Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:42:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 321857.pdf: 1532119 bytes, checksum: 123b0685bc464488366f2d82e8f15aef (MD5) Previous issue date: 2013 / A poluição aquática é considerada uma das principais preocupações ambientais nas áreas urbanas. O aumento populacional, com o crescimento desordenado da urbanização próximo às margens dos rios introduz nestes ambientes, de forma direta e indireta, diversos compostos orgânicos e inorgânicos, muitos destes com potencial genotóxico e mutagênico. Num esforço de identificar os efeitos da exposição de organismos aquáticos a estes agentes potencialmente genotóxicos, este estudo teve por objetivo verificar o potencial genotóxico e mutagênico das águas do Rio Cubatão do Sul, importante manancial de captação e distribuição de água potável para a Região da Grande Florianópolis, sobre a espécie de peixe Oreochromis niloticus. O Rio Cubatão do Sul foi subdividido em 4 estações amostrais, de maneira a abranger as diferentes ocupações ao longo do curso de água, onde foram coletadas amostras de água quinzenalmente para a exposição de O. niloticus em laboratório por 280 dias. Foram realizados testes de frequência de células micronucleadas, testes epigenéticos e de verificação do estresse oxidativo. O teste do micronúcleo foi realizado com a determinação da frequência de células micronucleadas em eritrócitos de O. niloticus, a verificação do estresse oxidativo foi realizada com a quantificação das taxas do malondialdeído e as alterações epigenéticas verificadas através da quantificação do percentual de 5-metilcitosina. Os resultados indicaram que as amostras de água analisadas do Rio Cubatão do Sul provocaram efeitos tóxicos durante todo o período de estudo. A elevação na frequência de micronúcleos, assim como aumentos expressivos nas taxas de malondialdeído e 5-metilcitosina demonstraram que esta mistura ambiental complexa das águas do Rio Cubatão do Sul foram capazes de ocasionar danos genotóxicos em O. niloticus. A genotoxicidade verificada foi atribuída às fontes não pontuais de poluição provenientes do escoamento superficial de efluentes domésticos e agrícolas sem tratamento e serve de alerta ambiental, pois o Rio Cubatão do Sul é utilizado como manancial de água para abastecimento humano <br> / Aquatic pollution is considered a major environmental concerns in urban areas. The population increase, with the uncontrolled growth of urbanization near the river banks introduces, directly and indirectly, various organic and inorganic compounds, many of these with potential genotoxic and mutagenic. In an effort to identify the effects of exposure of aquatic organisms to these potentially genotoxic agents, this study aimed to verify the genotoxic and mutagenic potential of the waters of the Cubatão do Sul River, an important source of funding and distribution of drinking water for the region of Florianópolis on the fish species Oreochromis niloticus. The Cubatão do Sul River was divided into 4 sampling stations in order to cover the different occupations along the watercourse. The water samples were collected each 15 days, for exposure of O. niloticus in the laboratory for the period of 280 days. It was performed tests of frequency of micronucleated cells, epigenetic tests and the verification of oxidative stress. The micronucleus test was carried out to determine the frequency of cells with micronuclei in erythrocytes of O. niloticus, the verification of oxidative stress was performed with the quantification of the rates of malondialdehyde and the epigenetic alterations verified by quantifying the percentage of 5- methylcytosine. The water samples from the Cubatão do Sul River resulted in toxic effects throughout the study period. The increase in the frequency of micronuclei, as well as significant increases in rates of malondialdehyde and 5-methylcytosine demonstrated that this complex environmental mixture of water from Cubatão do Sul River was able to cause genotoxic damage in O. niloticus. The genotoxicity observed was attributed to non-point source pollution from runoff of agricultural and domestic effluents without treatment and serves as environmental alert because the Cubatão do Sul River is used as a source of water for human consumption.