A utilização de resíduos sólidos como materiais precursores para a produção de carvão ativado é uma alternativa que, além de propiciar um novo destino para esses materiais, pode ser aplicada no tratamento de efluentes contendo corantes. Nesse contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade de adsorção de amostras de carvão ativado preparadas a partir de resíduos da produção de farinha de trigo. Inicialmente, as amostras de resíduo foram ativadas termicamente em diferentes temperaturas (350 °C, 450 °C, 550 °C e 650 °C) e, em seguida, ativadas quimicamente utilizando peróxido de hidrogênio. Após a preparação, os carvões ativados foram caracterizados por meio de espectroscopia no infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR), da análise termogravimétrica (TG), da microscopia eletrônica de varredura (MEV) e da análise de área superficial específica pelo método de Brunauer-Emmett-Teller (BET). As amostras de carvão ativado foram igualmente avaliadas através de estudos de adsorção para a remoção do corante catiônico azul de metileno e do corante aniônico índigo carmim. Os espectros de FT-IR evidenciaram a completa carbonização dos resíduos da produção de farinha de trigo nas diferentes temperaturas de ativação. As análises de TG mostraram que houve a degradação de materiais lignocelulósicos no segundo estágio de decomposição. Os resultados de MEV mostraram que a estrutura dos materiais apresenta uma morfologia bastante heterogênea, com partículas de formas e tamanhos variados. Em relação à área superficial específica (BET), a maior área encontrada foi para a amostra CAS550 (296,026 m² g-1). A área superficial específica aumentou com o aumento da temperatura de ativação dos carvões, o que possibilitou que o material fosse ativado. Também se observou que a estrutura dos carvões ativados é constituída, na maior parte, por mesoporos (tamanho dos poros > 20 Å). Em relação aos ensaios de adsorção utilizando o azul de metileno como adsorvato, a isoterma que melhor se ajustou os dados experimentais foi a de Freundlich. Para os ensaios utilizando o índigo carmim como adsorvato, a isoterma que também melhor se ajustou foi a de Freundlich, com exceção para as amostras de carvões obtidas a partir de palha, nas quais a isoterma que melhor se ajustou foi a de Langmuir. Dentre os materiais estudados, a amostra de carvão que apresentou a maior capacidade de adsorção para o azul de metileno foi aquela ativada em 450 °C, onde o valor de KF foi de 5.569 mg kg -1 para a amostra de carvão PF450. Os valores de KF para as amostras de carvão utilizando o índigo carmim não foram muito satisfatórios, no entanto o valor de Adsmáx foi de 1.667 mg kg-1 para a amostra PAL450. Por fim, os carvões ativados produzidos mostraram-se bons adsorventes para a remoção dos corantes, em especial o azul de metileno, podendo ser uma alternativa para a reutilização de resíduos, minimizando impactos ambientais. / The use of solid waste as precursor materials for the production of activated carbon is an alternative that, in addition to providing a new destination for these materials, can be applied in the treatment of effluents containing dyes. In this context, the present work aimed to evaluate the adsorption capacity of activated carbon samples prepared from wheat flour production residues. Initially, the residue samples were thermally activated at different temperatures (350 °C, 450 °C, 550 °C and 650 °C) and then chemically activated using hydrogen peroxide. After preparation, activated carbons were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Thermogravimetric (TG), Scanning Electron Microscopy (SEM) and specific surface area using the Brunauer-Emmett-Teller (BET) method. Activated carbon samples were also evaluated through adsorption studies for the removal of methylene blue cationic dye and indigo carmine anionic dye. FT-IR spectra showed the complete carbonization of the residues of wheat flour production in different activation temperatures. The TG analyzes showed that there were degradation of lignocellulosic materials in the second stage of decomposition. SEM results showed that the structure of the materials has a very heterogeneous morphology, with particles of varied shapes and sizes. In relation to the specific surface area (BET), the largest area found was for the CAS550 sample (296,026 m² g-1). The specific surface area increased with the increase of the activation temperature of the coals, which allowed the material to be activated. It was also observed that the structure of the activated carbons consists, for the most part, of mesopores (pore size > 20 Å). In relation to the adsorption tests using methylene blue as adsorbate, the isotherm that best fit the experimental data was Freundlich. For the tests using indigo carmine as adsorbate, the best fit isotherm was Freundlich, except for coals samples obtained from straw, in which the best fit is the Langmuir isotherm. Among the materials studied, the coal sample with the highest adsorption capacity for methylene blue was activated at 450 °C, where the KF value was 5,569 mg kg-1 for the PF450 coal sample. The KF values for the charcoal samples using indigo carmine were not very satisfactory, however the Adsmax value was 1,667 mg kg-1 for the PAL450 sample. Finally, the activated carbons produced were good adsorbents for the removal of the dyes, especially methylene blue, and could be an alternative for the reuse of waste, minimizing environmental impacts.

