O alto da Bacia Hidrográfica do Rio Ribeira de Iguape foi submetido a intensa atividade mineira, cujo objeto mineral principal era a obtenção de chumbo (Pb). Durante longo período as condições de explotação foram rudimentares, não havendo controle sobre o impacto ambiental gerado durante as fases de extração e beneficiamento do minério, cujos rejeitos (escória e concentrado) foram lançados por anos diretamente no rio Ribeira de Iguape. Com o propósito de se criar uma indicação clara do comprometimento ambiental ou não da bacia hidrográfica do rio Ribeira de Iguape quanto ao teor dos metais Cd, Pb, Cr, Zn e Cu, este trabalho exibe resultados de valores que podem servir de referência em teor para estes metais. Para tanto, foram coletadas amostras de duas espécies de moluscos bivalves, Anodontites tenebricosus e Corbicula fluminea e de sedimento aluvionar, em uma porção localizada a montante das fontes de contaminação pelas atividades de mineração e fundição. Os moluscos foram coletados por exame tátil do substrato, seus tecidos foram separados das conchas, liofilizados e analisados em espectrômetro de massa (ICP/MS) e em espectrômetro de absorção atômica (AES). Os valores médios foram em sua maioria inferiores aos valores obtidos por outros autores em pontos localizados ao longo do rio Ribeira de Iguape sob a influência das atividades de mineração e fundição. Em relação às amostras de sedimento aluvionar estas foram separadas em duas porções, uma contendo sedimentos com minerais não magnéticos e a outra sedimentos com minerais magnéticos. Estas amostras foram tratadas granulometricamente e analisadas por fluorescência de raio X (FRX), a fim de se obter a concentração dos metais contidos em cada fração granulométrica. Nas amostras de sedimento não magnético, o composto químico em maior concentração foi SiO2. Quanto aos metais potencialmente tóxicos aqui investigados, todos foram encontrados nestas amostras. Já em relação ao sedimento magnético, as amostras exibiram constituição química composta principalmente por Fe2O3. Os metais Pb, Cr, Zn e Cu, foram encontrados em maior concentração nas amostras referentes as frações granulométricas mais finas, sendo a concentração do Cr nitidamente mais elevada. A elevada concentração deste metal nas amostras de sedimento magnético, quando comparada com as obtidas nas amostras não magnéticas, pode indicar uma provável origem do Cr a partir do mineral cromita (FeCr2O4). Estes dados juntamente com informações contida na literatura específica, indicam que provavelmente a origem do Cr, Pb, Zn e Cu na bacia do rio Ribeira de Iguape possui origem geogênica. De maneira geral, as concentrações dos metais potencialmente tóxicos aqui verificadas, tanto nas amostras referentes às duas espécies de moluscos quanto nas amostras de sedimentos, são inferiores, em sua maioria, às obtidas em pontos ao longo do rio Ribeira de Iguape estudados por outros autores onde há influência das atividades de mineração, o que permite considerar esses dados como referência. / The Ribeira do Iguape River Basin (RIRB) was historically influenced by intense mining activities mainly related to lead (Pb) extraction. For many decades, such exploitation was conducted under rudimentary conditions without control of environmental impacts produced during the stages of ore extraction and beneficiation. Thus, mining wastes and metallurgical slags were directly discharged into the Ribeira de Iguape River, causing environmental contamination by metals. The present investigation has the purpose of developing reference values to some metals (Cd, Pb, Cr, Zn and Cu) to RIRB, in order to provide information that allow the environmental monitoring and the determination of environmental contamination to Ribeira do Iguape River Basin. To achieve that, samples of two bivalves species were collected: Corbicula fluminea and Anodontites tenebricosus. Besides, alluvial sediments from a site located upstream to the contamination sources for metals (mining and smelting activities) were also collected. For both species, soft tissues were firstly separated from their respective shells, freeze-dried and then analyzed in a mass spectrometer (ICP/MS) and atomic absorption spectrometer (AAS). Alluvial sediment samples were splitted into two aliquots, one containing magnetic minerals and another with sediment containing non-magnetic minerals. These samples were separated for particle size and analyzed by X-ray fluorescence (XRF) in order to obtain the metals concentrations for each class of particle size. For presence of metals in bivalves, concentrations were mostly lower than those reported by other authors along RIRB areas influenced by mining and smelting residues. In the non-magnetic sediment fraction, the prominent substance was SiO2. Regarding to potentially toxic metals investigated in this study, all of them were found in such samples. On the other hand, in the magnetic sediment fraction, the prominent chemical was Fe2O3. Pb, Cr, Zn and Cu were found in highest concentrations in the finer grain fractions. The Cr concentration was noticeably high. The higher concentration of this metal in magnetic sediment fractions, when compared to the non-magnetic ones, may indicate a probable source of Cr, Pb, Zn e Cu from the mineral chromite (FeCr2O4). These data, together with that from specific literature, indicate that the origin of Cr at RIRB is probably natural .In general, the potentially toxic metals concentrations found in this study for both species of mussel and sediment are mostly lower than the concentrations obtained by others authors for other portions of Ribeira de Iguape River under influence of mining activities, thus, such results suggest that these concentrations may be considered as local reference values for RIRB.

