L'objectiu de la tesi és l'estudi geoquímic orgànic en carbons rics en sofre i de rang variat. Aquest fet permet reconèixer diversos compostos orgànics nous i també millorar la comprensió significativa d'alguns biomarcadors. Es pretén establir l'ambient deposicional i el grau de maduració a partir de l'ús d'índexs estàndards i s'han proposat alguns de nous atenent que gairebé tots els carbons estudiats són de baix rang, ja que fins ara només s'havia aplicat a mostres madures.El treball ha millorat el coneixement de l'origen, les estructures i els comportaments dels compostos organo-sofrats (COS) en carbons de diferent rang tant com es pretenia en un principi, tot i que s'ha completat amb altres vessants ja citades. Per tant es considera de gran interès científic, que pot contribuir a un millor coneixement geològic, i al mateix temps significativament important en el camp de la geoquímica orgànica. / El objetivo de la tesis es el estudio geoquímico orgánico en carbones ricos en azufre y de rango variado. Ello ha permitido reconocer diversos compuestos orgánicos nuevos y también mejorar la comprensión significativa de algunos biomarcadores. Se ha pretendido establecer el ambiente deposicional y el grado de maduración a partir del uso de índices estándares y se han propuesto algunos nuevos atendiendo que casi todos los carbones estudiados son de bajo rango, ya que hasta ahora tan solo se había aplicado a muestras maduras. El trabajo ha mejorado el conocimiento del origen, las estructuras y los comportamientos de los compuestos organo-azufrados (COS) en carbones de diferente rango tan como se pretendía en un principio, aunque se ha completado con otras vertientes ya citadas. Por tanto se considera de gran interés científico, que puede contribuir a un mejor conocimiento geológico a la vez que significativamente importante en el campo de la geoquímica orgánica.

La creciente demanda de productos altamente purificados requiere el desarrollo tecnológico de métodos de separación cada vez más selectivos y el entendimiento de los procesos físicos y químicos que tienen lugar. Actualmente, los materiales que se usan principalmente en los métodos de separación y purificación son los adsorbentes porosos basados en zeolitas y los de naturaleza carbonosa. En ambos casos, su estructura microporosa permite la separación basada en el tamaño y/o forma de las moléculas de los componentes que se pretenden separar aunque los materiales carbonosos presentan ventajas como selectividad por la forma (moléculas planas), alta hidrofobicidad, alta resistencia en medios alcalinos y ácidos y estabilidad térmica a temperaturas más altas en atmósferas inertes.Los materiales carbonosos se pueden obtener a partir de una gran variedad de materiales (carbones minerales, materiales biomásicos y sintéticos) y el uso de productos secundarios en diferentes procesos industriales es una opción recomendada, no únicamente desde el punto de vista medioambiental, sino también en el económico. La lignina Kraft es un subproducto muy abundante en la industria de fabricación de papel que puede ser utilizado como precursor en la producción de carbones activos tal y como ha sido objeto de estudio anteriormente.El objetivo de este estudio es la obtención de carbones esencialmente microporosos por activación química con H3PO4 e hidróxidos (NaOH y KOH). Las variables de operación que se han estudiado son la relación agente activante / lignina Kraft, la temperatura de carbonización, el tiempo de activación, el caudal de la atmósfera durante el proceso de pirólisis y la velocidad de calentamiento, ya que afectan a las propiedades físicas y químicas del carbón obtenido.Como consecuencia de este estudio, se han elaborado conclusiones relacionadas con las reacciones que tienen lugar debido a la presencia de diferentes tipos de agentes activantes, los productos de las reacciones producidas y las condiciones de operación del proceso. Esto ha permitido entender la razón por la cual algunas variables tienen un efecto más importante en las características finales del carbón, con el fin de poder controlar el desarrollo de estas propiedades y, por tanto, la aplicación final del producto.En el caso de la activación con ácido fosfórico, las condiciones de operación que presentan un mayor efecto son la temperatura de carbonización y la relación másica entre la cantidad de ácido añadido y la de lignina Kraft (P/L) favoreciendo la activación. Las condiciones a las cuales se obtienen mayores áreas específicas son a 600ºC con una P/L de 1.4 a las cuales se obtienen valores de hasta 1250 m2/g con una alta microporosidad.En el caso de la