Orientadores: Meuris Gurgel Carlos da Silva, Valdinete Lins da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T21:05:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GilsonLimada_D.pdf: 2115614 bytes, checksum: 1fee79de83e6af8f4f93eba214e82f4d (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: As indústrias têxteis constituem fator de grande importância na economia brasileira e são agrupadas em três categorias principais de fibras: tecidos de algodão, de lã e sintéticos. O impacto ambiental provocado pelo setor, a geração de efluentes líquidos se constitui num parâmetro representativo como fator potencialmente poluidor. Além disso, é uma das tipologias industriais que mais consomem água em seu processo produtivo. Um dos maiores problemas ambientais gerados durante o processo de tingimento nas lavanderias industriais é a grande quantidade de despejos altamente poluidores, contendo elevada carga de substâncias tóxicas, dentre estas os corantes. A avaliação da remoção de cor dos efluentes é fundamental tanto para o controle ambiental, uma vez que a cor interfere nos processos biológicos dos ecossistemas aquáticos. Os objetivos propostos para o desenvolvimento da tese visam contribuir com informações para a minimização de problemas ambientais, promovendo a avaliação dos sistemas de remoção de cor de efluentes têxteis e elaborando uma proposta para um sistema técnico e economicamente viável visando sua aplicação em pequenas e médias empresas. Neste trabalho estudou-se a utilização como adsorvente uma argila esmectita, que se constitui em um resíduo de grande disponibilidade na Região do Araripe em Pernambuco - Brasil, num processo de remoção de corante em efluente típico de tingimento de lavanderias industriais através de dois métodos: o mais simples, em banho finito e posteriormente em leito fixo, mais aplicável à realidade das referidas empresas. Os resultados demonstraram um bom potencial do processo visto que foram obtidos valores de remoção de corante acima de 90%. Uma modelagem matemática foi feita a fim de obter uma equação empírica que reproduzisse o fenômeno de adsorção para diversas vazões dentro da faixa de dados experimentais disponíveis, tendo sido obtido uma equação com boa capacidade de previsão de resultados / Abstract: The textile industries constitute factor of great importance in the Brazilian economy and are grouped in three main staple fiber categories: fabrics of cotton, woolen and synthetic. The environment impact provoked by the sector, the generation of effluent liquids if constitutes in a representative parameter as potentially polluting factor. Moreover, it is one of the industrial typology that more consumes water in its productive process. One of the biggest generated environment problems during the process of dyeing in the industrial laundries is the great amount of highly polluting spilling, contends high toxic substance load, amongst these the dyes. The evaluation of the removal of color of the effluent ones is basic in such a way for the environmental control, a time that the color intervenes with the biological processes of aquatic ecosystems. The objectives considered for the development of the thesis aim at to contribute with information for the minimization of environmental problems, promoting the evaluation of the systems of dye¿s removal of textile effluent and elaborating a proposal for a system small economically viable technician and aiming at its application in small and measured companies. In this work it was studied use as adsorbent a esmectita clay, that if constitutes in a residue of great availability in the Region of the Araripe in Pernambuco ¿ Brazil, in a dye's removal process in the typical effluent of the dyeing of industrial laundries, through two methods: simplest, in batch equilibrium and later in fixed bed, more applicable to the reality of the related companies. The results had demonstrated a good potential of the process since values of removal of dyes above of 90% had been gotten. A mathematical modeling was made in order to get an empirical equation that inside reproduced the adsorption phenomena for diverse outflows of the band of experimental data available, getting an equation with high capacity of forecast of results / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Esse trabalho objetivou investigar o potencial dos extratos aquosos das cascas de barbatimão (Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville) e sangra dágua (Croton urucurana Baill.) como corante natural têxtil. Os extratos foram caracterizados quanto ao pH, o teor de sólidos totais e a estabilidade no armazenamento. Os extratos foram liofilizados e avaliados por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TG) e calorimetria exploratória diferencial (DSC). Foram realizados experimentos preliminares de tingimento em tecidos multifibra e em diferentes concentrações dos extratos. A partir desses experimentos, foram definidas as variáveis temperatura, tempo e concentração do extrato para o estudo do tingimento por planejamento experimental 2³, em tecidos 100 % algodão e 100 % lã. Os tecidos tingidos em condição otimizada, sem e com mordentes metálicos, foram avaliados quanto à cor, a solidez de cor à luz, à lavagem, à fricção e ao suor. Os efluentes foram coletados e caracterizados quanto ao pH, turbidez, sólidos totais dissolvidos (STD), oxigênio dissolvido, demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO) e teores de ferro e alumínio dissolvidos. Foram conduzidos ensaios bacteriológicos nos extratos aquosos, etanólicos e liofilizados e nos tecidos tingidos. Os resultados das análises por FTIR indicaram a presença de taninos, lignina e celulose nos extratos. Pelo estudo de estabilidade os extratos possuem duração de 42 dias. Nas análises por TG, os extratos obtiveram perda de massa total similares e não geraram alteração na degradação dos tecidos tingidos. Na análise por DSC os extratos obtiveram picos endotérmico e exotérmixo em temperaturas próximas. As melhores condições para o tingimento dos tecidos avaliados é em 98 °C, por 60 min e na concentração de 100 % do extrato. A solidez de cor dos tecidos tingidos variou de baixa a excelente. Os extratos liofilizados apresentaram propriedades antibacterianas. Os efluentes apresentaram valores de STD, DBO, DQO e alumínio e ferro dissolvidos acima dos limites determinados pela legislação nacional. De modo geral, os resultados obtidos indicam que os extratos das cascas de barbatimão e sangra dágua são promissores para serem utilizados como corantes naturais têxteis / This research aimed to investigate the potential of aqueous extracts of barbatimão (Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville) and sangra dágua (Croton urucurana Baill.) bark as natural textile dyes. The extracts were characterized for pH, total solids content and storage stability. The extracts were lyophilized and evaluated