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:51:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 323938.pdf: 5073808 bytes, checksum: 5035a366fcc4cd611d112052c5e0b4ac (MD5) / Investigações ambientais forenses são comumente realizadas para determinar as responsabilidades penais e civis associadas ao impacto da contaminação antrópica sobre a saúde humana ou sobre o meio ambiente. A crescente utilização global de biocombustíveis pode aumentar significativamente o risco de acidentes ambientais com estes compostos, como por exemplo, a gasolina com etanol. As aplicações forenses para o caso de misturas contendo gasolina e etanol ainda não estão bem estabelecidas e a não inclusão do etanol na modelagem dos BTEX (benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos) pode acarretar em estimativa equivocada de idade da fonte de contaminação. Neste trabalho dois métodos foram utilizados para estimar a idade da fonte de um derramamento controlado de gasolina comercial brasileira (que contém etanol): o método das razões de BTEX e a modelagem de contaminantes na subsuperfície. Para a aplicação do método das razões de BTEX foram utilizados dados de campo das concentrações de BTEX medidas em água. Na modelagem foi utilizado o modelo matemático SCBR (Solução Corretiva Baseada no Risco), que considera a interferência do etanol sobre o transporte e transformação dos hidrocarbonetos de petróleo para os casos de contaminação por combustíveis onde há adição de etanol, calibrado com as concentrações de etanol e benzeno de um poço perto da fonte do experimento. O método das razões de BTEX não foi adequado para determinar a idade do derramamento e apresentou erro de 53% a 1740% com relação ao tempo real do experimento. A calibração do modelo matemático SCBR com dados de campo mostrou que a concentração aquosa do benzeno ao longo do tempo é distinta em função da consideração dos efeitos do etanol no processo de biodegradação do composto aromático. Estes efeitos, dependentes principalmente do volume de combustível derramado e da velocidade da água subterrânea, impactam de maneira distinta cada área contaminada e influenciam diretamente a estimativa da idade da fonte. Por considerar os efeitos do etanol no transporte e transformação dos BTEX, bem como as características específicas do local impactado, do combustível e do volume derramado, o modelo SCBR pode ser utilizado em abordagens litigiosas como uma ferramenta para estimar a idade da fonte em questões forenses.<br> / Abstract : Environmental forensic investigations are commonly performed to determine the criminal and civil activities associated with the impact of anthropogenic pollution on human health or on the environment. The increasing use of biofuels causes an overall increase on serious accidents risk with these compounds, for example, gasoline with ethanol. The forensic applications of mixtures containing gasoline and ethanol are not well established and the non-inclusion of the ethanol effects on the BTEX modeling (benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes) can lead to erroneous estimates of the contamination source age. Two methods were used to estimate the source age of a controlled release of Brazilian commercial gasoline (containing ethanol): the BTEX ratios method and the modeling of contaminants in the subsurface. For the application of the BTEX ratios method, BTEX field data concentrations measured in water were used. To simulate the spill the mathematical model SCBR (Risk Based Corrective Solution) was used. This model considers the interference of ethanol on the transport and fate of petroleum hydrocarbons for fuel and ethanol blends contamination. The BTEX ratios method was not adequate to determine the source age and presented an error of 53 % to 1740 % compared to the real experiment time. The calibration of the mathematical model SCBR with field data from the controlled gasoline release shows that the aqueous concentration of benzene over time is different whether the ethanol effects are considered or not on the biodegradation process of the aromatic compound. These effects, which depend mainly on the volume of gasoline spilled and groundwater velocity, impact differently each contaminated area and influence directly the source age estimation. By considering the effects of ethanol on transport and fate of BTEX as well as the specific characteristics of the contaminated site, and the amount of fuel spilled, the SCBR model can be used in litigious disputes as a tool to estimate the source age in forensic evidence.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:52:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 322568.pdf: 2253344 bytes, checksum: 5d6bb5acc1500e6445c6dc50adbf7385 (MD5) Previous issue date: 2013 / Filtros plantados com escoamento horizontal subsuperficial (FHSS) são de grande interesse no tratamento de esgoto doméstico, devido à boa eficiência e aos baixos custos de implantação e manutenção. Para o dimensionamento adequado desses sistemas, é necessária uma compreensão sólida dos processos físicos e bioquímicos que se combinam para remover os poluentes. Contribuem nestes processos: solo, microrganismos, plantas e principalmente comportamento hidrodinâmico do fluido dentro do filtro. Considerando a importância da microbiota e do comportamento hidrodinâmico nos processos de tratamento de esgoto em FHSS, além da avaliação da eficiência de tratamento, foi desenvolvido um estudo microbiológico do meio filtrante e um teste com traçador químico (NaCl). É um sistema residencial (4 pessoas; 0,27 m³ dia-1), com tratamento primário em tanque séptico, seguido de um FHSS. Foram