Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:53:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224203.pdf: 2232455 bytes, checksum: 3cfec5efcfbe754f39d9ab56e5292607 (MD5) / Neste trabalho foi determinada à quantidade de trihalometanos (THM) em diversos tipos de água da região de Florianópolis - SC. A quantificação dos THM foi realizada através do desenvolvimento de metodologia analítica utilizando Purge & Trap acoplado a um cromatógrafo a gás equipado com detector por captura de elétrons. A técnica otimizada apresentou baixos limites de detecção e quantificação. A ausência de efeitos de matriz foi verificada através do método de enriquecimento e recuperação. A presença de THM foi investigada em águas de nascentes e poços artesianos, piscinas, águas ambientais possivelmente contaminadas por efluentes clorados provenientes do Laboratório de Camarões Marinhos (LCM) da UFSC e amostras de águas do sistema de abastecimento público de Florianópolis onde a concentração encontrada apresentou relação com os mananciais onde são feitas as captações de água. No caso da Lagoa do Peri que possui maior quantidade de matéria orgânica proveniente da vegetação que a cerca e da grande quantidade de algas que possui, as concentrações extrapolaram o limite estabelecido pela legislação. Os resultados para as águas de recreação variaram com o tamanho da piscina e com a freqüência de uso. Em águas de nascentes e poços artesianos, não foi verificada a presença de THM. Os resultados encontrados no monitoramento do LCM não comprometem o ambiente e a vida aquática envolvida

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:15:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225576.pdf: 2232455 bytes, checksum: 3cfec5efcfbe754f39d9ab56e5292607 (MD5) / Neste trabalho foi determinada à quantidade de trihalometanos (THM) em diversos tipos de água da região de Florianópolis - SC. A quantificação dos THM foi realizada através do desenvolvimento de metodologia analítica utilizando Purge & Trap acoplado a um cromatógrafo a gás equipado com detector por captura de elétrons. A técnica otimizada apresentou baixos limites de detecção e quantificação. A ausência de efeitos de matriz foi verificada através do método de enriquecimento e recuperação. A presença de THM foi investigada em águas de nascentes e poços artesianos, piscinas, águas ambientais possivelmente contaminadas por efluentes clorados provenientes do Laboratório de Camarões Marinhos (LCM) da UFSC e amostras de águas do sistema de abastecimento público de Florianópolis onde a concentração encontrada apresentou relação com os mananciais onde são feitas as captações de água. No caso da Lagoa do Peri que possui maior quantidade de matéria orgânica proveniente da vegetação que a cerca e da grande quantidade de algas que possui, as concentrações extrapolaram o limite estabelecido pela legislação. Os resultados para as águas de recreação variaram com o tamanho da piscina e com a freqüência de uso. Em águas de nascentes e poços artesianos, não foi verificada a presença de THM. Os resultados encontrados no monitoramento do LCM não comprometem o ambiente e a vida aquática envolvida

Tese de mestrado integrado. Engenharia Civil (Especialização em Hidráulica). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Químca, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T12:59:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 277981.pdf: 795129 bytes, checksum: 95829111c16271051af56fe5d87c3dd0 (MD5) / Uma metodologia analítica simples e rápida foi desenvolvida utilizando a microextração em fase sólida em modo headspace (HS-SPME) para a determinação de trihalometanos (THMs) em 75 amostras de refrigerantes e 32 amostras de cervejas. Foram levados em consideração diversas marcas, tipos e embalagens. Os trihalometanos são subprodutos da cloração da água realizada em estações de tratamento, e são considerados compostos carcinogênicos. A extração dos THMs foi realizada com a fibra CAR-PDMS - 75 µm após comparações com demais fibras e analisados em um cromatógrafo gasoso equipado com um detector por captura de elétrons (ECD 63Ni). As variáveis que afetam a eficiência de extração (temperatura e tempo de extração, volume de headspace, agitação magnética e adição de sal) foram otimizados univariadamente. As condições ótimas de extração foram: temperatura de 30 ºC com um tempo de extração de 15 minutos utilizando um volume de amostra de 20 mL contendo 4 gramas de cloreto de sódio sob agitação magnética de 1000 rpm. A faixa linear para a metodologia proposta (0,5 - 45 µg L-1) foi realizada pela construção de um gráfico da altura relativa ao padrão interno diclorometano para CHCl3, CHCl2Br e CHClBr2 e da altura relativa ao padrão