by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetry (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). Preliminary dyeing experiments were carried out on multifiber fabrics and at different extracts concentrations. From these experiments, the variables temperature, time and concentration of the extract for the study of dyeing by experimental design 2³ in 100 % cotton and 100 % wool fabrics were defined. Fabrics dyed in optimized condition, using metal mordants and with no mordents, were evaluated by colorimetry, color fastness to light, wash, rubbing and perspiration. The effluents were collected and characterized by pH, turbidity, total dissolved solids (TDS), dissolved oxygen, biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD) and dissolved iron and aluminum contents. Bacteriological tests were conducted on aqueous, ethanolic and lyophilized extracts and on dyed fabrics. The results of the FTIR analysis indicated the presence of tannins, lignin and cellulose in the extracts. By the stability study were found that the extracts have a duration of 42 days. In the TG analyzes, the extracts obtained similar total mass loss and did not generate alteration in the degradation of the dyed fabrics. In the DSC analysis the extracts obtained endothermic and exotherm peaks at near temperatures. The optimized dyeing for the evaluated fabrics is at 98 °C for 60 min and at the concentration of 100 % of the extract. The color fastness of the dyed fabrics ranged from low to excellent. Lyophilized extracts showed antibacterial properties. The wastewater showed values of TDS, BOD, COD and aluminum and iron dissolved above the limits determined by national legislation. In general, the results indicate that barbatimão and sangra dágua extracts are promising for use as natural textile dyes

Atualmente, a questão ambiental envolvendo a indústria têxtil, de modo principal, o segmento de beneficiamento têxtil vem sendo discutida em estudos e pesquisas. Dentro deste contexto, os corantes dispersos utilizados no tingimento de fibras de acetato de celulose, poliamida e poliéster podem ser considerados de grande grau de impacto ambiental devido sua grande utilização e sua alta toxicidade. O objetivo principal deste trabalho é avaliar a qualidade de malhas de poliéster fabricados com fios standard (167f48 dtex) e microfibra (167f144 dtex), tintas com corantes dispersos C.I Disperse Red 60 e C.I Disperse Blue 79 com a reutilização dos banhos de tingimento. Foram avaliadas a reprodutibilidade da cor (espectrofotômetro), a solidez à lavagem e à fricção. Os valores experimentais obtidos nos tingimentos do primeiro banho (água limpa) foram usados como referência para analisar a qualidade dos tecidos tintos nos banhos subsequentes. As análises dos resultados experimentais foram feitas usando a análise de variância (ANOVA) com um intervalo de confiança de 95%. Os resultados mostraram os tipos de fios e de corantes utilizados nas tingimentos influenciam significativamente na reprodutibilidade da cor. Entretanto, estes mesmos fatores não foram significativos para as análises de solidez à lavagem e à fricção. O fator banho não foi significativo para as características de qualidade verificadas nos tecidos tintos, indicando que existe viabilidade na reutilização dos banhos de tingimento destes corantes / Actually, the environmental issue involving the textile industry, mainly, the segment of textile processing has been discussed in studies and research. Within this context, disperse dyes used in the dyeing of cellulose acetate, polyamide and polyester fibers can be considered environmental high impact due to their big demand and high toxicity. The main objective of this work is to evaluate the quality of polyester fabrics made with standard yarns (167f48 dtex) and microfiber (167f144 dtex), disperse colorants C.I Disperse Red 60 and C.I Disperse Blue 79 with the reuse of the dyeing baths. Color reproducibility (spectrophotometer), washing fastness and friction fastness were evaluated. Experimental values obtained on dyeings from the first bath (clean water) were used as reference to analyze the quality of the red tissues in the subsequent baths. Analyzes of the experimental results were done using analysis of variance (ANOVA) with a confidence interval of 95%. The results showed the types of yarns and dyes used in dyeing significantly influence color reproducibility. However, these same factors were not significant for the wash and friction fastness analyzes. The bath factor was not significant for the quality characteristics verified in the red tissues, indicating that there is viability in the reuse of the dyeing baths of these dyes

Orientador: Sergio Persio Ravagnani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T09:44:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vidart_JacyaraMoreiraMartins_M.pdf: 1450834 bytes, checksum: c65e1c601aa075737a3b6a8f596ef8c4 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O processo de tingimento empregado nas indústrias têxteis é de fundamental importância para o setor. A fim de garantir a satisfação dos consumidores, com produtos de boa solidez e uniformidade de cor, é necessário que o corante utilizado no processo de tingimento apresente alta afinidade com as fibras. Além da cobrança por parte dos consumidores em relação a produtos de alta qualidade, o setor têxtil enfrenta rígidas normas ambientais relacionadas ao lançamento de seus efluentes altamente tóxicos. Desta forma, a escolha de corantes e fibras com maior afinidade entre si se faz necessária para menor geração de resíduos, pois um tingimento com maior afinidade necessita de menor quantidade de auxiliares de tingimento e menor consumo de água. Conhecendo-se a difusividade de um corante em uma fibra, pode-se determinar a afinidade entre eles e, consequentemente, otimizar o processo de tingimento, escolhendo corantes com maior difusividade. Neste trabalho, buscou-se determinar os coeficientes de difusividade de corantes reativos Cosmos Bezaktiv S-C no tingimento de fibras de algodão. Para tanto, ensaios experimentais de tingimento foram realizados e, dados referentes à concentração de corante remanescente no banho de tingimento foram coletados. A partir dos dados obtidos experimentalmente, foi possível realizar a simulação computacional baseada na lei de difusividade de Fick para a determinação dos coeficientes de difusão dos corantes estudados. Os resultados mostraram que o modelo de difusão de Fick é adequado para a representação experimental do tingimento empregado. Além disso, os corantes Cosmos Bezaktiv S-C apresentaram alta difusividade nas fibras de algodão, sendo portanto, excelentes para este tipo de tingimento / Abstract: The dyeing process used in textile industries is very important to the sector. In order to guarantee the satisfaction of consumers with products of good color uniformity and strength, it is required that the dye used