O Brasil com o propósito de se tornar autossuficiente na produção de radioisótopos e fontes radioativas usados na medicina nuclear, na agricultura e no meio ambiente desenvolveu o projeto de um reator multipropósito de 30 megawatts de potência para atender a demanda nacional. No Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), o Centro de Combustível Nuclear (CCN) é responsável pela fabricação dos combustíveis para o reator IEA-R1 e, possivelmente, pelos combustíveis do reator multipropósito. Com o intuito de atender a demanda para os reatores foi projetada uma nova planta de fabricação com a capacidade máxima de 60 combustíveis por ano, o qual atualmente é de dez. O aumento da produção consequentemente aumentará o volume de efluentes gerados. A atual preocupação com o meio ambiente faz-se necessário elaborar um plano de gestão para tornar o processo sustentável, o qual ocasionará em benefícios ambientais, econômicos e sociais. O processo produtivo do combustível gera vários tipos de efluentes, contendo urânio ou não, sendo sólidos, líquidos e gasosos com características físicas e químicas variadas. Esse estudo tem como objetivo identificar, caracterizar e segregar os efluentes gerados em todo o processo produtivo de obtenção do combustível nuclear do tipo MTR (Materials Testing Reactors). No desenvolvimento do presente trabalho foram utilizadas como base a Resolução n° 357, de 17 de março 2005, e a Resolução n° 430, de 13 de maio de 2011 do Conselho Nacional do Meio Ambiente CONAMA. Com os resultados obtidos foi possível determinar que os efluentes líquidos são os principais aspectos que podem causar contaminação ao meio ambiente, e a atual situação do CCN mostra que 30% do efluente líquido possui tratamento de recuperação de urânio; 20% dos efluentes líquidos são reutilizados na composição química em que foi gerado; 35% descartado diretamente ao meio ambiente de acordo com a legislação. O restante dos efluentes líquidos, cerca de 15%, estão em fase de desenvolvimento do processo de tratamento. / Brazil with the purpose of becoming self-sufficient in the production of radioisotopes and radioactive sources used in nuclear medicine, agriculture and the environment has developed the project of a multipurpose reactor of 30 megawatts of power to meet the national demand. At the Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), the Centro de Combustível Nuclear (CCN) is responsible for manufacturing fuels for the IEA-R1 reactor and, possibly, the multipurpose reactor fuels. In order to meet the demand for the reactors, a new manufacturing plant with a maximum capacity of 60 fuels per year has been designed, which is currently ten. The increase in production will consequently increase the volume of effluents generated. The current concern with the environment makes it necessary to elaborate a management plan to make the process sustainable, which will lead to environmental, economic and social benefits. The production process of the fuel generates several types of effluents - containing uranium or not - being solid, liquid and gaseous with varied physical and chemical characteristics. This study aims to identify, characterize and segregate the effluents generated in the entire production process of obtaining the nuclear fuel type MTR (Materials Testing Reactors). In the development of this paper, Resolution 357 of March 17, 2005, and Resolution No. 430 of May 13, 2011 of the National Environmental Council - CONAMA, were used. With the results obtained it was possible to determine that the liquid effluents are the main aspects that can cause contamination to the environment, and the current situation of the CCN shows that 30% of the liquid effluent has uranium recovery treatment; 20% of the liquid effluents are reused in the chemical composition in which it was generated; 35% discarded directly to the environment according to the legislation. The rest of the liquid effluents, about 15%, are in the development phase of the treatment process.

A indústria metal-mecânica é responsável pela síntese de um dos efluentes oleosos mais complexos e difíceis de tratamento e reuso. Esses efluentes são constituídos, entre outros poluentes, por fluidos de corte, que servem para refrigerar e lubrificar peças metálicas no sistema de usinagem. Quando esses efluentes são tratados biologicamente é importante que se faça isso com microrganismos autóctones do mesmo, pois o uso desses microrganismos (bioaumentação) tende a ser mais eficaz, uma vez que os mesmos já estão adaptados aos poluentes nele existentes. Com este propósito, o presente trabalho teve como objetivo principal o isolamento e seleção de microrganismos para remediação de um efluente metalmecânico através de tratamentos unitários em bioreator do tipo air-lift e por sistema oxidativo UV/H2O2, além do tratamento integrado com ambos os processos. No tratamento biológico foram utilizados os microrganismos autóctones do efluente estudado, além do uso do fungo Aspergillus niger como microrganismo de referência. A caracterização do efluente bruto mostrou que, em decorrência dos parâmetros determinados como, 1495 mg Pt/L de cor, DQO de 9147 mg/L, 53 mg/L de fenóis-totais, 15666 mg/L de ST, 2,5 mgO2/L de OD, 887 mg/L de O&G e fator de toxicidade crônica de 1667, o mesmo possui um alto potencial poluidor. Foram isolados, da amostra do efluente, seis possíveis tipos de fungos filamentosos. Dentre os quais, Epicoccum nigrum e Cladosporium sp, foram os que se mostraram