[pt] A comparação das respostas bioquímicas, morfológicas e genotóxicas de organismos coletados em áreas com e sem histórico de contaminação é útil para avaliar a qualidade ambiental dos ecossistemas. Este trabalho analisou as respostas de biomarcadores utilizando Mugil liza, Geophagus brasiliensis e Tilapia rendalli. Os peixes foram coletados da Lagoa Rodrigo de Freitas, Magé (Praia de Ipiranga e Olaria), São Gonçalo (Gradim), Itaipu e Lagoa de Jacarepaguá. Em laboratório foi realizada a morfometria dos peixes, para cálculo do Índice Gonadossomático (IGS), Índice Hepatossomático (IHS) e Fator de Condição (FC). Foram retirados os encéfalos das tainhas para obtenção da Acetilcolinesterase, que foi exposta a soluções padrão de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA), para verificar a influência destes na atividade da enzima. As bílis dos peixes foram retiradas para determinação da concentração de metais e de biliverdina. Os fígados e gônadas foram retirados para análises histopatológicas. Os resultados indicaram que não houve correlações entre o IGS e o IHS. Os dados preliminares da atividade da AChE em presença de HPA não foram conclusivos. As análises das bílis de peixes para o teor de metais demonstraram a presença de Níquel, Selênio, Arsênio e Cromo na bílis da espécie Mugil liza, tanto da Praia de Ipiranga quanto de Itaipu. A concentração de biliverdina não apresentou relação significativa com a concentração de HPA, como sugerido por alguns autores. As análises histopatólogicas indicaram anormalidades celulares mais aparentes na Praia de Ipiranga do que em Itaipu, com presença maior que o normal de melanomacrófagos, infiltrações leucocitárias e parasitas. / [en] The comparison of biochemical, morphological and genotoxic responses sampled from areas protected from cronic or acute contamination with responses of organisms sampled from historically contaminated areas is useful in determining the environmental quality of ecosystems. This study aimed to analyse biomarker responses using Mugil liza (mullets), Geophagus brasiliensis (acaras) and Tilapia rendalli (tilapias). The fish were sampled from the Rodrigo de Freitas Lagoon, Magé (Ipiranga beach and Olaria), São Gonçalo (Gradim), Itaipu and Jacarepaguá Lagoon. At the laboratory, morfometric measurements were taken, in order to calculate the Gonadossomatic Index (GSI), Hepatossomatic (HSI) and Condition Factor (CF). Mullet brains were removed to obtain Acetilcolinesterase, which was then exposed to standard-solutions of polycylic aromatic hydrocarbons (PAH), to verify the influence these compounds might have on the activity of the Acetilcolinesterase enzyme. The fish bile was removed to determine metals and billiverdin concentrations. Livers and gonads were removed to conduct hystopathological analyses. Results indicated no correlation between the GSI and HSI. Preliminary data on the AChE activity in the presence of HPA were not conclusive. The fish bile analysis regarding metals demonstrated the presence of Nickel, Selenium, Arsenium and Chrome in the bile of the species Mugil liza, both from Ipiranga beach and Itaipu. Billiverdin concentrations did not present significant relationship with HPA concentration, as suggested by some authors. The hystopathological analyses indicated more cellular abnormalities in fish sampled from Magé than in Itaipu, with the presence of higher than normal number of melanomacrophages, leucocitary inflitrations and parasites.