interno diiodometano para CHBr3 utilizando uma amostra de água mineral. Baixos limites de detecção foram obtidos, faixa de 0,20 - 0,45 µg L-1. Para as amostras de refrigerantes, não houve efeitos de matriz, verificado através de estudos da sensibilidade relativa (%), cujos valores foram entre 84,1 e 118,8%. O método mostrou excelente precisão, calculada como o desvio padrão relativo (RSD%) (n = 6) utilizando uma solução fortificad a de 1, 15 e 35 µg L-1 de cada THM, faixa de 7,3 - 11,2%; 4,3 # 6,4% e 3,8 - 4,7%, respectivamente. Para as amostras de cervejas, um efeito de matriz foi pronunciado no tipo cerveja escura. A diluição em água de 25% da amostra apresentou resultados satisfatórios com sensibilidade relativa na faixa de 85,1 - 96,2%. Para o tipo pilsen, a sensibilidade variou entre 85,8 a 108,4%. A precisão foi calculada para o tipo escura e pilsen, como anteriormente, obtendo-se faixas de 6,6 - 12,1%; 4,0 - 5,2% e 1,4 - 2,1% e 7,1 - 10,2%; 5,1 - 5,9% e 2,2 - 3,9%, respectivamente. Das 106 amostras analisadas, apenas 8,5% delas não apresentaram nenhum dos 4 trihalometanos estudados e a incidência de clorofórmio foi de 84%. Em nenhuma amostra a concentração ultrapassou o limite de trihalometanos totais estabelecido pela Agência de Proteção dos Estados Unidos (USEPA). Entretanto, 10 amostras ultrapassaram o mesmo limite segundo as legislações vigentes alemã e francesa.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-10-05T17:52:06Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 281953 bytes, checksum: efb4eb82c4e1795bd95847db1615e8c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-05T17:52:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 281953 bytes, checksum: efb4eb82c4e1795bd95847db1615e8c4 (MD5) Previous issue date: 2005-03-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os trihalometanos (THMs), compostos organoclorados formados no processo de cloração da água, apresentam potencial carcinogênico, que tornam a sua presença indesejável, na água potável. Em razão dos riscos à saúde humana, várias técnicas de extração e análise vêm sendo utilizadas no monitoramento destes compostos, dentre eles a microextração em fase sólida (SPME). Essa técnica consiste em colocar em contato uma fibra revestida com material adsorvente com os vapores do analito obtidos pelo aquecimento de certo volume da amostra mantida em um recipiente hermeticamente fechado. Como são estabelecidos equilíbrios entre o analito gasoso e as matrizes (água e fibra), alguns fatores podem influenciar quantitativamente nas extrações. Numa primeira etapa foi realizado um experimento, baseado num planejamento fatorial, em que foram avaliados os efeitos da força iônica, do tempo e da temperatura de aquecimento na extração de quatro THMs em água, tendo como resposta as áreas dos picos no cromatograma. Verificou-se a inexistência de um efeito de interação estatisticamente significativo entre os fatores estudados. A influência do tipo de fibra, volume da amostra e do tempo de “splitless” do analito foram estudados por procedimento univariado. Uma vez otimizada a técnica de extração de THMs em água e da análise dos mesmos por cromatografia gasosa, procurou-se determinar os principais parâmetros de validação da técnica: Limite de detecção, limite de quantificação, precisão (repetibilidade e precisão intermediária) e exatidão. Os parâmetros da validação da técnica de SPME de THMs em água apresentaram uma faixa de linearidade, precisão e exatidão adequadas, além de um LD de 0,010; 0,005; 0,001 e 0,020 μg L-1 para o CHCl3, CHCl2Br, CHClBr2 e CHBr3, respectivamente, bem inferior aos limites estabelecidos pela legislação. A técnica foi aplicada a um conjunto de amostras coletadas na rede de distribuição de água potável da UFV. Os resultados mostraram teores de THMs bem abaixo do limite estabelecido pela legislação, permitindo concluir que o manancial que abastece a UFV está em boa condição e que o tratamento convencional é adequado. / The trihalomethanes (THMs), organic-chlorated compounds, formed in the water chlorination process, have carcinogenic potential, what makes its presence undesirable in drinking water. In view of the risks to human health, many extraction and analysis techniques have been made in the monitoring of these compounds among which the SPME, the solid phase of micro-extraction, that consists of putting in contact a fiber covered by absorvent material with vapors of analyte kept in the headspace. This steam is obtained by heating a certain volume of the sample in a hermetically closed container. As balance between the gaseous analyte and the matrixes (water and fiber) is established, some factors can quantitatively influence the extractions. In a first stage, an