mais eficazes para a realização do tratamento do efluente em reator do tipo air-lift. No biotratamento em reator airlift o fungo Epicoccum nigrum se mostrou mais eficaz na maioria das reduções dos parâmetros determinados (27% da DQO, 62% de fenóis-totais, 94% do H2O2, 44% da Cond. E e de 43% de O&G), já Cladosporium sp foi mais apto na redução de cor (87%). O tratamento oxidativo com sistema UV/H2O2, obteve reduções mais intensas, do que o tratamento biológico, em relação aos parâmetros de DQO (34%), H2O2 (98%) e no aumento de OD (705%) da amostra do efluente. Entretanto, foi menos eficaz nas reduções de cor (74%), fenóis-totais (24%), ST (15%) e Cond.E (34%) e atingiu um desempenho semelhante, em relação ao tratamento biológico, na redução de O&G (45%). Já o tratamento integrado do efluente por sistema UV/H2O2 seguido de tratamento biológico, propiciou uma intensificação nas reduções de todos os parâmetros avaliados pós-tratamento. Indicando assim que, o tratamento fotoquímico, antecipado ao tratamento biológico, aumentou a biodegradabilidade da amostra do efluente, facilitando desta forma a biorremediação do mesmo em reator air-lift. Entre os três sistemas de tratamento estudados (biológico, UV/H2O2 e UV/H2O2 - biológico), o processo integrado utilizando o sistema fotoquímico UV/H2O2 seguido do tratamento biológico com o fungo E. nigrum foi o mais eficaz para o efluente estudado. / The metalworking industry is responsible for one of the most complex and difficult to reuse and handling, oily effluents synthesis. These effluents are made by cutting fluids which provide refrigeration and purification of metallic pieces in the machining system. When these effluents are biologically treated is important to do this with autochthonous microorganisms, therefore the use of these microorganisms (bioaugmentation) tends to be more efficient because they are already adapted to the existing pollutants. The aim of this work was the isolation and selection of remediation microorganisms of metalworking effluent through unit processes (air-lift bioreactor and UV/H2O2 system) and also through their integration. In the biological treatment were used the autochthonous microorganisms from metalworking effluent beyond the use of Aspergillus niger as reference microorganism. The original effluent characterization presented a great pollutant potential. The value of color of the effluent was 1495 mg Pt/L, COD was 9147 mgO2/L, total phenols was 53 mg/L, total solids (TS) was 15666 mg/L, dissolved oxygen (DO) was 2.5 mgO2/L, oil and grease was 887 mg/L and chronic toxicity factor was 1667. Six possible types of filamentous fungi were isolated from the effluent sample. Among them, Epicoccum nigrum and Cladosporium sp were the most efficient in the air-lift reactor treatment. In the air-lift reactor biotreatment the fungus Epicoccum nigrum was the most efficient in the majority of the parameters reductions (of 27% COD, 62% total phenols, 94% H2O2, 44% electrical conductivity and 43% oil and grease) and Cladosporium sp was more efficient in the color reduction (87%). The oxidative treatment system (UV/H2O2) was more efficient than the biological treatment in the reductions of COD (34%) and H2O2 (98%) and increase of the DO (705%). However was less efficient in the reductions of color (74%), total phenols (24%), TS (15%) and electrical conductivity (34%) and reached a similar performance in the oil and grease reduction (45%). On the other hand, the integrated effluent treatment by UV/H2O2 system followed by biological treatment provided an intensification of reductions in all of the evaluated parameters after treatment. Indicating that the photochemistry treatment anticipated to the biological treatment increased biodegradability of the effluent sample, facilitating bioremediation in reactor air-lift. Among the three treatment systems evaluated (biological, UV/H2O2 and UV/H2O2 - biological), the integrated processes utilizing the photochemistry system UV/H2O2 followed by the biological treatment (E. nigrum) was the most efficient.

Neste trabalho foram preparados eletrodos de óxidos de composição nominal Ti/RuyTi(1-y-x)SnxO2 por decomposição térmica (400 °C) via três rotas diferentes: Método Tradicional empregando-se precursores inorgânicos dissolvidos em Isopropanol (MT/ISO) e em solução de HCl 1:1 (v/v) (MT/HCl) e, Método dos Precursores Poliméricos (MPP). Os recobrimentos de óxidos foram caracterizados por Microscopia Eletrônica de Varredura, análises de Energia Dispersiva de raios X e Difração de Raios X. A caracterização eletroquímica dos eletrodos foi feita por estudos de potencial em circuito aberto, tempo de vida útil e voltametria cíclica na ausência e na presença do poluente selecionado como modelo, o 4-clorofenol. Eletrólises do 4-clorofenol e de seus principais subprodutos foram realizadas em uma célula de fluxo tipo filtro-prensa e monitoradas por análises de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência, Carbono Orgânico Total e íons cloreto em solução, além de testes bacteriológicos de toxicidade. Os resultados mostram que o método de preparação influencia na morfologia e na composição dos eletrodos, mas não afeta o tamanho dos cristalitos. Apesar das características distintas, MT/ISO e MPP são adequados para o preparo desses eletrodos pois evitam perdas dos componentes e proporcionam recobrimentos de estabilidade eletroquímica bastante apropriada frente às condições drásticas de eletrólise, viabilizando assim