in the dyeing process has high affinity with the fibers. Besides collecting from consumers in relation to high-quality products, the textile sector is facing strict environmental standards related to the launch of its wastewaters highly toxic. Thus, the choice of dyes and fibers with higher affinity between them is required to generate less waste, since a dye with a higher affinity require fewer dyeing auxiliaries and lower water consumption. Knowing the diffusivity of a dye in a fiber, can be determine the affinity between them, and consequently optimize the dyeing process, by selecting dyes with higher diffusivity. In this study, we sought to determine the coefficients of diffusivity of reactive dyes Cosmos Bezaktiv S-C in dyeing of cotton fibers. To this end, experimental tests were carried out dyeing and data relating to the concentration of dye remaining in the dyebath was collected. From the experimental data, it was possible to carry out computer simulation based on Fick's law diffusivity for the determination of diffusion coefficients of the dyes studied. The results showed that the Fick's diffusion model is suitable for dyeing representation of experimental employed. In addition, the dyes Cosmos Bezaktiv S-C showed high diffusivity in cotton fibers, and therefore excellent for this kind of dyeing / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestra em Engenharia Química

As amostras ambientais coletadas na área do Ribeirão dos Cristais, região metropolitana de São Paulo, apresentaram atividade mutagênica sistemática durante os últimos anos. De acordo com estudos já publicados em literatura, essa contaminação estava relacionada ao lançamento de efluentes líquidos de uma indústria de tingimento neste corpo d água. Essa indústria tinge principalmente nylon e poliéster, utilizando em seus processos azo corantes dispersos, entre outros. Os corantes de um produto comercial preto (BDCP), muito empregado por essa indústria, foram detectados recentemente em amostras ambientais coletadas nesse local e se mostraram pelo menos parcialmente, responsáveis pela mutagenicidade mencionada. Esses corantes foram identificados como c.I. Disperse Blue 373, C.I. Disperse Violet 93 e C.I. Disperse Orange 37. A água tratada proveniente do Ribeirão dos Cristais também mostrou atividade mutagênica e esta foi relacionada tanto à presença de nitrocompostos aromáticos, incluindo policíclicos, quanto de produtos mutagênicos secundários formados durante a desinfecção. Este trabalho teve como objetivos a caracterizaçãoquímica de amostras de efluente bruto e tratado, provenientes da indústria de tingimento, lançados no Ribeirão dos Cristais; a avaliação da presença dos corantes c.I. Disperse Blue 373, C.I. Disperse Violet 93 e c.I. Disperse Orange 37 em amostras de sedimento antes e após o lançamento; e a verificação da possível formação de compostos mutagênicos incolores, provenientes dos corantes, a partir do processo de cloração, os quais poderiam explicar a mutagenicidade da água tratada. As amostras de efluente bruto e tratado foram analisadas por Cromatografia em Camada Delgada (CCD) e os corantes do produto comercial preto (BDCP) foram detectados, dentre outros. Quando analisadas por Cromatografia em Fase Gasosa! Espectrometria de Massas (CG/EM) foram detectadas, preliminarmente, várias aminas aromáticas mutagênicas, dentre elas alguns produtos de clivagem dos corantes identificados. Os resultados indicaram que o tratamento empregado pela indústria (sistema de lodos ativados) não é eficiente na remoção desses compostos. Nas amostras de sedimento do Ribeirão dos Cristais, coletadas após o lançamento da indústria de tingimento, foram detectados por CCD o corante C.I. Disperse Blue 373 e o c.I. Disperse Orange 37, porém o corante violeta (C.I. Dispersse Violet 93) não foi detectado. A mutagenicidade das mesmas amostras foi avaliada com a linhagem YGI041 de Salmonella, com e sem S9 e a atividade mutagênica detectada pôde ser explicada pela presença dos corantes nas amostras avaliadas. Tendo em vista que nas amostras de água tratada não foram detectados corantes, porém foi observada atividade mutagênica relacionada à presença de nitrocompostos, submeteu-se uma solução do produto comercial BDCP, em concentração compatível com aquela detectada na água bruta, à cloração em condições similares àquelas realizadas pela Estação de Tratamento de Água (ETA). Após a cloração, foi verificada a formação de substâncias incolores, com atividade mutagênica e perfil cromatográfico semelhante ao apresentado por amostras de água tratada coletadas na saída da ETA. Desta forma, especula-se que as substâncias geradas possam estar relacionadas com a mutagenicidade detectada na água tratada. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram que corantes azóicos e seus produtos relacionados são uma importante classe de contaminantes ambientais que deveriam ser melhor avaliados toxicologicamente, especialmente quanto a sua atividade genotóxica e carcinogênica tendo em vista o risco direto e indireto de exposição humana à esses compostos quando liberados para o meio ambiente. / Enviromnental samples collected at Cristais river area in the metropolitan region of São Paulo, had showed repeated mutagenic activity during the last years. According to published studies, this contamination was related to the discharge of a dye processing plant. This industry dyes mainly nylon and polyester, using azo disperse dyes, among others. Recently, the dye components of a black dye commercial product (BDCP), widely used by this industry, were detected in enviromnental samples collected in this area and were considered responsible, at least in part, for the cited mutagenicity. These dyes were identified as: C.I. Disperse Blue 373, C.I. Disperse Violet 93 and C.I. Disperse Orange 37. The drinking water from the Cristais river also showed mutagenic activity related to the presence of nitro aromatic compounds, including polycyclic ones, as well as the usual disinfection by products. The objectives of this work were: the chemical characterization of raw and treated effluent samples from the dye processing plant that discharges its effluent in Cristais river; the evaluation of the presence of C.I. Disperse Blue 373, c.I. Disperse Violet 93 and c.I. Disperse Orange 37 in sediment samples before and after the discharge; and the evaluation of the possible generation of non-colored mutagenic compounds, derived from the dyes, during the disinfection step that could explain the mutagenicity of the drinking water. The raw and treated effluent samples were analyzed using Thin Layer Chromatography (TLC) and the dye components of the BDCP were detected, among others. Several mutagenic aromatic amines, including cleavage by-products of the detected dyes, were preliminary detected using gas chromatography/ mass spectrometry (GC/MS). The results demonstrated that the treatment applied by the