avaliados os principais parâmetros físico-químicos e biológicos do esgoto na entrada e na saída do sistema. No meio filtrante, foram avaliadas as concentrações de bactérias heterotróficas, sólidos voláteis e microrganismos visualizados por microscopia. O FHSS apresentou, ao longo de 17 meses, eficiência satisfatória, removendo, em média, 18,7 e 3,2 g m² dia-1 de DQO e sólidos suspensos, respectivamente, o que corresponde a eficiências de 80%. Com relação à microfauna avaliada no leito filtrante, os microrganismos mais abundantes foram os ciliados, seguidos por nematoides. A concentração de microrganismos foi correlacionada positivamente com a concentração de matéria orgânica e de oxigênio. No teste com traçador foi obtida uma eficiência volumétrica de 1,14 e um tempo de detenção hidráulico médio de aproximadamente 5 dias. Foi obtido um valor de 0,02 para o número de dispersão (d). Os valores obtidos para os coeficientes de cinética de primeira ordem de remoção de DQO, para os modelos clássicos aplicados aos dados do FHSS foram de 0,35 ? 0,44 d-1. Estes dados contribuem para o dimensionamento de filtros plantados, preenchidos com areia, aplicados em escala residencial para o tratamento de esgotos. <br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:19:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 331757.pdf: 6798690 bytes, checksum: 2f506d2940369091b03ef6f7fa39fecb (MD5) Previous issue date: 2014 / Os resíduos de construção e demolição (RCD) representam a maior parte dos resíduos sólidos urbanos gerados na maioria das cidades. Sua crescente produção, aliada ao desenvolvimento regional e dificuldades atuais das empresas em enquadrar a correta disposição desses resíduos, faz com que seja viável o estudo da sua reutilização dentro da indústria de construção civil e sua disposição em aterros controlados como opções de gestão sustentáveis. Desse modo, o presente trabalho visa à avaliação ambiental e econômica dos cenários de disposição dos RCD considerando a sua disposição em aterros versus a sua reutilização dentro da indústria de construção civil. Recorreu-se à metodologia de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) e Avaliação Econômica de Ciclo de Vida (AECV) de modo a definir um indicador de ecoeficiência. Os objetivos específicos propostos para o trabalho consistiram em: Discriminar e mensurar os principais impactos ambientais e econômicos relacionados à disposição final do RCD em cenários praticados no Brasil; identificar os gargalos do sistema para cada cenário proposto e definir um indicador ecoeficiente para o sistema de produto. Foram realizadas visitas técnicas e entrevistas em aterros sanitários e empresas que trabalham com reciclagem de entulho, elaboração de fluxogramas dos processos e levantamento de dados para o Inventário do Ciclo de Vida (ICV) de custos e ambiental. Na sequência, por meio da Metodologia da ACV, baseada nas normas NBR ISO 14040 e NBR ISO 14044, foram quantificados os impactos ambientais associados a cada cenário, complementados pela avaliação econômica dos sistemas de gerenciamento dos RCD, auxiliado pelo software Sima-Pro 8.0 através do método de Avaliação de Impacto CML 2001 (v3.0) baseline, adaptado pelo Grupo de Pesquisa em Avaliação de Ciclo de Vida da Universidade Federal de Santa Catarina (CICLOG). Os resultados mostraram que o gerenciamento do RCD por meio dos cenários de reciclagem possui o potencial de evitar dispêndios econômicos a partir de 37% e impactos ambientais em até 20% para Depleção Abiótica, 149% para Aquecimento Global e 662% para demanda energética, tornando o cenário de reciclagem mais ecoeficiente ao cenário de Aterro Classe A e ao cenário de Aterro Sanitário Classe IIA, que, por sua vez, se apresentou desfavorável dentre as avaliações.<br> / Abstract: The construction and demolition waste (CDW) represent the largest part of municipal solid waste generated in most cities. Its increasing production coupled with regional development and current business difficulties in framing the correct disposal of this waste, makes it feasible to study the reuse within the construction industry and its disposal in controlled landfills as sustainable management options. Thus, this work aims at assessing the environmental and economic scenarios provision of RCD considering its landfilling versus reuse within the construction industry. Appealed to the methodology of Life Cycle Assessment (LCA) and Life Cycle Costing (LCC) to define an eco-efficiency indicator. The specific objectives proposed were: To discriminate and measure key environmental and economic impacts related to the final disposition of the RCD in scenarios practiced in Brazil; identify hotspots for each proposed scenario; establish an ecoefficient indicator for the product system. To implement these objectives, technical visits and interviews were conducted in landfills and mining companies, flowcharting the processes and data collection for Life Cycle Inventory (LCI). Following