experiment based on a factor planning was carried out, in which the heating temperature of the extraction of four THMs in water, time and ionic force effects were evaluated and resulted in peak areas in the chromatography. It was not found to exist a statistically meaningful interaction effect between the factors studied. The influences of the kind of fiber, the sample volume and the time of analyte’s desorption were studied by the same procedure. Having the extraction of THMs in water and their analysis by a gas chromatography, one tried to determine the technique’s main parameters of validation: detection limit, quantification limit, precision (replicability and intermediate precision) and accuracy. The SPME technique validation parameters of THMs in water presented a linear area, suitable precision and accuracy, besides a detection limit (DL) of 0,010; 0,005; 0,001 and 0,020 μg L-1 for CHCl3, CHCl2Br, CHClBr2 and CHBr3, respectively, inferior to the limits required by the legislation. The technique was applied to a set of samples collected at UFV’s distribution system of drinking water. The results showed THMs levels below the limit required by the legislation, what leads to the conclusion that the water fountain that supplies UFV is in good condition and the conventional treatment is suitable.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-26T00:44:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 312306.pdf: 6788618 bytes, checksum: 4f283fb597c40c49feeb13c043f59796 (MD5) / A filtração em margem, FM, consiste em induzir o escoamento da água das fontes superficiais, localizadas em formações geológicas de tipo aluvião ou não consolidadas, até poços e galerias adjacentes. A fim de estudar e comparar a FM com a filtração direta (FD), foi realizado um estudo de FM no nível piloto, no manancial Lagoa do Peri em Santa Catarina. Para isso, foram construídos três sistemas diferentes: piezômetros, colunas preenchidas com sedimento do fundo da Lagoa e bio filtro de pedra pomes, test filter (TF). Nesses sistemas, foram estudadas as variações da qualidade da água, características redox, remoção de matéria orgânica natural (MON) e remoção dos precursores de trialometanos (TAM). Paralelamente, foi caracterizada a água, obtida por FD, no local. A hidrogeologia local é do tipo depósito litorâneo com textura arenosa, condutividade hidráulica média de 10-4 m/s e profundidade do aquífero (18 m), apropriados para a FM. A cor e turbidez foram removidos atingindo valores abaixo das exigidas pela norma, nos primeiros centímetros de infiltração (1 dia de percurso). Da mesma forma, a maioria da MON foi removida ao início da infiltração, acompanhada pela aparição de condições redutoras, que comprometeram a qualidade da água, pela presença de ferro, manganês e sulfeto de hidrogênio. A remoção de MON e precursores de TAM foi próxima de 45-35% de carbono orgânico dissolvido e total (COD e COT) e 70% de precursores, após 100 dias de percurso. Porém, a dessorção/dissolução de carbono orgânico sólido (COS), previamente depositado no subsolo, reduziu a remoção, especialmente durante os meses mais quentes. Houve uma redução preferencial dos precursores de TAMs, em relação à MON total. A remoção da MON e de precursores, sem o fenômeno de dessorção/dissolução, mostraram uma cinética de primeira ordem. O COD e os precursores de TAM, relacionados com uma fração de MON facilmente biodegradável, foi removido em menos de 2 dias de percurso; outra fração menor, moderadamente degradável, precisou de 100 dias. A MON e precursores residuais foram não degradáveis, em condições práticas de FM. Dessa forma, a maior capacidade da FM foi atingida após 100 dias de percurso. As condições redox da água tratada por FM se apresentaram como a principal desvantagem da mesma, frente à FD. No entanto, a infraestrutura do sistema de FD poderia ser utilizada como pós-tratamento da água provinda por FM, em condições anaeróbias.<br> / Abstract : Bank filtration, BF, consists into induced surface water, located on alluvial and non-consolidated geological formation, to flow to pumping wells and galleries installed on their banks. BF was studied and compare with direct filtration (DF) in pilot scale in Lagoa do Peri Lake, Santa Catarina. Three diferent systems were constructed: a piezometer on the banks, columns filled with sand from the lake bottom and a pumice stone bio-filter, test filter (TF). The systems permit to study water quality parameters, redox conditions and the remval of natural organic matter (NOM) and thrihalomethanes (THM) precursors. At the same time BF treated water from the same lake was monitored. Sandy littoral deposits form the local hydrology of the study site; with mean hydraulic