industry (activated sludge) was not efficient in the removal of theses compounds. In the Cristais river sediment samples collected downstream the dye processing plant discharge, we detected the dyes C.I. Disperse Blue 373 and C.I. Disperse Orange 37 using TLC, however, the violet component (C.I. Disperse Violet 93) was not detected. The mutagenicity of these samples were evaluated using the strain YG1041 of Salmonella, in the presence and absence of S9 and the mutagenic activity observed could be explained by the presence of the dyes in the samples. Taking into account that dyes were not detected in drinking water samples, but the samples showed mutagenicity related to the presence of nitrocompounds, a solution of the commercial product (BDCP), at similar concentration found in raw water, was chlorinated using the Drinking Water Treatment Plant (DWTP) conditions. After the chlorination, the formation of non-colored substances was verified, and these compounds showed mutagenic and chromatographic profiles similar to the drinking water collected at DWTP. In this sense, we suggest that the generated substances could be related to the mutagenic activity previously detected in the drinking water. The results obtained in this study demonstrated that azo dyes and related compounds are an important class of environmental contaminants that should be better evaluated in relation of its toxicity, mainly in relation to their genotoxic and carcinogenic effects, considering the direct and indirect human exposure risk associated to these compounds once in the environrnent.

Nas etapas de processamento do couro, de limpeza da pele, de recortes e ajuste da espessura do couro, diferentes tipos de resíduos sólidos são gerados. Dentre esses resíduos, os pelos provenientes da etapa de depilação são descartados. Além disso, nas etapas finais do acabamento molhado do couro, em especial no tingimento, são adicionados corantes e outros produtos químicos com o objetivo de dar ao couro características superficiais, como cor e textura, gerando, consequentemente, efluentes de difícil tratamento devido ao potencial recalcitrante dos produtos químicos. O objetivo deste trabalho é apresentar uma alternativa ao uso do pelo proveniente da etapa de depilação, possibilitando assim uma extensão no ciclo de vida deste resíduo como um adsorvente alternativo para remoção de corantes empregados na indústria do couro. O pelo (CHW) foi caracterizado através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X dispersiva de energia (EDS), espectroscopia de infravermelho (FTIR), bem como sua área superficial específica e distribuição de tamanho de poro por análises de BET/BJH. A capacidade de remoção dos corantes Azul Ácido 161 (AB-161) e Preto Ácido 210 (AB-210) em soluções aquosas foi estudada emfaixas de pH de 1,0 a 10,0 e também a dosagem ótima de adsorvente. Nas isotermas de adsorção,o modelo de Liu foi o que melhor apresentou resultados para os dois corantes estudados em todas as temperaturas analisadas (30, 40 e 50ºC) No estudo cinético, o modelo de ordem-geral apresentou o melhor ajuste dos dados, com menor tempo de contato para remoção do corante AB-161 de 600 min com o pelo (CHW) e 90 min com o carvão ativado comercial (CAC), nos valores de pH 3,0 e pH 4,0, respectivamente. Para o corante AB-210 o menor tempo de contato para atingir o equilíbrio foi de 120 min e 90 min para CHW e o CAC, nos valores ótimos de pH de 2,0 e 4,0, respectivamente. O carvão produzido (AC-CHW) a partir do pelo residual foi ativado com H3PO4, caracterizado e testado em efluentes reais para remoção dos corantes Laranja Ácido 142 (AO-142) e Marrom Ácido 414 (AB-414). O carvão produzido apresentou um elevado diâmetro de poro (140,70 A), o que favoreceu a adsorção de moléculas maiores e mais complexas, como as presentes nos efluentes reais. Através do MEV e do FTIR observou-se a presença dos compostos estudados no AC-CHW após aadsorção, onde os resultados indicaram que os grupos funcionais de -CH=CH- participaram ativamente do processo de remoção. O pHzero obtido do AC-CHWfoi de 3,65, o que favoreceu a remoção desses compostos já que o efluente real apresenta um pH inferior a 4,0. Os percentuais de remoção obtidos de área sob as curvas de adsorção indicam uma remoção de 51,94% e 49,73% dos efluentes contendo AB-414 e AO-142, respectivamente. / In the stages of leather processing, skin cleansing, trimming and leather thickness adjustment, different types of solid waste are generated. Among these residues, hairs from the depilation stage are discarded. In addition, in the final stages of the wet finishing of leather, in particular in dyeing, dyes and other chemical products are added with the aim of giving the leather surface characteristics, such as color and texture, thus generating effluents that are difficult to treat due to the potential recalcitrant of chemicals. The objective of this work is to present an alternative to the use of hair from the depilation stage, thus allowing an extension in the life cycle of this residue as an alternative adsorbent for the removal of dyes used in the leather industry. The hair (CHW) was characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), infrared spectroscopy (FTIR), as well as its specific surface area and pore size distribution by analysis of BET/BJH. The ability to remove Acid Blue 161 (AB-161) and Acid Black 210 (AB-210) dyes in aqueous solutions was studied in pH ranges from 1 to 10 and also the optimum dosage of adsorbent. In the adsorption isotherms, Liu model presented the best results for the two dyes studied at all temperatures (30, 40 and 50ºC). In the kinetic study, the general-order model presented the best fit of the data, with a lowest contact time to remove the AB-161 dye of 600 min with the hair (CHW) and 90 min with the commercial activated charcoal (CAC) at pH 3.0 and pH 4.0, respectively For the dye AB-210, the lowest contact time to reach equilibrium was 120 min and 90 min for CHW and CAC, at the optimum pH values of 2.0 and 4.0, respectively. The charcoal produced (AC-CHW) from the residual was activated with H3PO4, characterized and tested in actual effluents to remove the Acid Orange 142 (AO-142) and Acid Brown 414 (AB-414) dyes. The carbon produced had a high pore diameter (140,70 A), which favored the adsorption of larger and more complex molecules, such as those present in the actual effluents. The presence of the compounds studied in the AC-CHW after adsorption was observed through the SEM and the FTIR, where the results indicated that the functional groups of -CH = CH- actively participated in the removal process. The obtained pHzero of AC-CHW was 3.65, which favored the removal of these compounds since the actual effluent had a pH lower than 4.0. The percentages of removal obtained from area under the adsorption curves indicate a 51.94% and 49.73% removal of the effluents containing AB-414 and AO-142, respectively.