through the LCA methodology, based on the standards ISO 14040 and ISO 14044, was quantified environmental impacts associated with each scenario, complemented by economic appraisal of the management of CDW systems aided by Sima-Pro 8.0 software using the method Impact Assessment CML 2001 (v3.0) baseline adjusted by the Research Groupon Life Cycle Assessment of the Federal University of Santa Catarina (CICLOG). The results show that the management of the RCD through recycling scenarios have the potential to avoid economic expenditures from 37% and environmental impacts by 20% to Abiotic Depletion, Global Warming 149% and 662% for energy demand, making the scene of more eco-efficient recycling to the landfill scenario and the Inert Landfill scenario, which in turn appeared among the unfavorable reviews.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:01:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328316.pdf: 5312809 bytes, checksum: a9a8164a6fab12e8ad0348b899284b0e (MD5) Previous issue date: 2014 / A coleta seletiva de resíduos sólidos urbanos é uma ferramenta integrante do mecanismo de gerenciamento dos resíduos sólidos urbanos. Atualmente, os catadores de materiais recicláveis são importantes agentes de coleta que excluídos do mercado formal de trabalho passaram a trabalhar e sobreviver dessa profissão (MAGERA, 2005). Entretanto, esta classe de trabalhadores ainda sofre de muitas carências, sendo indispensável à promoção de ações que contribuam para sua inclusão social, além do desenvolvimento de mecanismos que melhorem suas condições de trabalho. O objetivo da pesquisa foi avaliar as funcionalidades de um modelo computacional de otimização e planejamento de rotas de coleta para catadores de materiais recicláveis. Participaram do estudo membros de associações de catadores de materiais recicláveis localizadas no município de Curitiba ? PR. Acompanharam-se as rotas de coleta realizadas por eles, que por sua vez foram otimizadas pelo modelo proposto e então aplicadas em campo, o que permitiu analisar a eficiência do sistema em relação aos parâmetros tempo e distância. Concomitantemente a estas ações, o modelo foi submetido a testes baseados nos conceitos da engenharia de software. Verificou-se que o tempo médio para a realização do percurso correspondente a uma rota de coleta realizada pelos catadores é de 1h28min33s. Ao analisar as rotas em termos da distância percorrida, obteve-se uma média de 5,33 km. Na otimização de rotas obteve-se como principal resultado a redução de 6,95% do tempo e 8,44% na distância de uma rota de coleta de materiais recicláveis, antes realizada empiricamente por um catador, resultados estes condizentes com a aplicação de outros modelos de roteirização encontradas na literatura. No planejamento de rotas obteve-se como principal resultado a redução de 13,77% do tempo e 31,70% na distância, demonstrando que a visualização em mapa da rota atual, aliada a um olhar crítico de um planejador, pode ser um grande diferencial para o trabalho do catador, o que representa uma importante aplicação do modelo. Por fim, tem-se um modelo computacional em estado satisfatório para implantação em associações e cooperativas de catadores, a ser utilizado em conjunto com outras ações no gerenciamento integrado de resíduos sólidos urbanos.<br> / Abstract : Selective collection of municipal solid waste is a part of the solid waste management mechanism. Currently, the waste pickers are important collection agents, which were excluded from the formal labor market and began to work and survive with this profession (MAGERA, 2005). However, these workers still suffer from many needs, being necessary to promote actions that contribute to their social inclusion and improve their working conditions. The aim of this research is to evaluate the functionalities of a computational model of optimization and planning collection routes for waste pickers. Members of associations of waste pickers located in Curitiba - PR participated in the study. First of all, the collection routes made by them were followed, then were optimized in the computational model developed, and finally applied in the field, allowing to analyze the efficiency of the system based on distance and time parameters. Concurrent with these actions, the proposed model was tested based on the concepts of software engineering. The results showed that the average time of a route collection made by pickers is one hour, twenty eight minutes and thirty three seconds. Analyzing the routes in terms of distance, we obtained an average of 5.33 km. In route optimization was obtained as main result a reduction of 6.95% of the time and 8.44% of the distance of a route for collecting recyclable materials by a waste picker. In route planning was obtained as main result the reduction of 13.77% of the time and 31.70% of the distance, showing that the view of the current route in a map combined with a critical eye of a planner can be a great advantage for the work of the waste pickers, which is an important application of the proposed model. At last, there is a suitable computational model for deployment in waste pickers associations and cooperatives, to be used in conjunction with other actions in the integrated management of municipal solid waste.