a aplicação destes eletrodos na degradação de poluentes orgânicos. Além disso, todos os eletrodos investigados são muito promissores para a degradação eletroquímica de clorofenóis, pois apresentam excelente atividade para o consumo do 4-clorofenol. Independente da composição e do método de preparação do eletrodo, os subprodutos formados na eletrooxidação de 4-clorofenol são: hidroquinona, benzoquinona, cloro-hidroquinona e 4-clorocatecol, além dos ácidos oxálico, maleico, málico, succínico e malônico. Embora a mineralização completa do poluente não tenha sido atingida, a toxicidade das soluções após o término das eletrólises diminui consideravelmente, visto que tanto o composto orgânico de partida quanto os subprodutos aromáticos formados são degradados com excelente eficiência, sobretudo quando se utilizam ânodos preparados por MT/ISO. / In this work oxides electrodes of nominal composition Ti/RuyTi(1-y-x)SnxO2 were prepared by thermal decomposition (400 °C) by three different routes: Traditional Method using inorganic precursors dissolved in either Isopropanol (MT/ISO) or a solution of HCl 1:1 (v/v) (MT/HCl) and the Polymeric Precursors Method (MPP).Oxides coatings were characterized by Scanning Electron Microscopy, Energy Dispersive X ray analyses and X ray Diffraction. The electrochemical characterization of the electrodes was performed by studies of potential in open circuit, service lifetime, and cyclic voltammetry in the absence and in the presence of the model pollutant 4-chlorophenol. Electrolyses of 4-chlorophenol and its main by-products were accomplished in filter-press flow cell and monitored by High Performance Liquid Chromatography, Total Organic Carbon, and analyses of chloride ions in solution, besides bacteriological toxicity tests. Results show that the preparation method influences the morphology and composition of the electrodes, but it does not affect the crystallite size. In spite of their different characteristics, MT/ISO and MPP are appropriate methods for the preparation of these electrodes because they avoid the loss of components and provide electrochemically stable coatings before the drastic conditions of electrolysis. Therefore, these electrodes can be applied in the degradation of organic pollutants. Furthermore, all the investigated electrodes are very promising for the electrochemical degradation of chlorophenols, because they present excellent activity regarding the consumption of 4-chlorophenol. Independent of the composition and the preparation method of the electrode, the by-products formed in the electrooxidation of 4-chlorophenol are hydroquinone, benzoquinone, chlorohydroquinone, and 4-chlorocatechol, as well as oxalic, maleic, malic, succinic, and malonic acids. Although the complete mineralization of the pollutant has not been reached, the toxicity of the solutions decreases considerably after the end of the electrolyses. This is because both the initial organic compound and the aromatic by-products formed in the electrolyses are degraded with excellent efficiency, especially when the anodes prepared by MT/ISO are employed.

Este trabalho consiste no desenvolvimento de uma metodologia para o projeto ótimo de sistemas de reatores para tratamento fotoquímico de efluentes industriais. São realizadas a modelagem, simulação e otimização do sistema de tratamento, visando aplicações industriais, com associação de reatores e reciclos, além de estabelecer a melhor alternativa de configuração dos reatores, com custo mínimo horário de tratamento ou custo por volume de efluente tratado. O efluente tratado é uma corrente aquosa contaminada com fenol. Nesse trabalho, foi avaliado o processo foto-Fenton para degradação fotoquímica do contaminante. O estudo consiste nas modelagens da cinética da reação e dos reatores fotoquímicos contínuos. Para o estudo cinético, foram utilizados dados experimentais obtidos previamente em um reator fotoquímico de laboratório. Estes dados foram, preliminarmente, tratados por análise estatística de modo a detectar e eliminar possíveis dados anômalos. A partir dos dados tratados, foi possível ajustar um modelo de redes neurais artificiais capaz de representar a taxa da reação, a qual foi posteriormente inserida no modelo do reator. O reator fotoquímico estudado apresenta a seguinte configuração: um reator de mistura convencional (CSTR), com a fonte de luz artificial formada por uma ou mais lâmpadas colocadas em poços imersos no líquido. São utilizadas lâmpadas de vapor de mercúrio de média pressão e potências variadas. O modelo contempla diferentes configurações de reatores: um reator fotoquímico sem reciclo; reatores fotoquímicos em série sem reciclo; reatores fotoquímicos em série com reciclo saindo do último reator e podendo retornar a apenas um, exceto ao último. Nas simulações, a partir de uma dada concentração inicial de fenol, este é fotodegradado até atingir uma concentração final especificada na saída do último reator da série. Com isso, é possível obter a configuração do sistema e também construir e analisar os perfis de concentração e da taxa de reação ao longo da série de reatores. Foi realizada uma análise de sensibilidade das variáveis do processo e construído um diagrama de Pareto que possibilitou julgar as mais importantes, que afetam no número de reatores em série, e estão na seguinte ordem: potência específica (Pesp), volume de líquido presente em cada reator (Vlíq), concentração de saída especificada na saída do último reator (COTesp), vazão volumétrica do contaminante na entrada do primeiro reator (v0), razão de reciclo (R), potência da lâmpada (Plamp), posição de entrada da corrente de reciclo (k). Com essa informação, foi possível desenvolver um modelo de otimização com o objetivo de selecionar a melhor configuração do sistema de reatores fotoquímicos. A função objetivo avaliada é o custo horário de tratamento. Os componentes do custo do tratamento, em ordem de importância são: energia elétrica, custos de investimento dos reatores, reagentes, lâmpadas, investimento das bombas e por último o poço das lâmpadas. A otimização foi realizada através do método de busca direta, o qual permite mapear toda a superfície de resposta no domínio das variáveis, atendendo às restrições e garantindo a obtenção do ótimo global. Os resultados do modelo estão de acordo com o esperado e mostram-se promissores para o projeto deste tipo de sistema. / This study deals with the development of a method for the optimized design of industrial reactor systems for the photochemical degradation of industrial wastewater by the photo Fenton process. Water containing phenol was selected as a model effluent, so that available experimental data obtained in laboratory could be used in the fitting of a model for estimating the degradation rate. This was accomplished by fitting a neural network model to the experimental data. A mathematical model was developed for a CSTR photochemical reactor in which the light was provided by one or more medium pressure mercury arch lamps placed inside glass wells immersed in the liquid. The reactors were arranged in series, in which a recycle stream from the system output stream to any of the reactors in the series could be activated. A sensitivity analysis was carried out with the model to estimate the relative importance of the model variables in relation to the cost of treatment, resulting in the following ones, in decreasing order of importance: specific power for light provision, reactor volume, specified exit concentration of the contaminant, inlet flow rate, recycle ratio, lamp power and recycle input reactor. A model was developed for optimization of the design based on the minimum hourly cost for processing a given wastewater flow rate, containing a given amount of contaminant, to meet a specified output contaminant concentration. The objective function was built by allocating costs to the investment and operating items of the reactor series. The optimization procedure consisted of performing a grid search of the global optimum, based on the design variables selected. The results were coherent with the expected ones, and evidenced the large importance of electric light costs to the economic feasibility of photochemical processes of industrial scale.

Neste trabalho os conceitos de uso racional e reúso, como ferramentas para o gerenciamento de águas e efluentes na indústria são propostos e avaliados. São apresentadas e discutidas algumas considerações sobre a necessidade do desenvolvimento e implantação de programas que objetivam o gerenciamento da água e sobre a importância da aplicação desses programas na indústria. A avaliação e validação das ferramentas propostas foram efetuadas por meio de um Estudo de Caso desenvolvido na Empresa KODAK Brasileira – Industria e Comércio Ltda. Nesse estudo foi feita uma análise dos principais processos produtivos, para a identificação da demanda de água e, conseqüentemente, das áreas com maior potencial para a aplicação de alternativas para o uso racional e para o reúso da água. Os resultados obtidos, dentro desses conceitos, foram bastante satisfatórios em relação à redução do consumo de água e melhoria da produtividade. O potencial de redução no consumo global de água, considerando-se apenas as áreas avaliadas, foi estimado em 14,5%, enquanto o ganho de produtividade foi estimado em 76 horas por mês. Também foi verificado que a prática de reúso, principalmente de efluentes tratados, apresenta limitações. Os dados obtidos por meio do desenvolvimento deste trabalho permitem concluir que o uso racional e reúso são ferramentas básicas para os programas de gerenciamento de águas e efluentes na indústria, mas que as mesmas devem ser cuidadosamente avaliadas, pois podem apresentar limitações de ordem técnica ou econômica. / The rational use and reuse concepts as tools for water and wastewater management programs in industry are proposed and evaluated. It is presented and discussed the basic issues related to the needs of developing and implementing a water and wastewater management program and its importance to industry. The evaluation and validation of the proposed tools were based on a Case Study developed at KODAK Brasileira – Indústria e Comércio Ltda. The main industrial processes were analyzed, in order to identify water demand and major areas for water optimization and reuse opportunities. The results associated with water optimization and reuse, were very satisfactory, both in terms of water consumption reduction as well as productivity increase. The global water reduction potential was estimated at 14,5 %, and the gain on productivity at about 76 hours per month. On the other hand it was verified that wastewater reuse has its own limitations. The results obtained allows for the conclusion that rational use and reuse are basic tools on developing any water and wastewater management program for industry. However the technical and economical limitation should be carefully evaluated.