As macrófitas desempenham um papel de extrema relevância em ambientes aquáticos, pois acumulam elementos metálicos e podem ser utilizadas para biomonitoramento desses ecossistemas, principalmente quando se trata de um importante reservatório para abastecimento público de água, assim como o Reservatório Guarapiranga. Neste estudo, foram avaliados os teores dos elementos potencialmente tóxicos As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb e Zn e outros elementos de interesse, em amostras de quatro espécies de macrófitas flutuantes (E. crassipes, P. stratiotes, S. herzogii e S. molesta), e nos compartimentos ambientais sedimentos e água. Foram coletadas amostras de macrófitas, sedimentos e água, em três pontos ao longo do Reservatório Guarapiranga em duas campanhas de coleta realizadas nas épocas chuvosa (março) e seca (setembro), em três semanas consecutivas para cada época de coleta, com o objetivo de avaliar a extensão da contaminação por elementos metálicos neste ecossistema. Para tal, foram aplicadas as seguintes técnicas analíticas: INAA, GF AAS, Análise Direta de Mercúrio, ICP OES e ICP MS para as análises das macrófitas e as técnicas ICP OES e CV AAS para as análises de água e sedimentos. Os resultados dos elementos tóxicos determinados nas macrófitas apresentaram valores acima dos valores de referência para plantas vasculares aquáticas para a maioria dos elementos, especialmente para o Cu, que apresentou teores extremamente elevados (10 a 802 mg kg-1), em especial no ponto P-03, onde foram encontradas as concentrações mais elevadas deste metal. A ANOVA mostrou diferenças estatisticamente significativas entre as concentrações nos locais de coleta, para a maioria dos elementos, porém não indicou diferenças estatisticamente significativas em relação ao acúmulo desses elementos entre as espécies de macrófitas flutuantes, em ambas as épocas (chuvosa e seca). Os teores dos elementos tóxicos determinados nas amostras de água mostraram-se abaixo dos limites de quantificação das técnicas analíticas aplicadas. No entanto, a avaliação das concentrações desses elementos nas amostras de sedimentos revelou valores que ultrapassaram os valores de TEL (Threshold Effect Level) para a maioria dos elementos analisados e os altos teores de Cu (32 a 4567 mg kg-1) ultrapassaram o valor de PEL (Probable Effect Level), especialmente no ponto P-03. O índice de geoacumulação demonstrou sedimentos de moderadamente a muito poluídos por Zn e de moderadamente a altamente poluídos por Cu. A contaminação de cobre no reservatório é explicada pela frequente aplicação deste metal na forma de sulfato de cobre, como algicida, em especial no ponto de coleta (P-03) que está localizado próximo ao local onde a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) realiza a captação de água no reservatório. A comparação entre os teores dos elementos As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb e Zn analisados nas amostras de sedimentos e macrófitas apresentou uma correlação positiva, indicando a bioacumulação desses elementos pelas macrófitas. Os resultados podem indicar potencial risco da qualidade da água no reservatório. / Macrophytes play a relevant role in aquatic environments since they may accumulate metallic elements and can be an important tool for bioaccumulation studies, especially concerning an important and strategic water supply as Guarapiranga Reservoir. In this study, the contents of the potentially toxic elements As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn, and other elements of interest, were determined in samples of four species of macrophytes (E. crassipes, P. stratiotes, S. herzogii e S. molesta), sediments and water samples, aiming to assess metallic elements contamination. Samples were collected at three sites of the Guarapiranga Reservoir, in two sampling campaigns on wet (March) and dry (September) seasons, in three consecutive weeks for each season. The analytical techniques employed were: INAA, GF AAS, Mercury Direct Analysis, ICP OES and ICP MS, for macrophyte analysis, and ICP OES and CV AAS for sediment and water analysis. Toxic element concentration results in macrophytes presented higher values than reference values for aquatic plants for most elements, mainly for Cu, which presented extremely high values (10 to 802 mg kg-1), especially at site P-03, where the highest contents were observed. ANOVA showed significant differences among sampling sites. However, there were no significant statistical differences in the accumulation of the analyzed elements among the macrophyte species for both season campaigns (wet and dry). The toxic elements content in water samples were below the quantification limits of the analytical techniques applied. Nevertheless, the level of the toxic elements analyzed in sediment samples exceeded TEL values (Threshold Effect Level) for most elements. Besides, Cu presented high concentrations (32 a 4567 mg kg-1) that surpassed PEL value (Probable Effect Level), especially at site P-03. The geoaccumulation index indicated sediments moderate to highly polluted by Zn and moderate to extremely polluted by Cu. The contamination by Cu in the reservoir is explained by the frequent use of this metal as algicide (copper sulphate), especially at the site (P-03) located near the State Company of Water Supply (SABESP) catchment point. The results obtained for As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb and Zn in the sediment samples were compared to the results obtained for the macrophyte samples, and a positive correlation was obtained, indicating bioaccumulation of these elements in aquatic macrophytes. These results may indicate potential risk of the reservoir water quality.