activación con hidróxidos, la temperatura de carbonización y la relación agente activante - lignina Kraft (R) también tienen un efecto muy importante, tal y como tiene lugar en la activación con ácido fosfórico. Sin embargo, el incremento de caudal de nitrógeno produce un ligero aumento del rendimiento debido a la eliminación de reactivo mientras que el tiempo de activación y la velocidad de calentamiento no afectan de forma significativa a este parámetro. A condiciones muy severas de operación, a temperaturas mayores de 750ºC y R de más de 4, se propicia el colapso de la estructura. Los grupos ácidos y básicos de superficie evolucionan de manera diferente dependiendo del agente activante empleado experimentando, en general, un mayor desarrollo al aumentar las condiciones de operación más significativas. Los análisis de adsorción de nitrógeno han confirmado la obtención de carbones esencialmente microporosos con superficies especificas de hasta 3000 m2/g que unidos a la fuerte acidez de la superficie los convierten en materiales adsorbentes muy atractivos a temperaturas de 750ºC y R de 3. / The increasing demand of products highly purified requires the technological development of more selective methods of separation and the understanding of the physical and chemical processes that take place. At the moment, the materials that are mainly used in the methods of separation and purification are porous adsorbent based on zeolites and those of carbonaceous nature. In both cases, its microporous structure allows the separation based on the size and/or forms of molecules of the components that are tried to separate although the carbonaceous materials display advantages as selectivity by the form (flat molecules), high hydrophobicity, high alkaline and acid resistance and thermal stability to higher temperatures in inert atmospheres.The carbonaceous materials can be obtained from a great variety of materials (mineral coals, and biomassic or synthetic materials) and the use of by-products obtained in different industrial processes is a recommended option, not only from the environmental point of view, but also the economic one. Kraft lignin is a very abundant by-product in the industry of manufacture of paper that can be used as precursor in the activated carbon production as it has been study in the pass.The objective of this study is the obtention of carbons mainly microporous by chemical activation with H3PO4 and hydroxides (NaOH and KOH). The operation variables that have been studied are the mass relation between chemical agent and Kraft lignin, the carbonization temperature, the activation time, the volume flow of the atmosphere during the pyrolysis process and the heating rate, since they affect to the physical and chemical properties of the final product.As a result of this study, conclusions related to the reactions that take place due to the presence of different types of activating agents, the products obtained and the operation conditions have been elaborated. This has allowed understanding the reason for which some variables have a more important effect in the final characteristics of the coal, with the purpose of being able to control the development of these properties and, therefore, the final application of the product.In the phosphoric acid activation, the conditions of operation that presents more effect are the carbonization temperature and the mass ratio between the added amount of acid and the Kraft lignin (P/L), increasing the activation. The optimum conditions where higher specific areas are obtained (1250 m2/g) are 600ºC with a P/L of 1.4.In the chemical activation with hydroxides, the carbonization temperature and the mass ratio between activating agent and Kraft lignin (R) also has a very important effect, as it occurs in the activation with phosphoric acid. Nevertheless, the increase of nitrogen volume produces a slight increase of the yield due to the reagent elimination whereas the time of activation and the speed of heating do not have a significant effect. At very severe operation conditions, temperatures higher than 750ºC and R larger than 4, the collapse of the structure is caused. The acid and basic groups develop in a different way depending on the activante agent used, but in general, a greater development when increasing the more significant operation conditions. The analyses of nitrogen adsorption have confirmed the essentially microporous activated carbons are obtained with specific surfaces up to 3000 m2/g that with the strong acidity of the surface, producing an attractive material as adsorbent at temperatures of 750ºC and R of 3.