O Terminal Almirante Barroso – TEBAR, de propriedade da Petrobrás, está localizado no Canal de São Sebastião – CSS, onde lança seus efluentes através de dois emissários submarinos com sistema difusor, ambos de polietileno de alta densidade - PEAD. Cada seção difusora é constituída de três risers com 0,15m de diâmetro e 1,5m de altura, a uma profundidade que varia entre 19,15 e 25,45m. A intensidade média de corrente no canal é da ordem de 0,40 a 0,60m/s, com direção preferencial NE. O efluente possui altas concentrações de amônia (máxima de 125,5,mg/L em abril de 2001) que ultrapassam o padrão de emissão estabelecido pela Resolução Conama 20/86 (Artigo 21 - 5,0mg NH3/L), além de ser caracterizado como um efluente denso devido a alta concentração de salinidade. Para compreender o processo de dispersão do contaminante amônia e o perfil hidrodinâmico da pluma do efluente dos emissários submarinos do TEBAR, utilizou-se a modelagem computacional como uma ferramenta de análise do processo da dispersão de efluentes em corpos d’água, e também como suporte na decisão das agências ambientais e dos processos industriais frente a exigência de atendimento à legislação. Dois diferentes métodos foram utilizados, o método integral (software CORMIX) e o método dos volumes finitos (software FLUENT). O CORMIX é um programa especialista largamente utilizado na análise do campo próximo do lançamento de efluentes por emissários submarinos, enquanto que, no FLUENT pode-se considerar os efeitos da batimetria (Carta Náutica n0 1643 da Marinha do Brasil) e analisar tanto o campo próximo quanto o campo distante. Os resultados de ambos os métodos apresentaram uma pluma com empuxo negativo, que submerge após alguns metros do lançamento, acarretando em um forte impacto bêntico na área circunvizinha do sistema difusor. Os resultados da dispersão do contaminante apresentados pelo CORMIX, para este estudo, foram extremamente conservadores, onde o padrão de qualidade das águas somente é atingido a grandes distâncias do lançamento (200m). Os resultados do FLUENT estão de acordo com os estudos de monitoramento da qualidade da água e de diluição de traçadores fluorimétricos, atingindo o padrão de qualidade das águas a poucos metros do lançamento (15m). / The Almirante Barroso Oil Terminal – TEBAR, property of Petrobrás, is located at São Sebastião Channel – CSS, which effluent is discharged through two submarine outfalls build of HDPE – High Density Polyethylene. Both of them has three risers with 0.15m of diameter and 1.5m of height, and are located between 19.15m and 25.45m of depth. The medium current velocity is between 0.40m/s and 0.60m/s to northward (NW). The effluent was sampled from April 2000 to March 2002 by Petrobrás. In this period, it was founded high concentrations of ammonia (125.5mg/L in April 2001), trespassing the limit value for emission of CONAMA 20 Resolution – Art.21 (5mg/L). The salinity of effluent is of order 52.8% at a temperature of 27.3ºC for the same period. This range of values results in a density of 1037 kg/m3. Computer modeling uses for the waste water dispersion process and the hydrodynamic profile description in water bodies is a modern tool as a decision support for the environmental agencies and for the industries in order to verify the standard water quality. Two different computer techniques are used in this present work, integral methods (software CORMIX) ), which conduct to the dilution results of the plume in the near field, and finite volume methods (software FLUENT) where its possible to analyze the effects of a variable batimetries (Nautical Map n0 1643 - Marinha do Brasil) and to consider the near and far dispersion process. Both softwares showed that effluent plume has negative buoyancy, ocurring a strong impact benthic in the vicinity area of submarine outfall. The FLUENT application permits obtain results for near-field and far-field with no restrictions of bathymetry and port discharge geometry but the computational cost is higher compared with classical software used to prevent plume dispersion from submarine outfalls and which are based in gaussian integral methods (CORMIX). In this present work, the CONAMA 20 Resolution for ammonia (C = 0,4mg/L) is attended around 15m for FLUENT and 200m for CORMIX, far from ports.

A crescente demanda de água nas cidades tem feito o homem buscar diferentes fontes de irrigação de culturas na agricultura, em se tratando de uma atividade que requer um grande montante de água. Neste contexto, o uso de efluente de esgoto tratado (EET), industrial ou doméstico, substituindo a água utilizada na irrigação de várias culturas, tem se mostrado ser uma medida promissora para preservá-la para o consumo humano.O propósito deste trabalho foi avaliar através de técnicas espectroscópicas (Infravermelho com Transformada de Fourier - FTIR, Espectroscopia de Fluorescência, Espectroscopia de Absorção de UV-Visível, Ressonância Paramagnética Eletrônica - RPE), as mudanças na matéria orgânica do solo (MOS) e ácidos húmicos (AH) extraídos de solo irrigado ou não com efluente de esgoto tratado, nas seguintes condições de irrigação: SI (sem irrigação com EET), 100 (irrigação com EET e umidade de solo na capacidade de campo) e 200 (irrigação com EET e umidade de solo 100% acima da capacidade de solo). Além dessas técnicas foi determinada a porcentagem de carbono e utilizada a espectroscopia de Fluorescência Induzida por Laser (FIL) para medir o grau de humificação de amostras de solo intacto, irrigados ou não com EET. As amostras de solo, sob cultura de cana-de-açúcar, foram coletadas em campo experimental situado em Lins-SP, em diferentes profundidades até 100 cm. As análises das amostras de solo demonstraram um decréscimo de porcentagem de carbono na faixa de 2 a 15% para as condições de irrigação com EET. O resultado é preocupante considerando tratar-se de solos com menos de 1% de conteúdo de carbono, e que tem com a aplicação do EET uma diminuição adicional na MOS, o que pode ser altamente limitante para a fertilidade e estrutura do solo. Os resultados