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:54:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MAUKERS ALEM LIMA DIAS.pdf: 4339325 bytes, checksum: 01056779fb26d589b7463d858ea4401a (MD5) Previous issue date: 2015-01-31 / This study aimed to assess the potential use of the lichen Parmotrema wrightii Ferraro & Elix as biomonitor for pollutants metals in the metropolitan region of Imperatriz - MA. The collections of the lichens were held in São Paulo farm located 5 km far from Itaguatins in the state of Tocantins. The samples were transferred to 10 points on trees along the road, BR-010, which crosses the city of Imperatriz and collected with 15 and 30 days of exposure. After this period, the concentrations of metals in the lichens were quantified by Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS). The readings were performed in two stages. In addition, anatomical analyzes were performed to observe if the layer of algae decreased, since this layer is responsible for the power supplies of symbiosis, if it decreases or disappears, it means that the lichen is dying. The lead concentrations were higher at the first 15 days, the variable that influenced this result were the rains that precipitated at this time interval. In relation to the iron concentrations, they were high as in samples of 15 days as in the ones of 30 days, highlighting some points that are in the air with nearby settlements. About the chromium and cadmium, their concentrations were very low. The data obtained shows that the lichen Parmotrema wrightii Ferraro & Elix has the capacity to retain the atmospheric contaminants. / Este trabalho teve como objetivo avaliar a potencialidade de uso do fungo liquenizado Parmotrema wrightii Ferraro & Elix como biomonitor para metais poluentes na região metropolitana de Imperatriz MA. As coletas dos fungos liquenizados foram realizadas na fazenda São Paulo localizada a 5 km de Itaguatins no estado do Tocantins. As amostras foram transplantadas para 10 pontos em árvores ao longo da BR-010 que corta a cidade de Imperatriz e, coletadas com 15 e 30 dias de exposição. Após este período as concentrações de metais nos fungos liquenizados foram quantificadas através de espectroscopia de absorção atômica por chama (EAA). As leituras foram feitas em duas etapas. Alem disso, foram realizadas analises anatômicas para observar se a camada de algas diminuía, visto que esta camada é responsável pela alimentação da simbiose, se ela diminui ou desaparece, significa que o fungo liquenizado está morrendo. As concentrações de chumbo foram maiores nos primeiros 15 dias, a variável que influenciou nesse resultado foram às chuvas que precipitaram nesse intervalo. Em relação às concentrações de ferro, foram altas tanto nas amostras dos 15 dias quanto dos 30 dias, destacando-se alguns pontos que ficam em areas com loteamentos nas proximidades. Quanto ao cromo e ao cádmio, as concentrações foram muito baixas. Os dados obtidos mostram que o fungo liquenizado Parmotrema wrightii Ferraro & Elix tem potencialidade de retenção de agentes contaminantes atmosféricos.

Submitted by admin tede (tede@pucgoias.edu.br) on 2016-11-30T17:54:39Z No. of bitstreams: 1 SUELI MARIA MORAES PACHECO.pdf: 2123797 bytes, checksum: 92fcd55716c6c6c68c13ed7190d1696c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-30T17:54:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SUELI MARIA MORAES PACHECO.pdf: 2123797 bytes, checksum: 92fcd55716c6c6c68c13ed7190d1696c (MD5) Previous issue date: 2016-08-18 / The quality of surface water in urban collections suffer chronically with the influence of the environment in their surroundings, accumulating solid waste, industrial, commercial and domestic pollutants. This study aims to produce a diagnosis of the quality of the pond water Alexandrian Cândido Gomes from the analysis of physical-chemical parameters and biological surface water, located in the city of Porangatu / GO, covering 2400 m² of waterfront with a liquid surface average of 2 square kilometers in the urban area and consists of approximately 6 square kilometers in area of contribution. Samples were collected for a period of two years between the months of March 2015 to April 2016 in six selected points, two collections for each point. Samples were analyzed for determination of the parameters pH, temperature, concentration of ions (arsenic, cadmium, lead, chromium, mercury), and the term tolerant coliforms. The mercury and arsenic ions were not detected during the study, pH and temperature maintained an average of 7.3 and 29.8 ° C respectively. Some samples presented significant amounts of toxic metals and fecal coliforms. Cadmium in one of the sites was higher than recommended by current legislation in the dry season in 2015. The lead, in the dry season showed a value above the recommended for one of the points, as well as chromium. The test fecal coliforms showed good water quality in most of the plumbed period, despite being above the permitted at one point in the rainy season in 2015. It highlighted the role of government and private the need to strategize and review existing, seeking to improve the site, promoting the constant monitoring the areas most vulnerable to pollution detected in the environment and revitalizing the waterfront and health vegetation, giving security to users who attend, as a recreational area and resort this scenic city landmark and its residents the confidence of well-being in relation to health. / A qualidade da água superficial em coleções urbanas sofre cronicamente com a influência do ambiente em seus arredores, acumulando resíduos sólidos, poluentes industriais, comerciais e domésticos. Este estudo tem como objetivo produzir um diagnóstico da qualidade da água da Lagoa Alexandrino Cândido Gomes a partir da análise de parâmetros físico-químicos e biológicos da água superficial, situada no município de Porangatu/GO, abrangendo 2400 m² de orla, com uma superfície liquida média de 2 km² na mancha urbana e constituída aproximadamente de 6 km² em área de contribuição. Foram coletadas amostras por um período de dois anos entre os meses de março 2015 a abril de 2016 em seis pontos selecionados, sendo duas