Conèixer la dinàmica poblacional d'espècies arvenses és una informació bàsica per al disseny d'estratègies de control de males herbes eficaces i sostenibles des d'un punt de vista ambiental. La forcadella (Digitaria sanguinalis (L.) Scop.) és una gramínia anual d'estiu àmpliament distribuïda, molt prolífica i amb una elevada capacitat competitiva. Aquesta espècie arvense pot ser parasitada pel carbó sistèmic Ustilago syntherismae (Schweinitz) Peck.L'únic signe extern inequívoc de la malaltia és la producció d'inflorescències amb carbó, la majoria de les quals no produeixen cap llavor.L'objectiu general d'aquesta tesi és l'estudi de la dinàmica poblacional de D. sanguinalis i l'avaluació dels efectes del fong U. syntherismae sobre les poblacions d'aquesta espècie. El treball experimental va consistir principalment en el seguiment, durant dos anys consecutius (2006 i 2007), d'una població de D. sanguinalis que va créixer en condicions naturals en un camp sense cultivar de la finca experimental de Torre Marimon (Caldes de Montbui, Vallès Oriental).Al 2006 i al 2007 es van diferenciar i seguir individus de tres i quatre cohorts (polsos d'emergència), respectivament, des de la seva emergència fins al final del seu cicle anual.La densitat d'emergència de D. sanguinalis va ser quatre vegades superior al 2007 que al 2006 (3674 i 887 pl m-2 respectivament). En ambdós anys, D. sanguinalis va ser l'espècie més abundant, tant en termes de densitat com de biomassa. Al 2006, al final del període de creixement de l'espècie no es van detectar diferències significatives entre la supervivència de les cohorts controlades (88%). En canvi, al 2007 la supervivència va ser diferent segons el moment d'emergència i va variar entre el 25% i el 88%. En els dos anys es van observar efectes significatius de la precipitació incident i de la densitat en la taxa de mortalitat de la població.Les característiques reproductives i la fecunditat dels individus van estar fortament influenciades pel seu moment d'emergència. Els individus que van emergir primer van produir més llavors i van contribuir més a la pluja de llavors que els que van emergir més tard.La producció de llavors de la població es va veure limitada per la incidència de la malaltia produïda pel carbó U. syntherismae. Al 2006, un 21.7% dels individus supervivents al final del cicle anual presentaven inflorescències amb carbó, mentre que al 2007 aquesta xifra va augmentar fins al 61.2%. La majoria de plantes amb signes de la malaltia van ser castrades totalment pel fong, és a dir, totes les seves inflorescències apareixien transformades en espores del carbó i no van produir cap llavor (94.3% al 2006 i 98.0% al 2007). El moment d'emergència dels individus no va limitar la incidència de la malaltia, ja que en totes les cohorts d'ambdós anys es van observar individus amb inflorescències afectades pel carbó. Tampoc es va trobar una relació lineal significativa entre la densitat de població de D. sanguinalis i el percentatge d'individus malalts.La malaltia no només va afectar la producció de llavors, sinó que també es van detectar efectes importants en la morfologia i la biomassa dels individus. En general, el carbó va reduir significativament la biomassa aèria (61.5%), l'alçada de la planta (23.7%) i el número de tiges basals (15.5%) i, en canvi, va incrementar el nombre de nusos (12.9%), ramificacions (52.4%) i inflorescències (16.7%), tant a nivell individual com a nivell de ramet.D'altra banda, també es va estudiar la dormició de les llavors de D. sanguinalis en el moment de la dispersió. La majoria d'espiguetes (unitats de dispersió) eren dorments (>98%) al final del període de creixement de la població estudiada al 2006 i al 2007. Es va observar que aquesta dormició innata era causada principalment per les bractèoles que cobreixen la cariopsi sobretot per la lemma de la flor fèrtil. En general, la pèrdua de la dormició de les llavors va ser molt ràpida (entre 2 i 4 mesos) i es va veure influenciada pel contingut d'aigua del sòl i la profunditat d'enterrament de les llavors.

Los sub-productos de combustión del carbón producidos en centrales térmicas, están compuestos generalmente por más de un 70% de material vítreo aluminosilicatado. Esta composición los hace potencialmente utilizables en obras de ingeniería civil o alternativamente como rellenos inertes en minería, así como adsorbentes, inmovilizadores, fuente alternativa en la extracción de Al, Fe, Si, Ge, Ga, V y Ni, y aditivos en suelos.Las cenizas volantes se caracterizan por una distribución granulométrica fina y altos contenidos en aluminio y silicio y en fases reactivas. Debido a estas propiedades, las cenizas volantes son una excelente materia prima para la síntesis de zeolitas mediante activación hidrotermal alcalina. El presente estudio persigue obtener la optimización de los rendimientos de síntesis de zeolitas a partir de cenizas volantes, mejorar la técnica de conversión y diseñar un proceso viable de aplicación a escala industrial, obteniendo un producto final de alta calidad ambiental.Se han seleccionado 19 cenizas volantes con el fin de cubrir una amplia gama de tipos existentes (13 españolas, 3 sudafricanas, 3 colombianas y 1 china). Las cenizas volantes seleccionadas fueron