obtidos por FIL para as mesmas amostras mostraram um aumento no grau de humificação variando de 9 a 30% nas áreas irrigadas com EET em relação às áreas não irrigadas com EET. Esse aumento do grau de humificação MOS é consistente com a diminuição de carbono do solo que mais provavelmente perde frações mais lábeis, permanecendo as mais recalcitrantes. Os espectros obtidos pela espectroscopia de FTIR para os AH analisados foram típicos, não mostrando diferença significativa, considerando as diferentes camadas de profundidade e irrigação ou não com EET. Os resultados obtidos por espectroscopia de fluorescência, usando três diferentes metodologias, de AH em solução mostraram, assim como a espectroscopia de FIL para amostras de solo, aumento no grau de humificação conforme aplicação de EET Assim como no caso da MOS, tal aumento no grau de humificação pode ser atribuído à degradação de frações de carbono mais lábeis e permanência das mais recalcitrantes dos ácidos húmicos analisados. Os resultados de razão E4/E6 (razão entre as intensidades de absorbância em 465 e 665 nm) para os AH analisados obtidos através da espectroscopia de absorção de UV-Visível denotaram decréscimo em seus valores nas camadas superficiais, comparando-se as três condições analisadas. Os resultados obtidos pela espectroscopia de RPE mostraram um aumento na concentração de RLS (radicais livres semiquinona) nos AH nas duas condições de irrigação, 100 e 200, sendo mais pronunciado na segunda. Corroborando com os resultados obtidos através das demais espectroscopias utilizadas, tal aumento da concentração de RLS provavelmente é oriundo de aumento de grau de humificação. Dessa forma, de acordo com os dados obtidos, o emprego de ET como fonte de irrigação em substituição à água, nas condições de solo analisadas são preocupantes, pois pode trazer limitações para a fertilidade e estrutura do solo, conforme evidenciado pelo decréscimo no conteúdo de MOS.Contudo, os experimentos devem ser continuados para confirmar e validar as tendências iniciais detectadas, bem como para buscar as alternativas de manejo dos solos e culturas para viabilizar a aplicação do EET em condições que sejam sustentáveis. / The increasing demand of water sources in the cities has done the man search for other different sources for irrigation of cultures in agricultural fields, hence it\'s an activity that demands a large amount of water. In this context, the use of treated sewage effluent (TSE), industrial or domestic, instead of water for irrigation of several cultures, has been shown to be a very promising way to save water for human consume.The purpose of this study is to evaluate by spectroscopic techniques (Fourier Transformed Infra-Red - FTIR, Fluorescence Spectroscopy, UV-Visible Spectroscopy and Electron Paramagnetic Resonance - EPR) the changes in the soil organic matter (SOM) and humic acids (HA) extracted from soils irrigated or not with treated sewage effluent, in the following concentrations of irrigation: SI (soil non-irrigated with TSE), 100 (soil irrigated with TSE and soil humidity in the same level of field capacity) and 200 (soil irrigated with TSE and soil humidity 100 % above field capacity). Besides these techniques, it was also determined the carbon percentage and used the Laser-Induced Fluorescence (LIF) spectroscopy to measure the degree of humification in samples of whole soil, irrigated or not with TSE. The soil samples analyzed in this study were collected from an experimental field in the city of Lins - SP, from a sugarcane culture soil, in the depth till 100 cm. The analysis of samples of whole soil showed a decrease in the carbon percentage in the range of 2 to 15% in the irrigation conditions comparing with the non - irrigated area. These results are preoccupying considering that it\'s a soil with less of 1% of carbon content, and has an additional decrease in the SOM when irrigated with TSE, what may cause limiting in the soil fertility and structure. The results obtained by LIF for the same samples, showed an increase in the humification degree varying from 9 to 30% in the irrigated area. This increase in the humification degree of soil organic matter (SOM) is consistent with carbon percentage decreasing in soil, which probably loses more labile fractions, remaining the most recalcitrant ones. The spectra obtained by the FTIR spectroscopy for HA analyzed were typical, not showing a significative difference, considering different layers of depth and treatment or not with TSE. The data obtained by fluorescence spectroscopy, using three different methodologies, of HA in solution showed, as well as the LIF spectroscopy for whole soils, an increment in the humification degree according to application of TSE. At the same way that happens with SOM, this increase in the humification degree may be attributed to degradation of carbon more labile fractions and remaining of the most recalcitrant ones in the humic acids. The results of E4/E6 ratio (ratio between the absorbance intensities at 465 and 665 nm) obtained by UV-Visible spectroscopy showed a decrease in the superficial layers, comparing the three conditions analyzed. The results obtained by the EPR spectroscopy showed an increase in the concentration of SFR (semiquinone free-radicals) in the HA with the increase of depth in the two conditions of irrigation, 100 and 200, being more pronunciated in the second treatment. Corroborating with the results obtained by the others spectroscopies, this increase in the SFR concentration probably may be attributed to the increase in the humification degree. In this manner, according with the obtained data, the use of TSE as source of irrigation replacing the water in the soil condition analyzed are preoccupying, hence it may cause limitations in soil fertility and structure, as evidenced by the decrease of the SOM content. However, the experiments must continue to confirm and validate the initials tendencies detected, and to search new alternatives for soil and culture tillage to make possible the TSE application in sustainable conditions.