coletas para cada ponto. As amostras foram analisadas para a determinação dos parâmetros do pH, temperatura, concentração de íons (arsênio, cádmio, chumbo, cromo, mercúrio) e coliformes termo tolerantes. Os íons arsênio e mercúrio não foram detectados durante o estudo, o pH e temperatura mantiveram uma média de 7,3 e 29,8 °C respectivamente. Algumas amostras coletadas apresentaram valores significativos de metais tóxicos e coliformes termotolerantes. O cádmio em um dos pontos avaliados ficou acima do recomendado pela legislação vigente no período de estiagem em 2015. O chumbo, no período de estiagem apresentou valor acima do recomendado para um dos pontos, bem como o cromo. O ensaio de coliformes termotolerantes demonstrou a boa qualidade da água na maior parte do período sondado, apesar de ficar acima do permitido em um ponto no período chuvoso em 2015. Fica evidenciado o papel do poder público e privado a necessidade de se criar estratégias e rever as já existentes, buscando melhorar o local, promovendo o monitoramento constante as áreas mais vulneráveis a poluição detectada no ambiente e na revitalização da vegetação marginal e sanitária, dando segurança aos usuários que a frequentam, como área de lazer e balneário este marco paisagístico da cidade e aos seus moradores a confiança do bem estar em relação à saúde.

O excessivo processo de urbanização da Região Metropolitana de São Paulo resultou na perda das características naturais dos seus cursos d\'água ocasionando profundas alterações nos regimes de vazão e de qualidade. O objetivo desse estudo foi avaliar a concentração de metais tóxicos, os semi-metais As, Sb e Se e os elementos terras raras, presentes em amostras de sedimento superficiais coletadas nos Reservatórios Billings, Guarapiranga e Rio Grande. Os elementos Ag, Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Sb, Se e Zn foram determinados pela técnica de Espectrometria de Emissão Ótica com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP OES). Alguns elementos maiores, traço e elementos terras raras (Ce, Eu, La, Lu, Nd, Sm, Tb e Yb) foram determinados pela técnica de Análise por Ativação Neutrônica Instrumental (INAA). A concentração de Hg total foi determinada pela técnica Espectrometria de Absorção Atômica com Geração de Vapor Frio (CVAAS). A validação das metodologias foi realizada por meio da análise de materiais de referência certificados. Para avaliar as possíveis fontes de contaminação antrópicas foram utilizadas as ferramentas de fator de enriquecimento (FE) e o índice de geoacumulação (IGeo). Os resultados obtidos pelas técnicas foram comparados com os valores orientadores TEL e PEL estabelecidos pelo CCME (Canadian Council of Ministers of the Environment) e adotados pela CETESB. Todos os pontos analisados apresentaram valores > TEL para todos os metais e dois pontos da represa Billings (BILL02100 e 02030), valores > PEL para As, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb e Zn, provavelmente em decorrência do recebimento das águas do Rio Pinheiros e das bacias de drenagem do ribeirão Cocaia e Bororé. Os valores de FE e IGeo calculados apontaram possíveis contaminações antrópicas para Sb e Se para os elementos determinados por ICP OES e de As, Cr, Sb e Zn, por INAA. O reservatório Billings apresentou, em geral, as maiores concentrações para os elementos analisados, indicando uma má qualidade de seus sedimentos. Este estudo confirma a necessidade de um monitoramento frequente da qualidade do sedimento nos reservatórios estudados como procedimento indispensável para avaliação periódica da qualidade das bacias, considerando sua importância no fornecimento de água para a Região Metropolitana de São Paulo. / The excessive urbanization process of the São Paulo Metropolitan Region resulted in the loss of the natural characteristics of its watercourses causing serious changes in flow and quality regimes. The objective of this study was evaluate the concentration of toxic metals, semi metals As, Sb and Se, and rare earth elements present in surface sediment samples collected at the Billings, Guarapiranga and Rio Grande Reservoirs. The Ag, Al, As, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, Sb, Se and Zn elements were analyzed using Optical Emission Spectrometry With Inductively Coupled Plasma (ICP OES). Some major, trace and rare earth elements (Ce, Eu, La, Lu, Nd, Sm, Tb and Yb) were analyzed by the Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA) technique. The total Hg concentration was determined by Cold Vapor Atomic Absorption Spectrometry technique (CVAAS). The validation of the methodologies was performed by means of the certified reference material analyses. To assess the sources of anthropogenic contamination, the enrichment factor (EF) and the geoacumulation index (IGeo) were calculated. The results obtained for both techniques were compared with TEL and PEL oriented values established by CCME (Canadian Council of Ministers of the Environment) and adopted by CETESB (Environmental Company of the Sao Paulo State). All sampling points showed concentration values for toxic metals >TEL and 2 points at Billings Reservoir (BILL02030 and 02100), values > PEL for As, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb and Zn, probably due to the entrance of the Pinheiros River waters and drainage basins of the Cocaia and Bororé streams. The calculated EF and IGeo values indicated possible anthropogenic contamination for Sb and Se for the elements determined by ICP OES and As, Cr, Sb and Zn, obtained by INAA. The Billings reservoir presented, in general, the highest concentrations for the analyzed elements, indicating a poor quality of its sediments. This study confirms the need of a frequent monitoring of the sediment quality in the studied reservoirs as an indispensable procedure for periodic evaluation of the basin quality, considering its importance in the water supply for the Metropolitan Region of São Paulo.