sometidas a ensayos de caracterización física, química y mineralógica con el fin de conocer la influencia de estas propiedades sobre su reactividad y para el control ambiental de los potenciales productos finales. Los estudios de caracterización física realizados incluyen la determinación de los siguientes parámetros: contenido de humedad y pérdidas a la incineración, distribución granulométrica, densidad real y aparente, porosidad y superficie especifica BET. Además de la determinación de parámetros físicos, se ha realizado la caracterización química de las cenizas. La necesidad del estudio de la composición química se deriva de la influencia del contenido de elementos mayoritarios que indica el potencial de aplicabilidad de las cenizas y de las concentraciones de determinados elementos traza sobre el posible impacto ambiental de la aplicación del producto zeolítico obtenido. Complementariamente a la caracterización química es necesario realizar la caracterización mineralógica de las cenizas volantes, ya que el rendimiento de síntesis de zeolitas se ve favorecido por un alto contenido en fases vítreas y/o en minerales aluminosilicatados en las cenizas. El análisis morfológico muestra que las cenizas volantes están constituidas principalmente por un conjunto de microesferas que pueden ser sólidas o huecas (cenoesferas) y pueden contener otras partículas esféricas menores en su interior (pleuroesferas). Conjuntamente a las partículas esféricas se identifican partículas esponjiformes de inquemados y partículas de morfología irregular compuestas por vidrio, cuarzo, calcita, anhidrita.Una vez caracterizadas y previamente a la realización de los experimentos de síntesis, las cenizas volantes fueron sometidas a diferentes tratamientos para incrementar las concentraciones de Al y Si mediante la eliminación total o parcial de las principales impurezas y a la vez llevar un control ambiental de los principales metales solubles presentes tales como As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Ge, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Th, U, V y Zn. Los ensayos de descontaminación realizados consistieron en tratamientos de lixiviación en sistemas cerrados (a temperatura ambiente y a 95 oC) y abiertos (a temperatura ambiente) y en procesos de extracción magnética de óxidos de hierro. Estos tratamientos se podrían aplicar a determinadas cenizas en caso de que se exigiese una reducción del contenido en impurezas para su aplicación. Sin embargo en este estudio la síntesis de zeolitas se ha realizado a partir de la ceniza volante original sin tratamiento previo.Los experimentos de síntesis de zeolitas se realizaron en una primera etapa mediante métodos convencionales que incluyen los ensayos de laboratorio a escala de gramos y posteriormente a escala de kilogramos. En otra etapa se realizaron ensayos mediante el uso de microondas con el propósito de reducir el tiempo de conversión. Finalmente, se realizó un ensayo a escala de planta piloto para determinar la posible aplicación industrial del proceso.Los experimentos de síntesis de la primera etapa, a escala de gramos, permitieron la síntesis de 11 tipos de zeolitas. Los experimentos de síntesis se realizaron en bombas de digestión Parr utilizando diferentes agentes de activación (NaOH y KOH) y variando los parámetros de síntesis: concentración de activante, relaciones de solución activante/ceniza, temperatura de activación, presión y tiempo de activación.Además de los experimentos mediante métodos convencionales de activación hidrotermal, se realización experimentos de síntesis mediante microondas que permitieron reducir el tiempo de síntesis de 10 a 30 minutos.Se realizaron experimentos de síntesis a escala de planta piloto, siendo la primera vez que se realizan estos procesos de síntesis de zeolitas a esta escala. La síntesis se realizó a partir de la de la ceniza volante de Teruel, en un reactor de acero inoxidable de 10 m3 de capacidad en las instalaciones de la empresa CLARIANT, S.A. Como resultado se logró producir 1.4 Tm de producto zeolítico compuesto mayoritariamente por NaP1 (aproximadamente 40%) y algunas trazas de analcima y sodalita. El estudio de las aplicaciones de las zeolitas obtenidas se encaminó a su utilización como intercambiador iónico (en soluciones preparadas en el laboratorio, en aguas residuales reales y en lixiviados provenientes de muestras de suelos contaminados) y a su uso como filtros moleculares para la retención de gases. En soluciones preparadas en el laboratorio, las zeolitas NaP1, herschelita, Linde F y chabazita potásica destacan por sus valores de intercambio iónico obtenido (entre 160 y 250 meq·100 g-1) para la mayoría de los cationes analizados. El intercambio de amonio en la mayoría de las zeolitas estudiadas dan valores cercanos a los 30 mg NH4+ g-1, resaltando el valor alcanzado por un material preparado con altos contenidos en herschelita (37 mg NH4+ g-1). La retención de amonio de los productos zeolíticos obtenidos mediante microondas es ligeramente menor, debido probablemente a un contenido inferior en fases zeolíticas sintetizadas mediante este proceso. El producto zeolítico obtenido en la prueba de escala piloto presentó una capacidad de intercambio entre 70 y 400 meq·100 g-1 