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-03-18T21:03:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332249.pdf: 9327620 bytes, checksum: a0b8f846472a535cdefa428bcf2d9d94 (MD5) Previous issue date: 2014 / No estado de Santa Catarina as propriedades suinícolas utilizam os dejetos líquidos de suínos como única fonte de nutrientes para as culturas ou para complementar a adubação mineral. Tal prática tem importância na ciclagem de nutrientes e, nas pequenas propriedades do município de Braço do Norte, cujo o tipo de solo possui baixos teores de macronutrientes como o P, esta prática torna-se essencial para o estabelecimento de culturas comerciais. No entanto, a aplicação de dejetos líquidos de suínos como adubo sem levar em conta critérios técnicos e/ou sucessivas nas mesmas áreas pode causar poluição do solo e de águas, sendo que as características ambientais intrínsecas do local, como exemplo a declividade do local e a textura do solo, podem potencializar este efeito e influenciar a vulnerabilidade a poluição do agroecossistema. O estudo objetivou avaliar a vulnerabilidade do solo a poluição com base nas frações de fósforo, cobre e zinco em áreas da bacia hidrográfica do Rio Coruja/Bonito. Para atingir os objetivos buscou-se informações que indicassem o nível de poluição de P, Cu e Zn de áreas sob aplicação de dejetos líquidos de suínos (áreas de referência) e posteriormente se extrapolou estes dados para as áreas com características ambientais semelhantes. Portanto, a pesquisa foi realizada em duas partes. Em um primeiro momento dez áreas com aplicação de dejetos líquidos de suínos no solo e em uma de floresta sem histórico de aplicação, as quais serviram de referência para a segunda etapa da pesquisa, foram estimadas as perdas de solo através da USLE, o tempo de aplicação de dejetos líquidos de suínos e a distância entre a área de aplicação de dejetos e os corpos d'água. Além disso, amostras de solo foram coletadas e submetidas ao fracionamento químico de P, Cu e Zn. Os dados foram analisados através de uma metodologia multicritério e estimada a vulnerabilidade à poluição por P, Cu e Zn das onze áreas. Na segunda etapa, foi realizada a extrapolação dos teores de P, Cu e Zn das áreas de referência e o levantamento das perdas de solo, cobertura do solo e tempo de aplicação de dejetos líquidos de suínos de parte da bacia hidrográfica Rio Coruja/Bonito. A partir de tais dados, e, através de uma análise multicritério, foi estabelecida a vulnerabilidade a poluição por P, Cu e Zn do alto da bacia Rio Coruja/Bonito. Nas onze áreas dereferência, as perdas de solo foram maiores naquelas sob cultivo anual e menores naquelas sob pastagem e floresta. Os maiores teores das frações de P, Cu e Zn das áreas de referência foram encontrados na camada superficial do solo (0,0-0,10 m), especialmente nas áreas com mais de 18 anos de aplicação de dejetos líquidos de suínos. A inclusão do fracionamento químico na avaliação da vulnerabilidade à poluição por P mostrou-se mais rigoroso quando comparado com os métodos já utilizados na literatura que consideram apenas a fração de P disponível. A bacia Rio Coruja/Bonito apresentou uma maior porcentagem de áreas com cultivo de pastagem seguido por áreas de mata e reflorestamento, fato que refletiu em baixas perdas de solo. A extrapolação do método mostrou que alto da bacia Rio Coruja/Bonito apresenta vulnerabilidade à poluição por P, Cu e Zn predominantemente Muito Baixa e Média, sendo o tipo de cultivo e o tempo de aplicação de dejetos suínos no solo os principais elementos para este resultado.<br> / Abstract: In the south of Brazil swine farms use liquid pig slurry as their only source of nutrients for crops or to supplement chemical fertilizers. That practice is important in nutrient cycling and in small farms in Braço do Norte, Santa Catarina state, whose soil has low levels of nutrients such as P, this practice becomes essential for the establishment of commercial crops. However, the successively application of pig slurry as fertilizer without considering technical criteria can cause soil and water contamination, since intrinsic environmental characteristics may enhance this effect and influence the vulnerability of agroecosystems.The study aimed to assess the vulnerability of soil pollution based on fractions of phosphorus, copper and zinc in the watershed areas of the Rio Coruja/Bonito. Information to indicate the pollution level of P, Cu and Zn in areas under application of pig slurry (reference areas) were obtained and subsequently extrapolated this data for areas with similar environmental characteristics. Therefore, the research was conducted in two parts. First, soil