A identificação de elementos potencialmente tóxicos em solos, a distribuição destes e sua disponibilidade química são importantes para a avaliação de risco ambiental, diagnóstico esse imprescindível para um desenvolvimento sustentável com segurança dos alimentos, da água, da energia, da estabilidade climática, da manutenção da biodiversidade e do ecossistema. Usualmente, a identificação de áreas contaminadas exige a coleta e análise de um número elevado de amostras de solo, que consequentemente elevam os custos e demandam muitas horas de trabalho. Neste sentido, estratégias que permitem determinações mais rápidas a baixo custo e eficientes são desejáveis. Estratégias de amostragem passiva têm sido desenvolvidas para superar as limitações da análise química convencional, além de possuir vantagens adicionais que permitem incorporar a esse diagnóstico as influências edáficas do local amostrado. Outra forma de reduzir custo e aumentar a frequência analítica é o uso de técnicas de análise direta de sólidos, que eliminam ou minimizam o preparo da amostra, e consequentemente o tempo de análise. Visando contribuir no desenvolvimento da amostragem em campo e técnicas de análise direta em sólidos, este trabalho teve por objetivo desenvolver, avaliar e validar um dispositivo de amostragem passiva composto por papel e resina além de comparar aspectos técnicos entre procedimentos convencionais e as técnicas analíticas de análise direta de sólidos: Fluorescência de Raios X (XRF) e Espectrometria de Emissão Óptica Induzida por Laser (LIBS). Para avaliar o conceito foi realizado mapeamento do solo de uma área experimental supostamente contaminada, analisando o conjunto de dados com o auxílio de ferramentas matemáticas de interpolação baseadas na técnica de Krigagem. Testes foram realizados com o intuito de se determinar a melhor forma de acoplamento, condicionamento, processo de adsorção e extração dos elementos de ambas as partes do dispositivo (papel e resina). As duas técnicas de análise direta de sólidos também foram testadas. A XRF trouxe informações com base na distribuição dos elementos, depois de adsorvidos, no papel e na resina, porém não apresentou viabilidade e capacidade (por ter alto background) na quantificação dos elementos. O LIBS mostrou-se promissor para quantificação dos elementos, proporcionando boa correlação com as concentrações presentes no solo, na resina mais (por esta adsorver mais uniformemente os elementos) que no papel e por ser rápido, além de multielementar. Quando inserido em solo contaminado (com altas concentrações dos metais), o dispositivo apresentou ótimas correlações com a quantidade adicionada e com as intensidades fornecidas pelo LIBS. Porém, quando há baixas concentrações não houve uma relação definida entre os diferentes tipos de extração. Acredita-se que o dispositivo tenha potencial para quantificação de elementos potencialmente tóxicos em solos contaminados, por ter respondido bem a extração e determinação neste tipo de solo / Identification of potentially toxic elements in soils, their distribution and their chemical availability are important for environmental risk assessment, an essential diagnostic for sustainable development with security food, water, energy, climate stability, biodiversity and the ecosystem. Usually, the identification of contaminated areas requires the collection and analysis of a large number of soil samples, which consequently raise costs and require many hours of work. In this sense, strategies that allow faster, cost-effective and efficient determinations are desirable. Passive sampling strategies have been developed to overcome the limitations of conventional chemical analysis, besides possessing additional advantages that allow incorporating to this diagnosis the edaphic influences of the sampled site. Another way of reducing cost and increasing analytical frequency is the use of direct solids analysis techniques, which eliminate or minimize the sample preparation, and consequently the analysis time. Aiming to contribute to the development of field sampling and direct solid analysis techniques, the objective of this work was to develop, evaluate and validate a passive sampling device composed of paper and resin and to compare technical aspects between conventional procedures and analytical analysis techniques direct solids: X-ray Fluorescence (XRF) and Laser Induced Optical Emission Spectrometry (LIBS). In order to evaluate the concept, a soil mapping of a supposedly contaminated experimental area was carried out, analyzing the data set with the aid of mathematical interpolation tools based on the Kriging technique. Tests were performed with the purpose of determining the best way of coupling, conditioning, adsorption and extraction of the elements of both parts of the device (paper and resin). The two techniques of direct solids analysis were also tested. The XRF provided information based on the distribution of the adsorbed elements on paper and resin, but it did not present viability and capacity (because of the high background) in the quantification of the elements. The LIBS showed promise for the quantification of the elements, providing a good correlation with the concentrations present in the soil, in the resin more (by this more uniformly adsorb the elements) than in the paper and because it is fast, besides multielementar. When inserted into contaminated soil (with high concentrations of metals), the device showed excellent correlations with the amount added and the intensities provided by the LIBS. However, when there are low concentrations there was no definite relation between the different types of extraction. It is believed that the device has potential for quantification of potentially toxic elements in contaminated soils, since it has responded well to extraction and determination in this type of soil