conductivity of 10-4 m/s and 18 m aquifer depth, typical characteristics for BF application. Turbidity and apparent color were removed in the first centimeters of infiltration (1 day of nitration). In a similar way most of the NOM was also removed at the beginning of the infiltration. A shift to reductive conditions was also observed with the presence of iron, manganese and hydrogen sulphide in the filtrate water. NOM (as total and dissolved organic carbon) and THM precursor removal was about 45-35% and 70% respectively, after 100 days of infiltration. However, desorption/dissolution of organic carbon from the subsoil was observed principally during the warmer months. There was a preferential THM precursor removal in relation to the total NOM. The NOM and precursors removal showed a first order kinetics during the nom desorption/dissolution period. The dissolved organic carbon and the precursors corresponding with an easily degradable fraction were removed during the first 2 days of infiltration. A second, moderately degradable fraction was removed in 100 days. The residual NOM and precursors were considered nom degradable in practical conditions. Therefore, the highest BF capacity was at 100 days of travel time. Finally, comparing BF with DF, the reduced redox conditions seem to be the principal disadvantage of the former. However, the existing DF infrastructure could be used to treat the BF water.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Quimica, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-07-16T21:03:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 317568.pdf: 4170921 bytes, checksum: bfe4a9b289602936427055256a6652bf (MD5) / A microextração em fase sólida no modo de extração headspace (HS-SPME) e a microextração em fase sólida com recobrimento internamente refrigerado no modo headspace (HS-CF-SPME) foram utilizadas para a determinação do perfil volátil de amostras de ervas medicinais comumente encontrados no sul do Brasil. Otimizações multivariadas permitiram o estabelecimento das condições de extração para ambos procedimentos e as análises foram feitas por cromatografia gasosa. Foi testada a utilização de duas temperaturas da fibra no mesmo procedimento de extração, sendo posteriormente comparados os procedimentos, tendo a estratégia baseada em utilizar duas temperaturas da fibra apresentado melhor desempenho levando em conta a totalidade de compostos. A utilização de dois modos de extração (imersão direta e headspace) e duas temperaturas de extração em um mesmo procedimento de SPME para a determinação simultânea de trihalometanos e pesticidas organoclorados em amostras aquosas também foi estudada. Otimizações multivariadas para a escolha das melhores formas de extração (headspace e imersão direta) forma aplicadas. A partir desta otimização foi construída a curva de calibração para os compostos estudados sendo obtidos resultados satisfatórios quanto aos parâmetros analíticos de mérito e a aplicabilidade foi testada em amostras de água do rio Araranguá - SC.<br> / Abstract : The solid phase microextraction in headspace extraction mode (HSSPME) and internally-cooled-solid phase microextraction in headspace mode (HS-CF-SPME) were used for determining the volatile profile in samples of herbs commonly found in southern Brazil, such as sage, artichoke, fennel, peppermint, macela and chamomile. Multivariate optimizations allowed the determination of the extraction conditions for both procedures and analyzes were performed by gas chromatography with flame ionization detector (GC-FID) the responses were the geometric means of extracted compounds. The optimized conditions for the HS-SPME procedure were 60 °C and 40 min respectively for temperature and extraction time. For the HS-CF-SPME procedure the optimized condition was extraction temperature 60 °C and the extraction time of 15 min with the fiber coating temperature optimized at 5 °C. The use of two fiber temperatures in the HS-CF-SPME procedure in order to extract volatile and semi-volatile compounds has been optimized , were used 60 °C in first 7.5 min and 5 °C in 7.5 min remaining, on a total extraction time of 15 min. Both procedures HS-CF-SPME were compared, and the HS-CF-SPME procedure with one fiber temperature performed better only for the more volatile compounds, and the strategy of using two fiber temperatures showed better performance for all compounds. It was also possible to determine the volatile profile of each herb studied by this sample praparation technique using gas chromatography and mass spectrometry (GC-MS). The use of two extraction modes (direct immersion and headspace) and two extraction temperatures in the same SPME procedure to simultaneous determination of