggest contributions of organic compositions for the acidity of the rainwater. The influence of regional sources of biomass burning and of the meteorological conditions in the chemical composition of the atmosphere in PEMD is also observed by the medium concentration of PM10 (22 µg.m-3) and concentration of \"black carbon\" (40 ?g.m-3), both higher than the ones observed in PEI, and for the highest contribution of fine fraction of aerosol for the concentration of COD analyzed from the water soluble fraction. In PEI, the coarse fraction related to biogenic compounds, marine aerosol and soil particles were the greatest responsible agents for COD. Oxalic acid was the most abundant organic acid detected.

Com o objetivo de estabelecer as possíveis correlações entre os ácidos orgânicos na precipitação e as alterações no uso do solo, amostras de água da chuva e aerossol foram coletadas nos Parques Estaduais de Intervales (PEI) e Morro do Diabo (PEMD), no Estado de São Paulo, cuja vegetação é formada por florestas pertencentes ao domínio Mata Atlântica. Entre julho de 2002 a julho de 2004 foram coletadas 232 amostras de água de chuva em PEI e 96 amostras em PEMD, determinando-se os teores de formato, acetato, metanosulfonato, piruvato, oxalato, maleato, valerato, citrato, butirato, tartarato, cloreto, nitrato, sulfato, sódio, amônio, potássio, cálcio e magnésio por cromatografia iônica (CI). Também foram determinadas as concentrações de carbono orgânico dissolvido (COD), carbono inorgânico dissolvido (CID) e o pH das amostras. Entre julho de 2002 a maio de 2003, amostras de aerossol inalável (PM10), subdividido nas frações fina (dp < 2,5 µm) e grossa (2,5 < dp < 10 µm), foram coletadas separadamente, totalizando 60 amostras para cada fração no PEMD e 90 amostras para cada fração no PEI, determinando-se as concentrações em massa por gravimetria e a composição química do material solúvel em água por CI. Eventos de chuva ácida ocorreram nos dois locais ao longo do período de amostragem. Os ácidos orgânicos contribuíram com até 16% da somatória iônica (µeq.L-1) no PEI e até 12% no PEMD, com predominância do ácido acético no PEI e com predominância de ácido fórmico no PEMD. A emissão direta da vegetação foi a principal fonte de ácidos orgânicos no PEI, uma vez que a razão entre o ácido fórmico e ácido acético < 1,0. No PEMD, a razão entre ácido fórmico e acético > 1,0 indicou como as principais fontes as reações secundárias de oxidação fotoquímicas no local e a emissão direta biogênica da vegetação. A contribuição dos ácidos orgânicos para a acidez da água da chuva foi de até 40% no PEI e até 30% no PEMD. Adicionalmente, as correlações significantes entre H+ e COD (p < 0,05) sugerem contribuições de compostos orgânicos para acidez da água da chuva. A influência de fontes regionais de queima de biomassa e das condições meteorológicas na composição química da atmosfera no PEMD é evidenciada pela concentração média de PM10 (22 ug.m-3); pela concentração de \"black carbon\" (40 ?g.m-3), superiores às verificadas no PEI, pela maior contribuição da fração fina do aerossol para a concentração de COD da fração solúvel em água. Por outro lado, no PEI, a fração grossa relacionada à compostos biogênicos, aerossol marinho e partículas de solo foi a maior contribuinte para o COD. Dos ácidos orgânicos detectados no aerossol solúvel em água, o ácido oxálico foi o mais abundante. / In order to establish the possible correlations among organic acids in the precipitation and land use changes, rain water and aerosol samples were collected in the State Parks of Intervales (PEI) and Morro do Diabo (PEMD), in the State of São Paulo. The vegetation there is formed by Mata Atlântica forests (Atlantic forest). Between July, 2002 and July, 2004, 232 samples of rainwater were collected in PEI and 96 samples in PEMD, for the analysis of formate, acetate, methanesulfonate, pyruvate, oxalate, malate, valerate, citrate, butyrate, tartarate, chloride, nitrate, sulfate, sodium, ammonium, potassium, calcium, magnesium for ionic chromatography (CI). The concentrations of dissolved organic carbon (COD), dissolved inorganic carbon (CID) and pH of the samples were also determined. Between July, 2002 and May, 2003, samples of inhalable aerosol (PM10), subdivided in fine fraction (dp <2.5 µm) and coarse fraction (2.5 <dp <10 µm), were collected separately, in a total of 60 samples for each fraction in PEMD and 90 samples for each fraction in PEI, submitted to the analyses of concentration in mass through gravimeter and the chemical composition of the water soluble aerosol for CI. Events of acid rain were verified along the sampling period in both places and the organic acids contributed up to 16% of the ionic sum (µeq.L-1) in PEI and up to 12% in PEMD, with predominance of acetic acid in PEI and with predominance of formic acid in PEMD. The direct emission from vegetation was the main source of organic acids in PEI, once the ratio between the formic acid and acetic acid was <1.0 and that the effects of biomass burns are not verified. In PEMD, the ratio among formic and acetic acid >1.0 indicated the secondary reactions of photo-chemical oxidation ?in situ? and biogenic direct emission from the vegetation as the main source. The contribution of the organic acids for the acidity of the rainwater was up to 40% in PEI and up to 30% in PEMD. In addition to the strong correlations between H+ and COD (p <0.05) they suggest contributions of organic compositions for the acidity of the rainwater. The influence of regional sources of biomass burning and of the meteorological conditions in the chemical composition of the atmosphere in PEMD is also observed by the medium concentration of PM10 (22 µg.m-3) and concentration of \"black carbon\" (40 ?g.m-3), both higher than the ones observed in PEI, and for the highest contribution of fine fraction of aerosol for the concentration of COD analyzed from the water soluble fraction. In PEI, the coarse fraction related to biogenic compounds, marine aerosol and soil particles were the greatest responsible agents for COD. Oxalic acid was the most abundant organic acid detected.