A identificação de elementos potencialmente tóxicos em solos, a distribuição destes e sua disponibilidade química são importantes para a avaliação de risco ambiental, diagnóstico esse imprescindível para um desenvolvimento sustentável com segurança dos alimentos, da água, da energia, da estabilidade climática, da manutenção da biodiversidade e do ecossistema. Usualmente, a identificação de áreas contaminadas exige a coleta e análise de um número elevado de amostras de solo, que consequentemente elevam os custos e demandam muitas horas de trabalho. Neste sentido, estratégias que permitem determinações mais rápidas a baixo custo e eficientes são desejáveis. Estratégias de amostragem passiva têm sido desenvolvidas para superar as limitações da análise química convencional, além de possuir vantagens adicionais que permitem incorporar a esse diagnóstico as influências edáficas do local amostrado. Outra forma de reduzir custo e aumentar a frequência analítica é o uso de técnicas de análise direta de sólidos, que eliminam ou minimizam o preparo da amostra, e consequentemente o tempo de análise. Visando contribuir no desenvolvimento da amostragem em campo e técnicas de análise direta em sólidos, este trabalho teve por objetivo desenvolver, avaliar e validar um dispositivo de amostragem passiva composto por papel e resina além de comparar aspectos técnicos entre procedimentos convencionais e as técnicas analíticas de análise direta de sólidos: Fluorescência de Raios X (XRF) e Espectrometria de Emissão Óptica Induzida por Laser (LIBS). Para avaliar o conceito foi realizado mapeamento do solo de uma área experimental supostamente contaminada, analisando o conjunto de dados com o auxílio de ferramentas matemáticas de interpolação baseadas na técnica de Krigagem. Testes foram realizados com o intuito de se determinar a melhor forma de acoplamento, condicionamento, processo de adsorção e extração dos elementos de ambas as partes do dispositivo (papel e resina). As duas técnicas de análise direta de sólidos também foram testadas. A XRF trouxe informações com base na distribuição dos elementos, depois de adsorvidos, no papel e na resina, porém não apresentou viabilidade e capacidade (por ter alto background) na quantificação dos elementos. O LIBS mostrou-se promissor para quantificação dos elementos, proporcionando boa correlação com as concentrações presentes no solo, na resina mais (por esta adsorver mais uniformemente os elementos) que no papel e por ser rápido, além de multielementar. Quando inserido em solo contaminado (com altas concentrações dos metais), o dispositivo apresentou ótimas correlações com a quantidade adicionada e com as intensidades fornecidas pelo LIBS. Porém, quando há baixas concentrações não houve uma relação definida entre os diferentes tipos de extração. Acredita-se que o dispositivo tenha potencial para quantificação de elementos potencialmente tóxicos em solos contaminados, por ter respondido bem a extração e determinação neste tipo de solo / Identification of potentially toxic elements in soils, their distribution and their chemical availability are important for environmental risk assessment, an essential diagnostic for sustainable development with security food, water, energy, climate stability, biodiversity and the ecosystem. Usually, the identification of contaminated areas requires the collection and analysis of a large number of soil samples, which consequently raise costs and require many hours of work. In this sense, strategies that allow faster, cost-effective and efficient determinations are desirable. Passive sampling strategies have been developed to overcome the limitations of conventional chemical analysis, besides possessing additional advantages that allow incorporating to this diagnosis the edaphic influences of the sampled site. Another way of reducing cost and increasing analytical frequency is the use of direct solids analysis techniques, which eliminate or minimize the sample preparation, and consequently the analysis time. Aiming to contribute to the development of field sampling and direct solid analysis techniques, the objective of this work was to develop, evaluate and validate a passive sampling device composed of paper and resin and to compare technical aspects between conventional procedures and analytical analysis techniques direct solids: X-ray Fluorescence (XRF) and Laser Induced Optical Emission Spectrometry (LIBS). In order to evaluate the concept, a soil mapping of a supposedly contaminated experimental area was carried out, analyzing the data set with the aid of mathematical interpolation tools based on the Kriging technique. Tests were performed with the purpose of determining the best way of coupling, conditioning, adsorption and extraction of the elements of both parts of the device (paper and resin). The two techniques of direct solids analysis were also tested. The XRF provided information based on the distribution of the adsorbed elements on paper and resin, but it did not present viability and capacity (because of the high background) in the quantification of the elements. The LIBS showed promise for the quantification of the elements, providing a good correlation with the concentrations present in the soil, in the resin more (by this more uniformly adsorb the elements) than in the paper and because it is fast, besides multielementar. When inserted into contaminated soil (with high concentrations of metals), the device showed excellent correlations with the amount added and the intensities provided by the LIBS. However, when there are low concentrations there was no definite relation between the different types of extraction. It is believed that the device has potential for quantification of potentially toxic elements in contaminated soils, since it has responded well to extraction and determination in this type of soil