As amostras ambientais coletadas na área do Ribeirão dos Cristais, região metropolitana de São Paulo, apresentaram atividade mutagênica sistemática durante os últimos anos. De acordo com estudos já publicados em literatura, essa contaminação estava relacionada ao lançamento de efluentes líquidos de uma indústria de tingimento neste corpo d água. Essa indústria tinge principalmente nylon e poliéster, utilizando em seus processos azo corantes dispersos, entre outros. Os corantes de um produto comercial preto (BDCP), muito empregado por essa indústria, foram detectados recentemente em amostras ambientais coletadas nesse local e se mostraram pelo menos parcialmente, responsáveis pela mutagenicidade mencionada. Esses corantes foram identificados como c.I. Disperse Blue 373, C.I. Disperse Violet 93 e C.I. Disperse Orange 37. A água tratada proveniente do Ribeirão dos Cristais também mostrou atividade mutagênica e esta foi relacionada tanto à presença de nitrocompostos aromáticos, incluindo policíclicos, quanto de produtos mutagênicos secundários formados durante a desinfecção. Este trabalho teve como objetivos a caracterizaçãoquímica de amostras de efluente bruto e tratado, provenientes da indústria de tingimento, lançados no Ribeirão dos Cristais; a avaliação da presença dos corantes c.I. Disperse Blue 373, C.I. Disperse Violet 93 e c.I. Disperse Orange 37 em amostras de sedimento antes e após o lançamento; e a verificação da possível formação de compostos mutagênicos incolores, provenientes dos corantes, a partir do processo de cloração, os quais poderiam explicar a mutagenicidade da água tratada. As amostras de efluente bruto e tratado foram analisadas por Cromatografia em Camada Delgada (CCD) e os corantes do produto comercial preto (BDCP) foram detectados, dentre outros. Quando analisadas por Cromatografia em Fase Gasosa! Espectrometria de Massas (CG/EM) foram detectadas, preliminarmente, várias aminas aromáticas mutagênicas, dentre elas alguns produtos de clivagem dos corantes identificados. Os resultados indicaram que o tratamento empregado pela indústria (sistema de lodos ativados) não é eficiente na remoção desses compostos. Nas amostras de sedimento do Ribeirão dos Cristais, coletadas após o lançamento da indústria de tingimento, foram detectados por CCD o corante C.I. Disperse Blue 373 e o c.I. Disperse Orange 37, porém o corante violeta (C.I. Dispersse Violet 93) não foi detectado. A mutagenicidade das mesmas amostras foi avaliada com a linhagem YGI041 de Salmonella, com e sem S9 e a atividade mutagênica detectada pôde ser explicada pela presença dos corantes nas amostras avaliadas. Tendo em vista que nas amostras de água tratada não foram detectados corantes, porém foi observada atividade mutagênica relacionada à presença de nitrocompostos, submeteu-se uma solução do produto comercial BDCP, em concentração compatível com aquela detectada na água bruta, à cloração em condições similares àquelas realizadas pela Estação de Tratamento de Água (ETA). Após a cloração, foi verificada a formação de substâncias incolores, com atividade mutagênica e perfil cromatográfico semelhante ao apresentado por amostras de água tratada coletadas na saída da ETA. Desta forma, especula-se que as substâncias geradas possam estar relacionadas com a mutagenicidade detectada na água tratada. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram que corantes azóicos e seus produtos relacionados são uma importante classe de contaminantes ambientais que deveriam ser melhor avaliados toxicologicamente, especialmente quanto a sua atividade genotóxica e carcinogênica tendo em vista o risco direto e indireto de exposição humana à esses compostos quando liberados para o meio ambiente. / Enviromnental samples collected at Cristais river area in the metropolitan region of São Paulo, had showed repeated mutagenic activity during the last years. According to published studies, this contamination was related to the discharge of a dye processing plant. This industry dyes mainly nylon and polyester, using azo disperse dyes, among others. Recently, the dye components of a black dye commercial product (BDCP), widely used by this industry, were detected in enviromnental samples collected in this area and were considered responsible, at least in part, for the cited mutagenicity. These dyes were identified as: C.I. Disperse Blue 373, C.I. Disperse Violet 93 and C.I. Disperse Orange 37. The drinking water from the Cristais river also showed mutagenic activity related to the presence of nitro aromatic compounds, including polycyclic ones, as well as the usual disinfection by products. The objectives of this work were: the chemical characterization of raw and treated effluent samples from the dye processing plant that discharges its effluent in Cristais river; the evaluation of the presence of C.I. Disperse Blue 373, c.I. Disperse Violet 93 and c.I. Disperse Orange 37 in sediment samples before and after the discharge; and the evaluation of the possible generation of non-colored mutagenic compounds, derived from the dyes, during the disinfection step that could explain the mutagenicity of the drinking water. The raw and treated effluent samples were analyzed using Thin Layer Chromatography (TLC) and the dye components of the BDCP were detected, among others. Several mutagenic aromatic amines, including cleavage by-products of the detected dyes, were preliminary detected using gas chromatography/ mass spectrometry (GC/MS). The results demonstrated that the treatment applied by the industry (activated sludge) was not efficient in the removal of theses compounds. In the Cristais river sediment samples collected downstream