trihalomethanes (THM) and organochlorine pesticides in aqueous samples was studied. Multivariate optimizations for the choice of the best extraction conditions (headspace and direct immersion) so applied. Regarding the use of two modes of simultaneous extraction in a single extraction procedure, the ideal conditions were extraction time of 70 min, 28 min in the HS-SPME mode at 12 °C (favoring the extraction of THM) and 42 min in the DISPME mode at 80 °C (favoring the extraction of organochlorine pesticides). From this optimization was made a calibration curve for the compounds studied were obtained correlation coefficients above of 0.98; percentage of recovery between 90.8 - 103.7% and relative standard deviations between 11.4 e 17.9%, both this dates were obtained to concentrations of 20 ?g.L-1 being the arithmetic mean of triplicates (n=3). After, this procedure was applied in water samples collected from the river Araranguá - SC.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-09-27T18:24:50Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 293428 bytes, checksum: 94ac90797c34ea5d83942b040244763e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T18:24:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 293428 bytes, checksum: 94ac90797c34ea5d83942b040244763e (MD5) Previous issue date: 2002-09-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O cloro é um agente desinfetante amplamente empregado no tratamento de águas destinadas ao consumo humano com o objetivo de eliminar agentes patogênicos e evitar a ocorrência de doenças que colocariam em risco a saúde da população. Mesmo sendo um processo indiscutivelmente vantajoso, a cloração tem o inconveniente de gerar, como subprodutos, os trihalometanos (THM’s). Estes compostos apresentam potencial carcinogênico e a quantidade máxima permitida em águas potáveis é estabelecida por legislação específica. Neste trabalho otimizou-se uma metodologia de extração e quantificação dos quatro principais THM’s em água: clorofórmio, bromodiclorometano, dibromoclorometano e bromofórmio. Para extrair os THM’s das amostras de água, foi empregada a técnica de extração por “headspace”, que consiste em aquecer a amostra, contida em um frasco hermeticamente fechado, provocando a volatilização destes compostos que se concentram na parte superior do frasco. Uma alíquota da fase gasosa é injetada em um cromatógrafo a gás equipado com detector de captura de elétrons (DCE). Alguns fatores que influenciam a extração dos THM’s foram avaliados e a técnica de extração otimizada. Os fatores avaliados foram: temperatura de aquecimento, tempo de equilíbrio após o aquecimento e volumes da fase gasosa - coletado e injetado. A quantificação dos THM’s por cromatografia gasosa foi também otimizada após avaliar diferentes colunas cromatográficas, fluxo do gás de arraste e programação de temperatura da coluna. A metodologia de extração e quantificação dos THM’s foi validada estabelecendo a faixa de trabalho, linearidade de resposta, limites de detecção e quantificação, precisão e exatidão. A precisão do método foi estudada sob condições de repetibilidade, reprodutibilidade e também sob condições intermediárias a estas. A reprodutibilidade do método foi avaliada em estudo interlaboratorial em que amostras de água tratada foram analisadas por dois outros laboratórios (CETEC e COPASA). O método de extração e quantificação otimizado mostrou-se adequado, com parâmetros de precisão, limites de detecção e quantificação, faixa de trabalho e linearidade de resposta e exatidão comparáveis a outros métodos. Apresenta ainda, em relação aos demais, a vantagem de ser mais barato e não necessitar do emprego de solventes orgânicos, de fases estacionárias para extração em fase sólida ou “purge-and- trap” e de fibras de microextração em fase sólida. Nas amostras de água coletadas na região do Município de Viçosa – M.G. foram detectados, além do clorofórmio, THM’s bromados, em níveis abaixo do valor máximo permitido pela legislação brasileira que é de 100 μg L-1. A origem dos THM’s bromados está associada à presença de brometo na água bruta. Na tentativa de determinar o nível de contaminação deste ânion na água bruta foi proposto um método espectrofotométrico baseado na metodologia padrão. O método modificado foi também otimizado e seus resultados comparados com o método padrão, apresentando a vantagem de empregar agente oxidante mais estável e barato. / Chlorine is a disinfectant agent widely used in the treatment of water meant for human consummation, with the purpose of eliminating pathogenic agents and thus preventing the occurrence of diseases that could put at risk the health of the population. Although indisputably an advantageous process, chlorination