losses with the ULSE method, the time of pig slurry application and the distance between the area with application and water bodies were estimated in ten areas with pig slurry application and in a forest without history of application. In addition, soil samples were collected and subjected to chemical fractionation of P, Cu and Zn. Data were analyzed using a multi-criteria methodology and estimated the vulnerability to pollution by P, Cu and Zn eleven areas. In the second stage was performed the extrapolation of the levels of P, Cu and Zn of the reference areas and the lifting of soil loss, soil cover, and time of application of pig slurry on the part of the watershed Rio Coruja/Bonito. In the eleven reference areas, soil losses were greatest in those under year cultivation and lower in those under pasture and forest. The highest levels of fractions of P, Cu and Zn of the reference areas were found in surface soil layer (from 0.0 to 0.10 m), especially in areas with more than 18 years of application of pig slurry. The inclusion of chemical fractionation in assessing vulnerability to pollution by P was more accurate when compared with the same methods used in the literature that consider only the fraction of P available. The Rio Coruja/Bonito watershed had a higher percentage of areas with cultivation of pasture followed by reforestation and forest areas, a fact that was reflected in low soil losses. The extrapolation method indicated that the upper of the watershed Rio Coruja/Bonito is vulnerable to pollution P, Cu and Zn predominantly Very Low and Medium, being the type of crop and the time of application of manure in the soil the main elements for this result.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-05-19T04:02:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333386.pdf: 2765398 bytes, checksum: 958506392e40a3a664199cb4d989de75 (MD5) Previous issue date: 2014 / Os estrogênios, presentes no meio aquático como contaminantes e classificados como desreguladores endócrinos, são substâncias com comprovado efeito maléfico aos ecossistemas aquáticos e aos seres vivos, portanto, torna-se necessária a remoção destes poluentes dos esgotos sanitários. Com isto, neste trabalho foi avaliada a remoção simultânea dos hormônios estrona (E1), 17ß-estradiol (E2) e 17a-etinilestradiol (EE2) em condições aeróbias. Neste contexto, foram realizados ensaios de bancada aeróbios de curta duração, conduzidos em diferentes condições operacionais (três concentrações de sólidos suspensos voláteis e da fonte de carbono, três tipos de meio aquoso, lodo inativado e lodo ativado proveniente de três plantas de tratamento diferentes), com o intuito de verificar a relação destas variáveis com a remoção dos hormônios. Além disso, um reator de enriquecimento foi monitorado, para verificar a degradação dos estrogênios a partir da microbiota, sendo que a única fonte de carbono externa adicionada ao sistema foram os hormônios (E1, E2 e EE2). Por fim, dois sistemas piloto de tratamento de esgoto sanitário, lodos ativados (LA) e biorreator a membrana (MBR), foram monitorados para observar a degradação ou a remoção da fase aquosa dos poluentes de interesse. O E2 foi degradado mais facilmente em todos os casos avaliados. Nos experimentos com o lodo inativado, o composto sintético EE2 foi removido mais rapidamente, pelo processo de adsorção, do que os compostos naturais. Um consórcio bacteriano foi obtido através do enriquecimento, e a sua capacidade de degradação foi comprovada. A diversidade da comunidade bacteriana presente em cada amostra de lodo foi estudada, possibilitando a comparação da diversidade das bactérias dominantes, existentes em cada um dos sistemas. Os reatores LA e MBR apresentaram eficiência de remoção dos hormônios bastante semelhante, sugerindo que a presença da membrana como forma de retenção da biomassa no sistema, pode ser substituída por sistemas mais simplificados como os lodos ativados operados em batelada sequencial. A ocorrência do processo de nitrificação foi o principal fator relacionado à eficiência de remoção dos hormônios observada neste trabalho.<br> / Abstract: The estrogens, present in the aquatic environment as contaminants and classified as endocrine disrupting compounds, are substances with proven harmful effects to the aquatic ecosystems, therefore, it becomes necessary to remove these pollutants from sewage. Thus, the simultaneous removal of the hormones estrone (E1), 17ß-estradiol (E2) and 17a-ethinylestradiol (EE2) under aerobic conditions were evaluated in this work. In this context, aerobic batch tests of short duration, conducted under different operating conditions (three concentrations of volatile suspended solids and carbon source, three types of aqueous media, deactivated sludge and activated sludge from three different pants) were performed, in order to verify the relationship between these variables with the estrogens removal. Moreover, an enrichment reactor was monitored, to