para los metales estudiados con el siguiente grado de afinidad: Cr3+ > Cu2+ > Fe3+ > Ba2+ > Pb2+ = Zn2+ = Cd2+ = Ni2+. En los experimentos de absorción de amonio en aguas residuales reales se probaron diversos factores que pudiesen afectar al intercambio de amonio de la NaP1. En las aguas residuales sin ningún tipo de tratamiento previo se observó una retención de NH4+ muy baja debido a la competición iónica inducida por las elevadas concentraciones de Na+. Sin embargo, se obtuvieron mejores resultados con las aguas de vertido, con una capacidad de retención de amonio de hasta 16.4 mg NH4+ g NaP1 debido a la menor relación Na+/NH4+. La inmovilización de metales pesados en muestras provenientes del vertido de lodo pirítico de la mina de Aznalcóllar muestra una reducción importante de las fracciones lixiviables de Al, Cr, Tl, Sb, Cu y Pb (>74%) mediante la utilización de productos zeolíticos con altos contenidos de NaP1. También se realizaron pruebas de inmovilización de metales pesados en muestras de aguas ácidas de minería provenientes de la misma zona mostrando una reducción del contenido en las aguas tratadas de Tl y Pb, Fe en un 75%, Cd en 55% y Zn en 48%.La retención de metales en pilas mediante la utilización de productos con altos contenidos de NaP1, es prácticamente nula debido a la alta competitividad iónica del lixiviado inducida por la elevada concentración de K+ (1593 mg l-1) y la baja concentración en metales pesadosLos experimentos de adsorción de N2 a -196 oC y CO2 a 0 oC permitieron la caracterización de la fracción porosa de las zeolitas. Del material zeolítico estudiado el que presenta altos contenidos en herschelita es el que posee un mayor volumen libre de poros (0.12 cm3 g-1) seguido de la NaP1 (0.07 cm3 g-1) y la Linde-F (0.04 cm3 g-1).Los resultados de adsorción de SO2 y NH3 muestran que el material con altos contenidos en herschelita posee una mayor capacidad de adsorción para estos gases (99 mg g-1 para el SO2 y 38 mg g-1 para el NH3). Los demás productos zeolíticos presentaron valores inferiores a 33 mg g-1para el SO2 y de 13 mg g -1 para NH3. Se ha de resaltar la afinidad de las zeolitas para H2O(v) y que por lo tanto las posibles aplicaciones reales deberían limitarse únicamente al tratamiento de flujos gaseosos de NH3 y SO2 con bajos contenidos en H2O(v) o a la retención de H2O(v) en efluentes gaseosos.Los trabajos realizados han permitido demostrar que se pueden obtener productos zeolíticos con aplicación industrial (especialmente en la retención de metales en aguas residuales) a partir de una gran variedad de cenizas volantes de centrales térmicas de carbón. Se han definido las condiciones de síntesis para cada zeolita de interés industrial a partir de las diversas cenizas estudiadas. / Coal combustion by-products from power plants are made up of > 70% of alumminosilicated glass. This property allows their utilisation in civil engineering or alternatively in mine reclamation, waste immobilisation, recovery of metals (Al, Fe, Si, Ge, Ga, V and Ni) and soil treatment.Fly ashes have high contents of Al and Si, with a high proportion of reactive phases and are mainly distributed in the fine grain mode. These properties make fly ash a suitable starting material for zeolite synthesis by hydrothermal alkaline activation. The main objective of this study is to optimise zeolite synthesis from different fly ash types, to improve the technical conversion, and to apply the process at a pilot plant scale, with a high environmental quality of the obtained zeolitised products.Nineteen fly ashes were selected for this study aiming to cover a wide range of properties (13 from Spain, 3 from South Africa, 2 from Colombia and 1 from China). The characterisation of fly ashes comprises physical, chemical and mineralogical analysis, carried out to assess the influence of these properties on reactivity during zeolite synthesis and on the environmental standards of the final product. The physical characterisation includes: moisture contents, loss on ignition, particle size distribution, true and bulk density, porosity and BET surface area. Chemical characterisation studies of fly ashes are relevant because major element concentrations determine the fly ash potential utilisation in zeolite synthesis.Morphological analysis showed that fly ash particles are made up mainly of microspheres, with solid cores, with hollow cores (cenosphere) and with spheres contained within hollow spheres (plerospheres). The main irregular particles in fly ashes are: glass, quartz, calcite, anhydrite and spongy unburned coal particles.Furthermore, mineralogical characterisation is also relevant given that high contents in glassy phases or/and alumminosilicated minerals increase the applicability as starting material for zeolite synthesisPrior to the synthesis experiments, fly ashes were submitted to decontamination tests. Closed leaching (room temperature and 95 oC) tests, an open room temperature leaching test and magnetic extraction of iron oxides were applied to selected fly ashes. Leaching tests were performed in an attempt to enrich the Al and Si contents of the fly ashes, by means of total or partial removal of the main impurities, and at the same time, to control the water-soluble heavy