Esta pesquisa teve como objetivo quantificar a emissão de metano (CH4) proveniente da vinhaça presente em diferentes sistemas de armazenamento e transporte e, adicionalmente, avaliar, por técnicas independentes de cultivo, a microbiota funcional relacionada à produção deste gás. Para atingir esta meta foram realizados três estudos complementares. O primeiro abordou a caracterização dos sistemas de armazenamento e transporte de vinhaça encontrados no Brasil baseado em um questionário aplicado às usinas produtoras de etanol. O segundo visou quantificar as emissões de CH4 em condições de campo provenientes da vinhaça nos canais e tanques e também em laboratório em um estudo de incubação. O terceiro estudo avaliou a microbiota funcional associada à emissão de CH4 através de técnicas independentes de cultivo, como PCR em tempo real (qPCR) e pirosequenciamento. As análises microbiológicas indicaram que as emissões de CH4 são produzidas, preferencialmente, através da decomposição anaeróbia do material orgânico dissolvido da vinhaça depositados no fundo dos sistemas. Estas emissões não são desprezíveis e devem ser consideradas nos cálculos de pegada de carbono do etanol. Nos canais sem revestimento a emissão média em dois anos safras consecutivos apresentou valor de 0,75 kg CO2 eq m-3 de vinhaça, aproximadamente 5 vezes superior às emissões na parte revestida. Nos tanques a emissão foi aproximadamente setenta vezes inferior quando comparada ao canal revestido. O experimento de incubação auxiliou no entendimento de que a vinhaça sozinha não produz quantidades significativas de CH4. Entende-se que os nichos microbianos metanogênicos provavelmente são formados no sedimento, enquanto que a vinhaça mantém as condições de anaerobiose do sedimento necessárias à metanogênese e fornece nutrientes para acelerar a reação. O gênero Methanobrevibacter se mostrou dominante na comunidade microbiana metanogênica, conforme demonstrado pelo pirosequenciamento do gene 16S rRNA. Houve correlação positiva entre a abundância do gene 16S rRNA de Arquéia e dos genes funcionais mcrA e mba com a emissão de CH4. As informações sobre produção e emissão de CH4 e das características da vinhaça constituem informações importantes para tomada de decisão sobre a mitigação e/ou aproveitamento do CH4 gerado para fins econômicos e ambientais. / This research aimed to quantify methane (CH4) emissions from the vinasse in different storage and transportation systems and, additionally, to evaluate the functional microbiota associated with the production of this gas by molecular biology approaches. Three complimentary studies were performed to reach this goal. The first one was related to the characterization of main vinasse storage and transportation systems adopted in Brazil based on a survey administered to the mills, in south-central region of Brazil, producing sugarcane etanol. The second aimed to quantify the CH4 emissions from vinasse in both, field - channels and thanks - and laboratory conditions. The third study evaluated the functional microbiota associated with the CH4 emission by molecular biology approaches like real time PCR ans pyrosequencing. Microbial analysis indicated that CH4 emissions are produced preferably by anaerobic decomposition of the organic material dissolved in the vinasse and deposited on the bottom of the systems. These emissions are not negligible and should be considered in ethanol\'s carbon footprint calculations. At the uncoated part of the channel, the average emission from two crop years was 0.75 kg CO2 eq m-3 of vinasse, about 5 times greater than the emissions at the coated part. Methane emissions from the tank were about seventy times lower than from the uncoated channel. The laboratory experiment supported the understanding that the vinasse alone produces no significant emission of CH4. The microbial methanogenic niches were probably formed in the sediment, while the vinasse keeps sediment anaerobic conditions necessary for methanogenesis and provides nutrients to speed up the reaction. The Methanobrevibacter genus showed dominant in methanogenic microbial community, as demonstrated by pyrosequencing of the 16S rRNA gene. There was a positive correlation between the abundance of 16S rRNA gene Archaea and the functional mcrA and mba genes with the emission of CH4. Information on production and emission of CH4 and vinasse characteristics are important for decision making on mitigation and/or use of gas generated for economic and environmental purposes.

[pt] Efluentes contendo cianeto estão presentes em indústrias de importância como a minero-metalúrgica, siderúrgica, entre outras, constituindo estes potenciais riscos para os ecossistemas, devido à elevada toxicidade do cianeto. O alvo do presente trabalho foi estudar a cinética de degradação do cianeto com ácido de Caro (H2SO5), um poderoso oxidante produto da reação entre o H2SO4 e H2O2, e desenvolver um modelo matemático que envolvesse a oxidação de CN - e a decomposição simultânea do H2SO5. Os ensaios foram realizados em regime de batelada, e as amostras utilizadas na degradação foram soluções sintéticas de CN - livre. A metodologia experimental envolveu um desenho fatorial 24, levando em conta 4 variáveis: [CN-] mg/L, razão molar [H2SO5]:[CN-], pH e tipo de ácido de Caro, com a finalidade de avaliar o efeito de cada variável na cinética da degradação. A análise estatística mostrou que as variáveis mais preponderantes na cinética de degradação foram [CN-] mg/L e [H2SO5]:[CN-]. Uma avaliação físicoquímica mostrou também uma maior velocidade de degradação a um pH 9 em relação a um pH 11, enquanto que um tipo de [H2SO5] de razão molar H2SO4//H2O2 igual a 3:1 teve uma maior eficiência que utilizando um [H2SO5] de razão estequiométrica 1:1. O ácido de Caro mostrou-se efetivo na degradação de cianeto, permitindo que em condições de: [CN-]o = 400 mg/L, , pH = 9, razão molar [H2SO5]/[CN-] = 3:1, e tipo de [H2SO5] = 3:1, atingi-se uma concentração final de [CN-] < 0,2 mg/L em um t = 10 min. / [en] Effluents containing cyanides are generated in important industrial áreas such as mining-metallurgical, steelmaking, petrochemical, amongst others, carrying potential risks to the environment due to the high toxicity of cyanide. The aim of the present work is to study the kinetics of cyanide degradation with Caro s Acid (H2SO5), a powerful oxidant generated by the reaction between concentrated grades of H2SO4 and H2O2, and to develop a mathematical model involving CN - oxidation and simultaneous self-decomposition of H2SO5. The experiments were conducted in batches using synthetic solutions of free cyanide. The experimental methodology employed involved a 24 factorial design with the four factors: initial [CN-] mg/L, molar rate [H2SO5]:[CN-], pH e type of Caro s acid, with the aim to evaluate the effect of these factors in the process reaction kinetics. The statistical analyses showed that the most affecting variables were initial [CN-] mg/L and [H2SO5]:[CN-] molar ratio. Nevertheless a physicalchemical evaluation showed that also pH and type of Caro s Acid made of 1 or 3 moles of H2SO4 with 1 mole of H2O2, had effect on the kinetics. The highest observed reaction rate was obtained in the following conditions: initial [CN-] = 400 mg/L, molar ratio [H2SO5]/[CN-]= 3:1, pH = 9 and type of Caro s acid = 3 moles H2SO4 to 1 mole H2O2, achieving a value of [CN-] < 0,2 mg/L in t = 10 min.