the dye processing plant discharge, we detected the dyes C.I. Disperse Blue 373 and C.I. Disperse Orange 37 using TLC, however, the violet component (C.I. Disperse Violet 93) was not detected. The mutagenicity of these samples were evaluated using the strain YG1041 of Salmonella, in the presence and absence of S9 and the mutagenic activity observed could be explained by the presence of the dyes in the samples. Taking into account that dyes were not detected in drinking water samples, but the samples showed mutagenicity related to the presence of nitrocompounds, a solution of the commercial product (BDCP), at similar concentration found in raw water, was chlorinated using the Drinking Water Treatment Plant (DWTP) conditions. After the chlorination, the formation of non-colored substances was verified, and these compounds showed mutagenic and chromatographic profiles similar to the drinking water collected at DWTP. In this sense, we suggest that the generated substances could be related to the mutagenic activity previously detected in the drinking water. The results obtained in this study demonstrated that azo dyes and related compounds are an important class of environmental contaminants that should be better evaluated in relation of its toxicity, mainly in relation to their genotoxic and carcinogenic effects, considering the direct and indirect human exposure risk associated to these compounds once in the environrnent.

Nas etapas de processamento do couro, de limpeza da pele, de recortes e ajuste da espessura do couro, diferentes tipos de resíduos sólidos são gerados. Dentre esses resíduos, os pelos provenientes da etapa de depilação são descartados. Além disso, nas etapas finais do acabamento molhado do couro, em especial no tingimento, são adicionados corantes e outros produtos químicos com o objetivo de dar ao couro características superficiais, como cor e textura, gerando, consequentemente, efluentes de difícil tratamento devido ao potencial recalcitrante dos produtos químicos. O objetivo deste trabalho é apresentar uma alternativa ao uso do pelo proveniente da etapa de depilação, possibilitando assim uma extensão no ciclo de vida deste resíduo como um adsorvente alternativo para remoção de corantes empregados na indústria do couro. O pelo (CHW) foi caracterizado através de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de raios X dispersiva de energia (EDS), espectroscopia de infravermelho (FTIR), bem como sua área superficial específica e distribuição de tamanho de poro por análises de BET/BJH. A capacidade de remoção dos corantes Azul Ácido 161 (AB-161) e Preto Ácido 210 (AB-210) em soluções aquosas foi estudada emfaixas de pH de 1,0 a 10,0 e também a dosagem ótima de adsorvente. Nas isotermas de adsorção,o modelo de Liu foi o que melhor apresentou resultados para os dois corantes estudados em todas as temperaturas analisadas (30, 40 e 50ºC) No estudo cinético, o modelo de ordem-geral apresentou o melhor ajuste dos dados, com menor tempo de contato para remoção do corante AB-161 de 600 min com o pelo (CHW) e 90 min com o carvão ativado comercial (CAC), nos valores de pH 3,0 e pH 4,0, respectivamente. Para o corante AB-210 o menor tempo de contato para atingir o equilíbrio foi de 120 min e 90 min para CHW e o CAC, nos valores ótimos de pH de 2,0 e 4,0, respectivamente. O carvão produzido (AC-CHW) a partir do pelo residual foi ativado com H3PO4, caracterizado e testado em efluentes reais para remoção dos corantes Laranja Ácido 142 (AO-142) e Marrom Ácido 414 (AB-414). O carvão produzido apresentou um elevado diâmetro de poro (140,70 A), o que favoreceu a adsorção de moléculas maiores e mais complexas, como as presentes nos efluentes reais. Através do MEV e do FTIR observou-se a presença dos compostos estudados no AC-CHW após aadsorção, onde os resultados indicaram que os grupos funcionais de -CH=CH- participaram ativamente do processo de remoção. O pHzero obtido do AC-CHWfoi de 3,65, o que favoreceu a remoção desses compostos já que o efluente real apresenta um pH inferior a 4,0. Os percentuais de remoção obtidos de área sob as curvas de adsorção indicam uma remoção de 51,94% e 49,73% dos efluentes contendo AB-414 e AO-142, respectivamente. / In the stages of leather processing, skin cleansing, trimming and leather thickness adjustment, different types of solid waste are generated. Among these residues, hairs from the depilation stage are discarded. In addition, in the final stages of the wet finishing of leather, in particular in dyeing, dyes and other chemical products are added with the aim of giving the leather surface characteristics, such as color and texture, thus generating effluents that are difficult to treat due to the potential recalcitrant of chemicals. The objective of this work is to present an alternative to the use of hair from the depilation stage, thus allowing an extension in the life cycle of this residue as an alternative adsorbent for the removal of dyes used in the leather industry. The hair (CHW) was characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), infrared spectroscopy (FTIR), as well as its specific surface area and pore size distribution by analysis of BET/BJH. The ability to remove Acid Blue 161 (AB-161) and Acid Black 210 (AB-210) dyes in aqueous solutions was studied in pH ranges from 1 to 10 and also the optimum dosage of adsorbent. In the adsorption isotherms, Liu model presented the best results for the two dyes studied at all temperatures (30, 40 and 50ºC). In the kinetic study, the general-order model presented the best fit of the data, with a lowest contact time to remove the AB-161 dye of 600 min with the hair (CHW) and 