metals such as, As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Ge, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Th, U, V and Zn. Zeolite synthesis experiments were performed by means of conventional activation methods, including firstly gram scale tests, and subsequently kilogram scale experiments. At a third stage, microwave experiments were carried out in order to reduce the conversion time. Finally, selected conditions were reproduced for the first time in a pilot plant to demonstrate the possible future industrial application of the synthesis procedure. Eleven zeolitic products were obtained, highlighting NaP1, herschelite, k-chabazite, Linde-F and KM, for the high application potential due to their high ionic exchange capacity and/or channel diameter. Synthesis conditions were optimised for every zeolite and applied to every fly ash. The results also allowed the establishment of general conditions, which may affect zeolite synthesis. The minimal activation time was reduced from 8 hours reached in the aforementioned process to 30 minutes by using microwave assisted synthesis procedures. The pilot plant experiments were performed with the Teruel Fly ash in a 10 m3 R-410-A reactor made of 304 steel in the CLARIANT S.A. production plant. The parameters of synthesis applied were: activation solution of NaOH 2 M, activation solution/fly ash 2 ml g-1, 150 oC and time activation 24 h. Results from the pilot plant scale gave a production rate of 1.4 Tm of zeolitised material, with an approximate content of 40% of NaP1 and some traces of analcime and sodalite zeolites.Applications of the zeolitised product in this study focussed on ionic exchange tests (in synthetic solutions prepared in the laboratory, actual waste waters and leachates from actual polluted soils) and on its use as molecular sieve in gas adsorption.Zeolitised products with high contents of NaP1, herschelite, Linde-F, and K-chabazite, showed high cationic exchange values (from 160 to 250 meq·100 g-1) for most analysed cations. The ammonium uptake values determined were close to 30 mg NH4+ g-1 for most of the studied zeolitic products, although the product synthesised with a high herschelite content reached values of 37 mg NH4+ g-1. The material obtained from microwave synthesis showed a slightly lower ammonium uptake capacity, probably because of the lower content of zeolitic phases. The zeolitic material synthesised at pilot plant scale with a high NaP1 content yielded a cation uptake capacity for heavy metals ranging from 70 to 400 meq·100 g-1 with the following affinity: Cr3+ > Cu2+ > Fe3+ > Ba2+ > Pb2+ = Zn2+ = Cd2+ = Ni2+. Several factors with a high influence on NH4+ uptake capacity were investigated. Experiments using actual waste waters without prior treatment showed low NH4+ retention due to ionic competition induced by very high Na+ contents. However, using the effluent waste water (with similar NH4+ contents but much lower Na+ contents) NH4+ retention was higher (16.4 mg NH4+ g-1 NaP1). The results of immobilisation tests of heavy metals from polluted soils from the pyrite-tailings spill of the Aznalcóllar mines showed an important reduction in the leachable fractions, mainly Al, Cr, Tl, Sb, Cu and Pb (> 74%) after the application of zeolitic materials with high NaP1 contents. In addition, tests for heavy metals uptake from acid mine water samples from the same area, showed an important reduction in contents of Tl and Pb (close to 100%), Fe (75%), Cd (55%) and Zn (48%).Heavy metal uptakes from leachates of domestic use batteries by means of a high NaP1 zeolitic product, showed non satisfactory results because of ionic competition induced by high K+ concentration (1593 mg l-1) and low heavy metal concentration in the leachates. During gas adsorption experiments, N2 (-196 oC) and CO2 (0 oC) sorption tests determined the porosity volume fraction in the zeolitic material. CO2 experiments showed better results because this gas reaches most channels of the zeolitic structure. The results obtained were lower than those described by Breck (1974), due to the lower zeolite contents in the zeolitised products (30-75%). The zeolitic product presenting a high herschelite content showed the highest free pore volume (0.12 cm3 g-1), followed by NaP1 (0.07 cm3 g-1) and Linde-F (0.04 cm3 g-1) zeolitic products.Concerning the SO2 and NH3 adsorption capacities, the high herschelite material exhibited a higher adsorption value for both gases (99 mg g-1 for SO2 and 38 mg g-1 for NH3). Values < 33 mg g-1 for SO2 and < 13 mg g -1 for NH3 were obtained for the remaining zeolitic materials studied. Possible industrial applications in this field are limited by the high affinity of zeolite for H2O(v). Thus, this application should be focussed on the treatment of NH3 and SO2 gaseous flows with low H2O(v) contents, or on H2O(v) retention from gaseous emissions.The results from this study have demonstrated the possibility of obtaining zeolitic products from different coal fly ash types at pilot plant scale with a high potential for industrial application (mainly in heavy metal retention from waste waters). Conditions for zeolite synthesis from different fly ashes with interesting industrial potential have been defined.