has the disadvantage of generating, as subproducts, trihalomethanes (THM’s). These compounds presents carcinogenic potential and the maximum permissible contents is established by specific legislation. In this investigation a method of extraction and quantification for the four main THM’s in water was optimized: chloroform, bromodichloromethane, dibromochloromethane and bromoform. To extract the THM’s from the water samples, the headspace method was employed, that consists in heating a sample contained in hermetically closed vessel provoking the volatibilization of these compounds that concentrates in the upper part of the vessel. An aliquot of gaseous phase is injected in a gas chromatograph equipped with a electron capture detector (ECD). Some of the factors influencing the extractions of the THM’s were evaluated and the extraction method optimized. The evaluated factors were: heating temperature, equilibrium time after heating, and the volumes of the gaseous phase collected and injected. The quantification of the THM’s by gas chromatography was also optimized after evaluating different chromatographic columns, flow of carrying gas and column temperature programming. The THM extraction and quantification methodology was validated by establishing the working range, linearity of response, limits of detection and quantification, precision and accuracy. The precision of the method was studied for conditions of repeatability, reproducibility and also for intermediate conditions. The reproducibility of the method was evaluated by means of an inter laboratory study in which the treated water was analyzed by two other laboratories (CETEC and COPASA). The optimized extraction and quantification method was found to be adequate, with precision, limits of detection and quantification, working range and linearity of response and accuracy parameters comparable to the other methods. Also, in comparison with the other methods, it has the advantage of being less expensive and not needing organic solvents, stationary phases for solid phase extraction or purge- and-trap, and fibers for solid phase microextraction. In the water samples collected in the region of Viçosa county, state of Minas Gerais, Brazil, besides chloroform, brominated THM’s were detected, in levels below the maximum limits allowed by brazilian legislation, which is 100 μg L-1. The origin of these brominated THM’s is associated with the presence of bromide in the gross supply water. In an attempt to determine de contamination levels of this anion in the gross water supply, a photo spectrometric method was proposed, based on the standard method. The modified method was also optimized and the results compared to the standard method, having the advantage of using cheaper and less expensive oxidizing agents.

Este trabalho teve por finalidade, em um primeiro estágio, avaliar as características e propriedades estruturais das substâncias húmicas aquáticas, extraídas de um manancial de área tropical, incluindo avaliações e comparações de suas frações húmica e fúlvica, com a utilização de técnicas espectroscópicas como RPE, RMN, IV, Fluorescência e absorbância de luz UV-Visível, além da aplicação de técnicas cromatográficas. A base para o entendimento sobre essas matrizes foi possível, obtendo informações quanto ao grau de humificação e condensação, composição elementar e estrutural. Os resultados obtidos, reforçam a importância, de utilizar-se diversas técnicas independentes, para o estudo de materiais tão complexos e heterogêneos como as substâncias húmicas e demonstram as potencialidades destas (técnicas) no estudo da estrutura e reatividade dessas substâncias e suas interações. Na etapa seguinte, avaliou-se a influência de oxidantes de água, como o cloro e o dióxido de cloro, na formação de subprodutos com potencial carcinogênico, como os trihalometanos (no caso o clorofórmio), os quais são gerados após a oxidação da matéria orgânica aquática, por oxidantes de água, visando o monitoramento da formação desse subproduto sob condições brasileiras. Observou-se um pico de máxima formação, para este trihalometano, após um período de 24 horas de reação, para ambos oxidantes. Este resultado sugere cuidados operacionais em sistemas de abastecimento de água, quando esta for distribuída a população. Após 24 horas de reação a formação do clorofórmio, em amostras com dióxido de cloro, foi em torno de 60 vezes menor, quando comparado às amostras com cloro, para uma concentração dos oxidantes de 20 &#956;g L-1. Mostrou-se que o aumento da formação do clorofórmio, também ocorre para amostras a maiores valores de pH e concentração de matéria orgânica. Quando se variou a concentração dos ácidos fúlvicos nas amostras, a