check the degradation of estrogens from the microbiota, whereas the hormones were the only external carbon source added to the system. Finally, two systems of wastewater treatment, activated sludge (AS) and membrane bioreactor (MBR), were monitored to observe the degradation or elimination from the aqueous phase of the pollutants of interest. The E2 was more easily degraded in all cases evaluated. In experiments with the sludge inactivated, the synthetic compound EE2 was more quickly removed by adsorption than the natural compounds. A bacterial consortium was obtained by enrichment, and its degradation capacity was proven. The structure of bacterial communities present in each sample was studied, allowing comparison of the diversity of dominant bacteria present in each system. The reactors AS and MBR showed removal efficiency hormones quite similar, suggesting that the presence of the membrane retains the biomass in the system, can be replaced by a more simplified system such as activated sludge sequencing batch reactor. The occurrence of the nitrification process was the main factor related to the removal efficiency of hormones observed in this work.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2015-05-19T04:08:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 333581.pdf: 3265451 bytes, checksum: 41a1abb149f28a0d28e97c20db14cc9c (MD5) Previous issue date: 2015 / Este trabalho teve como objetivo estudar um reator em bateladas sequenciais com grânulos aeróbios (RBSG) em escala piloto utilizado para tratar esgoto sanitário. Estudos têm revelado os RBSG como uma tecnologia promissora para o tratamento de efluentes, com biomassa de ótima sedimentabilidade e ampla diversidade microbiana. O tratamento da matéria carbonácea e de nutrientes é efetuado em um único tanque, em ciclos operacionais, gerando um efluente final de alta qualidade. O óxido nitroso (N2O) é um dos principais gases contribuintes para o efeito estufa antrópico, com potencial de aquecimento global cerca de 296 vezes superior ao do CO2. Por isso, a quantificação da emissão de N2O por sistemas biológicos de tratamento de efluentes vem ganhando destaque em pesquisas recentes. Nesse contexto, foi feita uma avaliação do desempenho do reator quanto à eficiência do tratamento e quanto às conversões das diferentes formas de nitrogênio no tratamento de esgoto sanitário. O reator foi inoculado com lodo ativado convencional de uma Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) e foram aplicadas condições seletivas (força de cisalhamento provocada pela aeração e reduzido tempo de sedimentação) para favorecer a formação dos grânulos aeróbios e o wash-out das partículas de menores dimensões. A biomassa granular aeróbia passou a predominar no reator a partir do 84° dia de operação, e as partículas atingiram diâmetro médio de 342 µm. A concentração média de biomassa no RBSG foi de 584 ± 147 mg SSV/L, e as eficiências médias de remoção de DBO, de DQO, de NH4+-N e de SST foram 78%, 63%, 72% e 58%, respectivamente. Observou-se a ocorrência de nitrificação incompleta, com acúmulo de nitrito. A produção de N2O ocorreu, principalmente, durante a etapa anóxica do ciclo do reator. O pico de emissão de N2O ocorreu no início da etapa de aeração, devido à agitação causada pelas bolhas de ar, que promovia o stripping do N2O acumulado nos interstícios do meio líquido. Do total de nitrogênio desnitrificado, 89 ± 5% correspondeu a N2, e 11 ± 5% correspondeu a N2O. A conversão de nitrogênio afluente em N2O apresentou o valor médio de 2,8 ± 1,2%, e o Fator de Emissão (FE) verificado foi de 95,6 g N2O-N/pessoa·ano.<br> / Abstract: This work aimed to investigate a pilot scale aerobic granular sequencing batch reactor (GSBR) used to treat sanitary wastewater. Studies have revealed the GSBR as a promising technique to treat effluents, with a fast biomass sedimentation and a wide microbial diversity. The treatment of carbonaceous matter and nutrients is carried out in a single tank, in operational cycles, reaching a high effluent quality. Nitrous oxide (N2O) is a major contributor to anthropogenic greenhouse effect, with a global warming potential 296 times higher than CO2. Therefore, the quantification of N2O emissions by biological wastewater treatment systems has been gaining attention in recent researches. In this context, the performance of the GSBR was assessed in terms of efficiency of the treatment and in terms of the conversion of different forms of nitrogen during the wastewater treatment. Conventional activated sludge from a wastewater treatment plant (WWTP) was inoculated in the reactor, and selective conditions were applied (shear force caused by the aeration and reduced settling time) to favor the aerobic granules formation and the wash-out of smaller particles. The aerobic granular sludge started to prevail in the reactor from the 84th operation day, and the particles reached average diameter of 342 µm. The average biomass concentration in the GSBR was 584 ± 147 mg VSS/L, and the average removal efficiencies of BOD, COD, NH4+-N and TSS were 78%, 63%, 72% and 58%, respectively. It was observed the occurrence of incomplete nitrification, with nitrite accumulation. N2O production occurred mainly during the anoxic phase of the reactor cycle. The peak emission of N2O occurred early in the aeration phase, due to the agitation caused by the air bubbles, which released the accumulated N2O from the interstices of the liquid medium. Of the total denitrified nitrogen, 89 ± 5% corresponded to N2, and 11 ± 5% corresponded to N2O. The total influent nitrogen conversion to N2O presented a mean value of 2.8 ± 1.2%, and the Emission Factor (EF) found was 95.6 g N2O-N/person·year.