O processo de seleção de uma tecnologia de tratamento de esgoto envolve a análise de diferentes fatores como as características dos efluentes brutos, demanda por energia e material humano qualificado, disponibilidade de terreno, condições climáticas, geração de subprodutos e sua destinação final e capacidade suporte dos cursos d’água receptores, dentre outros. O processo de seleção torna-se mais complexo quando conduzido no âmbito de uma bacia hidrográfica, uma vez que deverão ser considerados corpos d’águas com diferentes capacidades de autodepuração e a disposição final de efluentes com diferentes vazões e condições de qualidade. Este trabalho teve como objetivo central estabelecer uma metodologia que permita a seleção de sistemas de tratamento, no âmbito de bacias hidrográficas, considerando o emprego combinado de modelagem matemática de qualidade de água, técnica de otimização e método de análise multicriterial. Ainda que aplicável a quaisquer bacias hidrográficas, a metodologia proposta foi aplicada à Bacia Hidrográfica do Rio Pardo, curso d´água localizado na porção sul do estado do Espírito Santo. Eficiências mínimas de remoção de matéria orgânica, estimadas com emprego combinado de modelo matemático de qualidade de água e técnica de otimização, permitiram a pré-seleção dos sistemas de tratamento de esgoto, observadas a manutenção dos padrões de qualidade dos corpos d’água e/ou dos efluentes e a equidade no esforço de tratamento entre os diferentes sistemas objetos da seleção. Uma pesquisa qualitativa, conduzida por grupos focados, permitiu a validação dos subsistemas sociotécnicos (Ambiental, Tecnológico, Operação e Social) e dos critérios de seleção. A partir do emprego do método baseado na Teoria de Utilidade Multiatributo (MAUT) foi apropriado um Índice Sociotécnico que permitiu estabelecer, por localidade da área de estudo, o ranking das tecnologias de tratamento de esgoto pré-selecionadas. Para as sedes municipais de Ibatiba e Iúna (maiores aglomerados urbanos da área de estudo), o Índice Sociotécnico conduziu à priorização de variações dos sistemas de lodos ativados ou de tanque sépticos com biodisco como opções de tratamento. Para a sede do município de Irupi e para os povoados de Santíssima Trindade e Nossa Senhora das Graças, função da capacidade de autodepuração dos cursos d’água e/ou dos pequenos contingentes populacionais, o Índice Sociotécnico conduziu à priorização de sistemas mais simples, como diferentes variações do sistema de lagoas de estabilização. / The selection process of a sewage treatment technology involves the analyses of different factors, such as, the characteristics of raw effluents, electricity and qualified human material demand, land availability, weather conditions, production of by-products and final destination and bearing capacity of water resources, among others. The selection process becomes more complex when carried out in a river basin ambit, once water bodies with capacities of selfdepuration and the final destination of effluents with different outflows and quality conditions must be taken into consideration. This work’s main goal was to establish a methodology that enabled the selection of systems of treatment, in river basin ambits, considering the combined use of water quality mathematical modelling, optimization technique and the method of multicriterial analysis. Even applicable to any river basin, the methodology proposed was applied to Rio Pardo river basin, watercourse located in the south of Espírito Santo State. Minimum efficiencies of organic material removal, estimated with the combined use of water quality mathematical modelling and optimization technique, allowed the pre-selection of sewage treatment systems, observed the maintenance of quality standards of water bodies and/or effluents and the equity regarding the treatment effort among the selection’s objects systems. A qualitative research, conducted by focus groups, allowed the validation of socio-technical subsystems (Environmental. Technological, Operation and Social) and the selection criteria. By using the method based on the Multi-attribute Utility Theory (MAUT), an Environmental Index was settled in order to allow the establishment, according to the study area location, of a ranking of pre-selected sewage treatment technologies. For the municipal headquarters in Ibatiba and Iúna (the biggest urban settlements within the study area), the Environmental Index conducted the prioritization of systems variations of activated sludge or septic tank with biodiscs as options for treatment. As for the municipal headquarter in Irupi and the Santíssima Trindade and Nossa Senhora das Graças villages, the self-depuration capacity function of the watercourses and/or small population contingent, the Environmental Index led to the prioritization of more simple systems, with different variations of the stabilization ponds system.