formação do clorofórmio foi de aproximadamente 9 &#956;g L-1, para a amostra com maior concentração da matéria orgânica e na presença de cloro. Para a amostra com dióxido de cloro, essa formação foi de 0,20 &#956;g L-1. Os resultados obtidos nesta fase mostraram que o dióxido de cloro é mais eficiente quando comparado ao cloro, quanto ao poder de oxidação da matéria orgânica e principalmente na redução da formação do clorofórmio (uma redução de mais de 98%) após reação com a fração fúlvica. Os experimentos, contribuíram para um melhor entendimento sobre as características das substâncias húmicas aquáticas na presença e ausência de alternativas oxidantes, e as informações obtidas, fornecem algumas opções operacionais que poderão contribuir, para o desenvolvimento de novos processos ou ajustes nos procedimentos do tratamento da água para consumo humano. Após esta etapa do trabalho foram utilizadas as técnicas espectroscópicas mencionadas acima, para avaliar as propriedades e características estruturais da fração fúlvica extraída de um manancial de área tropical, na presença dos oxidantes. Os resultados geraram dados inéditos e coerentes entre si, sobre alterações estruturais nos ácidos fúlvicos aquáticos, na presença desses oxidantes, mostrando de forma inequívoca o envolvimento de grupos aromáticos condensados nas reações com os dois oxidantes / The aim of this work, at a first stage, was to evaluate the characteristics and structural properties of aquatic humic substances extracted of an aquatic environrnent of a tropical area. Also, the evaluation and comparison of humic and fulvic fractions were performed throughout spectroscopic techniques as EPR, NMR, FTIR, fluorescence and absorbance with UV-Visible light and using chromatographic techniques. The base for the understanding of these matrixes was possible through informations such as humification and condensation degree as well as elemental and structural composition. The results, obtained in this work, reinforce the importance to use several independent techniques to study complex and heterogeneous materials as humic substances and the potentiality of these techniques to generate data about the structure, reactivity and interactions of these substances. After this stage of the work, it was evaluated the influence of water oxidants (chlorine and chlorine dioxide) in the formation of subproducts with carcinogenic potential as the trihalomethanes (in this case the chloroform), which are generated after the oxidation of aquatic organic material by water oxidants. The formation of these subproducts was minimized under our tropical climatic conditions, and it was observed a peak of maximal formation after 24 hours of reaction, for both oxidants. This result indicates that operational cares should be taken, in water supply systems, when the water is distributed for the population. After 24 hours of reaction, the chloroform formation, in samples with chlorine dioxide was around 60 times smaller than in the samples containing chlorine, for a oxidants concentration of 20 &#956;g L-1. Also, it was observed an increase of the chloroform formation for samples with the highest values of pH and organic matter concentration. When the fulvic acid concentration was changed, the chloroform formation was approximately 9 &#956;g L-1 for the sample with the highest organic matter concentration and containing chlorine. In the case of the sample with chlorine dioxide, this formation was 0,20 &#956;g L-1. The results obtained in the final fase, showed that the chlorine dioxide is more efficient to oxidize the organic matter than the chlorine and mainly in the reduction of chloroform formation (a reduction higher than 98%) after the reaction with the fulvic fraction. These experiments contributed for a better understanding about aquatic humic substances characteristics in the presence and absence of alternatives oxidants. The informations obtained in this work provide operational options, which will contribute for the development of new process or to adjust the water treatment proceduces for human consumption. Also, the previously mentioned spectroscopic techniques were used to evaluate the properties and structural characteristics of the fulvic fraction extracted of a tropical area source. Results generated news and coherent data about structural alterations in fulvic acid samples containing oxidants, showing clearly the influence of the condensed aromatic moieties in reactions with both oxidants.