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:02:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao-Radames Goncalves de Lemos.pdf: 2300476 bytes, checksum: b260dba8302641c2121be562b02901a8 (MD5) Previous issue date: 2009-09-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / We conducted a study on the feasibility of using waste galvanic industry from an Industrial Pole of Manaus (PIM). In the first phase of work aimed to identify leaching tests for those potentially toxic metals dangerousness which gave the residue, were subsequently made specimens with different ratios of sand, pebble, cement and water. Next we sought a way to reduce the amount of cement residue, making replacement cement by waste in the following proportion 2.5 5.0 10.0 and 20.0%. From 7 and 28 days tests were made rupture. In second phase the residue was mixed with organic material (sugar) and inorganic (kaolinite), followed by calcination at temperatures ranging from 500 to 900 ⁰ C. The results indicated that among the specimens analyzed those containing from 5.0 and 10.0% showed no changes in behavior. Mixing waste / kaolinite when calcined at 500 ⁰ C suffered a process crystallization was more pronounced from 600 to 900 ⁰ C. With relation to the mix waste / sugar was observed that between 500 and 600 ⁰ C for crystallization process, but at 700 ⁰ C disappears occurring again between 800 and 900 ⁰ C. / Foi realizado um estudo sobre a viabilidade de uso do resíduo galvânico, proveniente de uma indústria do Pólo Industrial de Manaus (PIM). Na primeira fase do trabalho buscou-se identificar por ensaios de lixiviação aqueles metais potencialmente tóxicos que conferiam periculosidade ao resíduo, posteriormente foram confeccionados corpos de prova com diferentes relações de areia, seixo, cimento e água. Em seguida buscou-se uma forma de reduzir a quantidade cimento por resíduo, fazendo substituição de cimento por resíduo na seguinte proporção 2,5 5,0 10,0 e 20,0%. A partir de 7 e 28 dias foram realizados testes de ruptura. Na segunda fase o resíduo foi misturado a material orgânico (açúcar) e inorgânico (caulinita), seguida de calcinação em temperaturas variando de 500 a 900 ⁰C. Os resultados indicaram que entre os corpos de prova analisados aqueles contendo de 5,0 e 10,0% não apresentavam alterações de comportamento. A mistura resíduo/caulinita quando calcinada a 500 ⁰C sofria um processo de cristalização, sendo mais acentuada de 600 a 900 ⁰C. Com relação à mistura resíduo/açúcar observou-se que entre 500 e 600 ⁰C há processo de cristalização, mas que em 700 ⁰C desaparece, ocorrendo novamente entre 800 e 900 ⁰C.

As macrófitas desempenham um papel de extrema relevância em ambientes aquáticos, pois acumulam elementos metálicos e podem ser utilizadas para biomonitoramento desses ecossistemas, principalmente quando se trata de um importante reservatório para abastecimento público de água, assim como o Reservatório Guarapiranga. Neste estudo, foram avaliados os teores dos elementos potencialmente tóxicos As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb e Zn e outros elementos de interesse, em amostras de quatro espécies de macrófitas flutuantes (E. crassipes, P. stratiotes, S. herzogii e S. molesta), e nos compartimentos ambientais sedimentos e água. Foram coletadas amostras de macrófitas, sedimentos e água, em três pontos ao longo do Reservatório Guarapiranga em duas campanhas de coleta realizadas nas épocas chuvosa (março) e seca (setembro), em três semanas consecutivas para cada época de coleta, com o objetivo de avaliar a extensão da contaminação por elementos metálicos neste ecossistema. Para tal, foram aplicadas as seguintes técnicas analíticas: INAA, GF AAS, Análise Direta de Mercúrio, ICP OES e ICP MS para as análises das macrófitas e as técnicas ICP OES e CV AAS para as análises de água e sedimentos. Os resultados dos elementos tóxicos determinados nas macrófitas apresentaram valores acima dos valores de referência para plantas vasculares aquáticas para a maioria dos elementos, especialmente para o Cu, que apresentou teores extremamente elevados (10 a 802 mg kg-1), em especial no ponto P-03, onde foram encontradas as concentrações mais elevadas deste metal. A ANOVA mostrou diferenças estatisticamente significativas entre as concentrações nos locais de coleta, para a maioria dos elementos, porém não indicou diferenças estatisticamente significativas em relação ao acúmulo desses elementos entre as espécies de macrófitas flutuantes, em ambas as épocas (chuvosa e seca). Os teores dos elementos tóxicos determinados nas amostras de água mostraram-se abaixo dos limites de quantificação das técnicas analíticas aplicadas. No entanto, a avaliação das concentrações desses elementos nas amostras de sedimentos revelou valores que ultrapassaram os valores de TEL (Threshold Effect Level) para a maioria dos elementos analisados e os altos teores de Cu (32 a 4567 mg kg-1) ultrapassaram o valor de PEL (Probable Effect Level), especialmente no ponto P-03. O índice de geoacumulação demonstrou sedimentos de moderadamente a muito poluídos por Zn e de moderadamente a altamente poluídos por Cu. A contaminação de cobre no reservatório é explicada pela frequente aplicação deste