Submitted by Thaianna Cardoso (thaianna.cardoso@grad.ufsc.br) on 2015-07-27T18:56:50Z No. of bitstreams: 1 PGEA0387-T.pdf: 3879543 bytes, checksum: 2a1416c57e2b50f37a815b7b460bacea (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-27T18:56:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEA0387-T.pdf: 3879543 bytes, checksum: 2a1416c57e2b50f37a815b7b460bacea (MD5) Previous issue date: 2010

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-07-04T04:04:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 346686.pdf: 3887130 bytes, checksum: 371d5ed7eb12983532ae7a31f6dee7f9 (MD5) Previous issue date: 2017 / Os nanomateriais (NM) podem apresentar propriedades físicas, químicas e biológicas diferentes dos materiais convencionais. Isto pode acarretar em inúmeras incertezas quanto aos efeitos toxicológicos sobre os seres vivos e ao meio ambiente. As excelentes propriedades de alguns NM comparados aos seus análogos em escala micrométrica, molecular associado às suas amplas possibilidades de aplicações em diversas áreas tecnológicas promoveram o aumento significativo da produção de NM. Aliado a isto, ocorre um aumento exponencial do número de técnicos e pesquisadores expostos aos NM em laboratório desta forma o objetivo desta dissertação é identificar e comparar os riscos existentes para pesquisadores que sintetizam e/ou manipulam NM. Para tanto, foram realizados estudos em um laboratório de pesquisa universitária. Foram analisadas tarefas diárias envolvendo a síntese e manipulação de NM de dióxido de silício (SiO2) amorfo com duas morfologias distintas, sendo elas nanotubos de SiO2 (NTSiO2) e nanopartículas de SiO2 (NPSiO2) e suas versões funcionalizadas com uma molécula contendo grupos aminosilanos (NH2). Para analisar os riscos existentes foram utilizadas quatro metodologias de Controle de Bandas (CB), as quais são focadas em análises qualitativas do risco. Os níveis de exposição dos pesquisadores na maioria das tarefas aos quais os NM encontram-se nos estados físicos sólido e suspensão foram baixos, já com os NM no estado de pó particulado o nível de exposição foi alto. Entretanto, devido informações toxicológicas atuais, os perigos dos NM foram enquadrados como alto, o que resultou num alto nível dos riscos nas execuções das tarefas. Desta forma, foram sugeridas algumas medidas de mitigação para melhorar as condições de saúde e segurança do trabalho no laboratório. Os métodos CB-SST/Lab Nano e CB da ISO/TS 12901-2 foram os mais adequados para este estudo conforme critérios adotados.<br> / Abstract : Nanomaterials (NM) can show physical, chemical and biological properties regarding to the bulk materials. It can provide many uncertainties about the toxicological effects on live organisms and environment. The excellent properties of some NM compared to their analogues in micrometric, molecular scale associated to their wide possibilities of applications in several technological areas provided a significant increase in NM production. On the other hand, it also has favored an exponential increase of technicians and researchers exposed to NM in the laboratory thus the propose of this study is identify and compare the risks for researchers who manipulate and/ or synthesize NM. For this, studies were carried out in a university research laboratory Daily tasks were analyzed when the workers manipulated or synthesized the NM amorphous silicon dioxide (SiO2) of two types, silicon dioxide nanotubes (NTSiO2), and silicon dioxide nanoparticles (NPSiO2) and the aminosilanes functionalized versions (NH2). Four Control Band methods were applied, which are focused at risk qualitative analyzes. The levels of exposure of the researchers in most of the tasks to which the NM is in the solid and suspension physical states were low, whereas with NM in the particulate powder state the level of exposure was high. However due to current toxicological information attributed a high hazard, which resulted in a high level of risks of the tasks. So, we propose some mitigation measures to improve the occupational safety and health conditions in laboratory. We also have found that the CB-SST/Lab and CB- ISO/TS 12901-2 methods were the most suitable for application on studied laboratory according parameters apllied.