90 min with the commercial activated charcoal (CAC) at pH 3.0 and pH 4.0, respectively For the dye AB-210, the lowest contact time to reach equilibrium was 120 min and 90 min for CHW and CAC, at the optimum pH values of 2.0 and 4.0, respectively. The charcoal produced (AC-CHW) from the residual was activated with H3PO4, characterized and tested in actual effluents to remove the Acid Orange 142 (AO-142) and Acid Brown 414 (AB-414) dyes. The carbon produced had a high pore diameter (140,70 A), which favored the adsorption of larger and more complex molecules, such as those present in the actual effluents. The presence of the compounds studied in the AC-CHW after adsorption was observed through the SEM and the FTIR, where the results indicated that the functional groups of -CH = CH- actively participated in the removal process. The obtained pHzero of AC-CHW was 3.65, which favored the removal of these compounds since the actual effluent had a pH lower than 4.0. The percentages of removal obtained from area under the adsorption curves indicate a 51.94% and 49.73% removal of the effluents containing AB-414 and AO-142, respectively.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseOO_DISSERT.pdf: 1240113 bytes, checksum: dbf41a478040a880c57e2dbf04e10cda (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / The objective of this research is the fabrication of a composite reinforced with dyed sisal fiber and polyester matrix for application in the fields such as, fashion, clothing, interior textiles; fashion accessories are some of the examples. For the fabrication of the composite, the sisal fibers were subjected to processes such as: chemical treatment with sodium hydroxide (NaOH) in the removal of impurities; bleaching for removing the yellowish color of the natural fiber and dyeing with direct dyes to confer the colors blue, green and orange. The search for new technologies ecologically correct has become a major concern in recent decades. Studies show that composite polymer reinforced by natural fibers is suitable for a large number of applications, and its use is advantageous in terms of economic and ecological. The dyed fibers were cut to a length of 30 mm, is used in the confection of webs. For this purpose, a web preparer by immersion, developed in the Laboratory of Chemical Textile of UFRN. The composite sheets measuring 300 x 300 x3 mm were molded by compression, with unsaturated orthophthalic polyester as matrix, and the samples in sizes 150 x 25 x 3 mm were cut with the aid of a laser machine, to be subjected to traction and flexion. The mechanical properties of traction and flexion in three points were performed in the Laboratory of metal and mechanical tests of Materials Engineering of UFRN. The resulting samples from the tests were evaluated in scanning electron microscope (SEM) at CTGas RN. On the basis of the analysis of the results from the mechanical tests, it was observed that the composite had good mechanical behavior, both in traction as in flexion. Furthermore, it was observed that in the water absorption test, the samples had a different percentage among themselves, this occurred due to the variation of density found in the fibre webs. The images of the SEM showed the failures from the manufacturing process and the adhesion of fibre/matrix. When the samples were prepared with the dyed fibers to be applied in fashion, the results were positive, and it can be concluded that the main objective of this work was achieved / A busca por novas tecnologias ecologicamente corretas tem se tornado uma grande preocupa??o nas ?ltimas d?cadas. Estudos comprovam que comp?sitos polim?ricos refor?ados por fibras naturais s?o adequadas a um grande n?mero de aplica??es e seu uso ? vantajoso em termos econ?micos e ecol?gicos. O objetivo desta pesquisa ? a fabrica??o de um comp?sito refor?ado com fibra de sisal tingida e matriz de poli?ster para aplica??o na moda: vestu?rio, t?xteis lar, acess?rios de moda etc. Para o seu beneficiamento, as fibras de sisal foram submetidas aos diversos processos: tratamento qu?mico com hidr?xido de s?dio (NaOH) na retirada das impurezas; alvejamento para remo??o da cor amarelada natural da fibra e tingimento com corantes diretos para conferir as cores azul, verde e alaranjado. As fibras tingidas foram cortadas com comprimento de 30 mm e utilizadas na confec??o das mantas. Para isso utilizou-se um preparador de manta por imers?o, desenvolvido no Laborat?rio de Qu?mico T?xtil da UFRN. Os comp?sitos medindo 300 x 300 x 3 mm foram moldados por compress?o, com poli?ster insaturado ortoft?lico como matriz, e as amostras nos tamanhos 150 x25 x3 mm foram cortadas com aux?lio de uma m?quina ? laser, para serem submetidas ? an?lise mec?nica de tra??o e flex?o. As propriedades mec?nicas de tra??o e flex?o em tr?s pontos foram realizadas no Laborat?rio de Metais e Ensaios Mec?nicos de Engenharia de Materiais da UFRN. As amostras resultantes das propriedades mec?nicas foram avaliadas no Microscopio Eletronico de Varredura (MEV) no CTG?s RN. Com base nas an?lises dos resultados dos ensaios mec?nicos, observou-se que os compositos tiveram bom comportamento mec?nico, tanto na tra??o como na flex?o. Tamb?m observou-se que no ensaio de absor??o de ?gua, as amostras tiveram um percentual diferente entre si, isso ocorreu devido ? varia??o da densidade encontrada nas mantas. As imagens do MEV mostraram as falhas provenientes do processo de fabrica??o e a ades?o fibra/matriz. Quando foram preparadas as amostras com as fibras tingidas para serem aplicadas na moda, os resultados foram positivos e pode-se concluir que o objetivo principal do presente trabalho foi atingido