Los excedentes de butanos y pentanos de que dispondrá Venezuela es un gran incentivo para el desarrollo de nuevas tecnologías que permitan transformarlos en productos de mayor valor añadido por vías más ventajosas que las actualmente disponibles. De la revisión bibliográfica, surgió un catalizador a base de óxidos de vanadio y magnesio que permitía visualizar la posibilidad de desarrollar una tecnología novedosa para la producción de hidrocarburos no saturados por la vía de la deshidrogenación oxidativa. Para concretar el desarrollo de esta tecnología, se debería recurrir al uso de reactores de lecho fluidizado o móvil que permiten solventar el potencial explosivo de la mezcla hidrocarburos-oxígeno separando las zonas de oxidación del hidrocarburo de la de oxidación del catalizador, que además ofrecen la ventaja de un aumento sustancial en la selectividad. Como el catalizador disponible no reúne las características necesarias de resistencia a la atrición se propone resolver el problema agregándole un soporte adicional como sílice o alúmina, materiales ya ampliamente usados en reactores del tipo arriba mencionado. El objetivo central de este trabajo fue el de cubrir esta parte del conocimiento con el fin de poder optimizar las características del catalizador. Además, se consideró conveniente hacer un intento de mejorar el comportamiento de la fase activa mediante la incorporación de nuevos elementos, y de estudiar el comportamiento de los catalizadores más interesantes en la deshidrogenación oxidativa de n-pentano para así tener la posibilidad de evaluar el potencial de extensión de la tecnología.Para ello, se preparó una serie de catalizadores y se construyó un equipo que permitiera hacer las experiencias necesarias. A fin de poder dar una interpretación a los cambios de comportamiento que se observaron, hubo que proceder a caracterizar los catalizadores.Los resultados catalíticos obtenidos, corresponden a la DHOX de n-butano y luego al n-pentano. Analizando el efecto de los soportes y el de los promotores. El soporte más estudiado ha sido la sílice a fin cuantificar el efecto que tenía la naturaleza del soporte sobre la actividad y la selectividad, así como la relación Mg/V óptima o el éfecto de dilución del soporte. Se observó una disminución de la actividad, mientras que en lo referente a selectividad se observaron cambios en cuanto a la distribución de productos, pero con selectividades globales semejantes a la fase activa pura, hasta un contenido en sílice del 30%. Se encontró que el catalizador MV4-30 tiene características interesantes alrededor del cual, en un futuro pudiera desarrollarse la tecnología. Otros materiales soportados que se encontraron interesantes para futuros estudios fueron los catalizadores Gamma30 y el Alfa30.En lo que respecta a los promotores, sólo se estudiaron algunos (Sb, Bi, Mo y Ga) con resultados interesantes en cuanto a selectividad. Se aprovechó la oportunidad para verificar el efecto del precursor de vanadio utilizado, llegándo a confirmar las ventajas del uso de oxalato de vanadilo.En lo que respecta a la deshidrogenación oxidativa de n-pentano, se encontró un comportamiento similar al observado con el butano pero con selectividades globales a olefinas menores.. Finalmente, para cuantificar los resultados y trasladarlos a un posible diseño de reactor, surgió la necesidad de desarrollar un programa que permitiera simularlos. Este aspecto se describe en el Capítulo 5 y está centrado en el catalizador MV4-30. El esfuerzo fue, desde nuestro punto de vista, satisfactorio, y dejó una estructura de cálculo disponible para ser utilizado con otros catalizadores y con reactores a escala banco. / Venezuelan surplus production of butanes and pentanes is a significant incentive for the development of new technologies that will help transforming them into products of added value. From a literature review presented in Chapter 1, a magnesium and vanadium oxide catalyst was found which showed the possibility for the development of a new way to produce non-saturated hydrocarbons through oxidative dehydrogenation. It was obvious that, in case this new technology was feasible, fluidized bed or mobile bed reactors would be needed to reduce the potential for explosive hydrocarbon-oxygen mix by separating hydrocarbon oxidation zones from those of the catalyst. Such a process has the additional advantage of producing a substantial selectivity increase. This catalyst however, does not offer the required attrition resistance characteristics. We propose to resolve this problem by adding an additional support like silica or alumina, materials commonly used in such reactors. Research efforts were dedicated