metal na forma de sulfato de cobre, como algicida, em especial no ponto de coleta (P-03) que está localizado próximo ao local onde a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo (SABESP) realiza a captação de água no reservatório. A comparação entre os teores dos elementos As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb e Zn analisados nas amostras de sedimentos e macrófitas apresentou uma correlação positiva, indicando a bioacumulação desses elementos pelas macrófitas. Os resultados podem indicar potencial risco da qualidade da água no reservatório. / Macrophytes play a relevant role in aquatic environments since they may accumulate metallic elements and can be an important tool for bioaccumulation studies, especially concerning an important and strategic water supply as Guarapiranga Reservoir. In this study, the contents of the potentially toxic elements As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn, and other elements of interest, were determined in samples of four species of macrophytes (E. crassipes, P. stratiotes, S. herzogii e S. molesta), sediments and water samples, aiming to assess metallic elements contamination. Samples were collected at three sites of the Guarapiranga Reservoir, in two sampling campaigns on wet (March) and dry (September) seasons, in three consecutive weeks for each season. The analytical techniques employed were: INAA, GF AAS, Mercury Direct Analysis, ICP OES and ICP MS, for macrophyte analysis, and ICP OES and CV AAS for sediment and water analysis. Toxic element concentration results in macrophytes presented higher values than reference values for aquatic plants for most elements, mainly for Cu, which presented extremely high values (10 to 802 mg kg-1), especially at site P-03, where the highest contents were observed. ANOVA showed significant differences among sampling sites. However, there were no significant statistical differences in the accumulation of the analyzed elements among the macrophyte species for both season campaigns (wet and dry). The toxic elements content in water samples were below the quantification limits of the analytical techniques applied. Nevertheless, the level of the toxic elements analyzed in sediment samples exceeded TEL values (Threshold Effect Level) for most elements. Besides, Cu presented high concentrations (32 a 4567 mg kg-1) that surpassed PEL value (Probable Effect Level), especially at site P-03. The geoaccumulation index indicated sediments moderate to highly polluted by Zn and moderate to extremely polluted by Cu. The contamination by Cu in the reservoir is explained by the frequent use of this metal as algicide (copper sulphate), especially at the site (P-03) located near the State Company of Water Supply (SABESP) catchment point. The results obtained for As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb and Zn in the sediment samples were compared to the results obtained for the macrophyte samples, and a positive correlation was obtained, indicating bioaccumulation of these elements in aquatic macrophytes. These results may indicate potential risk of the reservoir water quality.

xvii, 147 p. : ill. (some col.) A print copy of this thesis is available through the UO Libraries. Search the library catalog for the location and call number. / Supramolecular chemistry is a relatively new and exciting field offering chemists simplistic approaches to generating complex assemblies through strategically designed ligands. Much like the many spectacular examples of supramolecular assemblies in nature, so too are chemists able to construct large, elegant assemblies with carefully designed ligands which bind preferentially to target metal ions of choice. An important concept of supramolecular chemistry, often subtle and overlooked, is secondary bonding interactions (SBIs) which in some cases, act as the glue to hold supramolecular assemblies together. This dissertation examines SBIs in a number of systems involving the pnictogen elements of arsenic and antimony as well as aromatic interactions in self-assembled monolayers. The first half of this dissertation is an introduction to the concepts of supramolecular chemistry and secondary bonding interactions and how they are used in the self-assembly process in the Darren Johnson laboratory. Chapter I describes how secondary bonding interactions between arsenic and aryl ring systems and antimony and aryl ring systems assist with the assembly process. Chapter II is a continuation of the discussion of SBIs but focuses on the interactions between arsenic and heteroatoms. The second half of this dissertation will describe work performed in collaboration with Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) in Richland, WA. This work was performed under the guidance of Dr. R. Shane Addleman in conjunction with Professor Darren W. Johnson of the University of Oregon. This portion describes novel systems for use in heavy metal ion remediation from natural and unnatural water sources. Chapters III-V describe functionalized mesoporous silica for use in heavy metal uptake from contaminated water sources. Chapter V describes a new technology invented during this internship at PNNL which utilizes weak bonding interactions between aryl ring systems to produce regenerable green materials for toxic metal binding. This work is ongoing in the Darren Johnson lab. This dissertation includes my previously published and co-authored material. / Committee in charge: Michael Haley, Chairperson, Chemistry; Darren Johnson, Member, Chemistry; Shih-Yuan Liu, Member, Chemistry; James Hutchison, Member, Chemistry; Eric Johnson, Outside Member, Biology