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A formaÃÃo de trihalometanos na Ãgua de abastecimento humano representa um grande problema para a saÃde pÃblica, visto que esses compostos sÃo suspeitos de serem carcinogÃnicos. A tÃcnica referenciada para determinaÃÃo de trihalometanos na Ãgua à a cromatografia gasosa, onde se utiliza o detector de captura de elÃtrons. Essa tÃcnica apresenta algumas desvantagens que inviabilizam sua implantaÃÃo em uma estaÃÃo de tratamento de Ãgua (ETA). Um mÃtodo espectrofotomÃtrico desenvolvido pela empresa Hach pode auxiliar a operaÃÃo de uma ETA quanto ao monitoramento dos trihalometanos, pois esse mÃtodo analÃtico tem menor custo, uma resposta imediata dos resultados e à de fÃcil implantaÃÃo e operaÃÃo quando se compara com a cromatografia gasosa. Nesta pesquisa, foi realizada uma avaliaÃÃo do mÃtodo espectrofotomÃtrico comercial por alguns parÃmetros do Instituto Nacional de Metrologia, NormalizaÃÃo e Qualidade Industrial (INMETRO) e foi dividida em trÃs etapas. Na primeira etapa, realizou-se um teste para certificar-se que o agente redutor neutralizava todo o cloro residual presente na Ãgua. Foi adicionado tiossulfato de sÃdio na Ãgua final da ETA GaviÃo e determinou-se concentraÃÃo de âzeroâ mg L-1 na determinaÃÃo de cloro residual. A segunda etapa consistiu na implantaÃÃo e operaÃÃo da anÃlise de trihalometanos por cromatografia gasosa. Foram realizadas duas curvas utilizando dois padrÃes diferentes: um padrÃo de clorofÃrmio e um padrÃo de uma mistura contendo os quatro trihalometanos, todos com a mesma concentraÃÃo. Nessa etapa, todas as curvas construÃdas apresentaram um Ãndice de correlaÃÃo dentro da faixa exigida pelas normas do INMETRO e do mÃtodo. A terceira etapa consistiu na construÃÃo de curvas utilizando novamente os dois padrÃes, porÃm utilizando a tÃcnica espectrofotomÃtrica. Foram realizadas duas curvas de cada padrÃo pelo mesmo analista e uma curva de cada padrÃo por outro analista. Com os dados obtidos, estudou-se a precisÃo, exatidÃo, robustez, seletividade, linearidade, faixa de trabalho e faixa linear. AlÃm disso, foram realizados testes de adiÃÃo de padrÃo e um teste para verificar a interferÃncia de diferentes matrizes na anÃlise. Constatou-se que o mÃtodo nÃo apresentou precisÃo, nem exatidÃo. Pequenas mudanÃas realizadas no procedimento analÃtico causaram alteraÃÃo no resultado, indicando falta de robustez do mÃtodo analÃtico, alÃm de ser extremamente suscetÃvel a erros aleatÃrios e, possivelmente, quantificar outros subprodutos da desinfecÃÃo / The formation of trihalomethanes in human water supply represents a big problem to the public health, since these compounds are suspected carcinogens. The technique referred for determination of trihalomethanes in water is gas chromatography, which uses an electron capture detector. This technique has some disadvantages that unfeasible the implantation in the water treatment plant. A spectrophotometry method developed by Hach can assist the operation of a water treatment plant on the monitoring of trihalomethanes, since this analytical method has a lower cost, an immediate response by the results and is easy to implantation and operate when compared with gas chromatography. In this research, an evaluation of commercial spectrophotometry method was realized for some parameters of the Instituto Nacional de Metrologia, NormalizaÃÃo e Qualidade Industrial (INMETRO) and was divided into three stages. In the first stage, performed a test to make sure that the reducing agent neutralize any residual chlorine in the water. Sodium thiosulfate was added treated water of GaviÃoÂs water treatment plant, to determine the concentration of âzeroâ mg L-1 in the determination of residual chlorine. The second stage consists in the implantation and operation of the analysis of trihalomethanes by gas chromatography. Two curves were performed using two different standards: a standard of chloroform and a standard of a mixture containing the four trihalomethanes, all with the same concentration. At this stage, all curves constructed showed a correlation coefficient in the range required by the rules of the INMETRO and of the method. The third step was the construction of curves by using again the two standards, but using the spectrophotometric method. Two curves of each standard by the same analyst and a curve of each standard of the other analyst were performed. With the data obtained, was studied the precision, accuracy, robustness, selectivity, linearity, working range and linear range. In addition, a standard addition test and a test for interference in the analysis of different matrices were performed. It was found that the method no had precision and accuracy. Small changes made in the analytical procedure caused change in the result, indicating lack of robustness of the analytical method, besides being extremely susceptible to random errors and possibly quantify other disinfection byproducts