to investigate the feasibility of such approach since these solids have superficial properties capable of modifying the type of compounds developed in the active phase. The main goal of this work was to bridge knowledge gaps in order to keep such approach alive. In order to assess potential extensions of such technology, some effort was dedicate to improve the active phase behavior by adding promoting components, and to analyze the behavior of the most promising catalysts for the oxidative dehydrogenation of n-pentane. We build a lab setup that would allow us to perform experiments and a set of catalysts were prepared. Catalysts were characterized in order to provide a foundation that would allow us to provide interpretation of observed behavior changes. For each one of these hydrocarbons, we also analyzed the effect of supporting and promoting components. The most extensively studied support material was silica. The main efforts were directed at quantifying the effect of the support on the activity, selectivity and on the optimal Mg/V ratio, as well as the effect of dilution. With increasing silica content we observed a decrease in activity while selectivity changes were mainly related to the products distribution but with global selectivity values similar to those of pure active phase with up to 30% of silica. No meaningful changes were observed with respect to the optimal Mg/V ratio. We determined that the MV4-30 catalyst had characteristics that would allow a new technology to be developed. Other promising supported catalysts that were found in our study were the Gamma30 and the Alfa30.Regarding to promoted catalysts, the following promoting agents were studied: Sb, Bi, Mo and Ga. Encouraging results were found in terms of selectivity. However, with the exception of gallium, these components had a negative impact on activity. Gallium did not affect activity values but improved the selectivity towards butadiene. We also had the opportunity to verify the effect of the vanadium precursor used in our studies and we were able to confirm significant advantages in the use of vanadil-oxalate.For the oxidative dehydrogenation of n-pentane we observed similar results but with lower global selectivity values. Obtained experimental results indicate the need to introduce changes in the catalyst which are outside the scope of this work.Finally, in order to quantify our results and to show that we would be able to translate them into effective values for reactor design, a software program was developed to simulate the experiments. Research efforts were, in our opinion, satisfactory and they resulted in a framework that could be used with other catalysts and in bank scale reactors.

La comunitat bentònica dels ecosistemes fluvials processa una gran quantitat de la matèria orgànica que arriba als rius. L'origen de les entrades de material (autòctones o al·lòctones), la seva composició química i la seva quantitat (freqüència de les entrades i concentració assolida en el riu), determinen l'estructura de la comunitat bentònica autotròfica i heterotròfica, les seves relacions tròfiques i les seves interaccions potencials (competència, sinergisme). L'objectiu d'aquesta tesi és posar de manifest la utilització de la matèria orgànica dissolta (MOD) per part dels biofilms bacterians bentònics fluvials i determinar l'eficiència del sistema fluvial en l'ús dels diferents materials que hi circulen. Amb aquesta finalitat s'han portat a terme diversos experiments, tant de camp com de laboratori, per tal de conèixer els efectes de la disponibilitat de la matèria orgànica (quantitat) i la seva qualitat (composició química i biodegradabilitat) i els efectes deguts a l'augment de temperatura de l'aigua del riu. / The benthic community in river ecosystems processes a large amount of organic matter entering the river. The input sources (autochthonous and allochthonous) as well as their chemical composition and amount (frequency of inputs and concentrations reaching the river), determine the structure of the autotrophic and heterotrophic benthic community, their trophic relationships and their potential interactions (competition, synergism). The aim of this thesis is to elucidate the use of dissolved organic matter (DOM) by the benthic stream microbial biofilms and determine the efficiency of the fluvial system in the use of the different materials that circulate through it. Different experiments were developed in the field and others in laboratory conditions to control the respective effects of organic matter availability (quantity) and quality (chemical composition and lability), as well as the effects of increasing river water temperature.