As algas marrons do gênero Sargassum têm sido estudadas como potenciais candidatas ao processo de biossorção, objetivando tratar efluentes contaminados com metais pesados. A estrutura celular deste gênero de alga apresenta moléculas carregadas, como o ácido algínico, capazes de atrair e captar cátions metálicos. A proposta deste trabalho foi avaliar a capacidade de captação dos íons cobre e chumbo pela alga marinha Sargassum através de ensaios cinéticos e de acumulação com modelagem cinética e das isotermas para sistemas monocomponente e binário. O equilíbrio de captação foi atingido em 30 minutos e a cinética do processo foi representada por um modelo de segunda ordem. No sistema monocomponente, onde as soluções continham inicialmente 10 mg/L de cada íon metálico a captação no equilíbrio foi 0,06 mmol/g de íons Cu (II) e 0,02 mmol/g de íons Pb (II). Para as soluções contendo 50 mg/L a captação no equilíbrio foi 0,37 mmol/g de íons Cu (II) e 0,11 mmol/g de íons Pb (II), individualmente. A capacidade de biossorção foi reduzida no sistema binário mostrando que a presença de um segundo metal afeta a captação dos íons. Os valores de qmax para íons Pb (II) no sistema binário foi 0,6 mmol/g contra 1,2 mmol/g no sistema monocomponente; para íons Cu (II) a captação foi 0,7 mmol/g contra 1,8 mmol/g. Na biossorção binária a captação de íons Pb (II) manteve o percentual de remoção mesmo em soluções com elevadas concentrações de íons Cu (II); o contrário não foi observado para o Pb(II), indicando que íons Pb (II) interferem mais na captação de íons Cu (II). Para o estudo do equilíbrio monocomponente foram utilizados os modelos de Langmuir e Freundlich; para o sistema binário, o Langmuir competitivo, Langmuir modificado, Langmuir-Freundlich e Freundlich estendido. Os modelos não foram conclusivos, porém elucidaram aspectos relacionados ao mecanismo, apresentando alto grau de dispersão entre a captação experimental e as teóricas. / Brown seaweeds from the genus Sargassum are widely studied for use as potential candidates for biosorption purposes, particularly in the treatment of heavy-metals contaminated effluents. The cellular structure of this seaweed presents charged molecules, such as alginic acid, able to attract and recover metal cation ions. The objective of this work was to study the uptake capacity of copper and lead by the seaweed Sargassum, through kinetic and isotherm studies with the help of kinetic and isotherm models for monocomponent and binary solutions. Equilibrium uptake was reached in 30 minutes and the kinetic behavior of the process followed a second-order model. In monocomponent systems, at 10 mg/L metal concentration, equilibrium uptake indicated a recovery of 0.06 mmol Cu(II)/g biomass and 0.02mmol/g Pb(II)/g biomass. When a 50 mg/L solution was used, the individual uptake was equal to 0.37 mmol Cu(II)/g biomass and 0.11 mmol Pb(II)/g biomass. Uptake was markedly reduced by the presence of the second metal in solution indicating the interference in biosorption in a multi-ion solution. Values of qmax for Pb(II) in the binary system was equal to 0.6 mmol/g biomass, against 1.2 mmol/g biomass in the monocomponent situation; for Cu(II) the uptake was equal to 0.7 mmol/g biomass against 1.8 mmol/g biomass, in the monocomponent solution. In the binary solution, Pb(II) uptake kept the same percent removal, even in the presence of high concentrations of Cu(II); an opposite behavior was observed for Cu(II), indicating that Pb(II) interfere in the uptake of Cu(II) more than the opposite situation. In the monocomponent equilibrium models such as Langmuir and Freundlich were used to fit experimental data. In binary systems, Competitive Langmuir, Modified Langmuir, Langmuir-Freundlich and Extended Freundlich Extented were used. All the models were not conclusive to fit experimental results, however they contributed for a better understanding of the mechanism involved in biosorption, because a high level of dispersion between actual biosorption and theoretical prediction was observed.

Esta Dissertação teve como objetivo,a síntese de hidrogéis à base de alginato e nanopartículas magnéticas (maghemita) preparadas in situ. Os hidrogéis foram preparados em diferentes concentrações de alginato de sódio (2 e 3% m/v), FeSO4 (0,3 e 0,5 mol L-1) e CaCl2 (0,1 e 0,3 mol L-1). As propriedades físico-químicas dos hidrogéis foram analisadas e, posteriormente, foram avaliados quanto à capacidade de remoção de íons Ni2+ e Mn2+ de soluções aquosas. Para caracterização das amostras foram utilizadas diversas técnicas de análises, tais como, análise granulométrica, microscopia óptica (OM), microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), magnetometria de amostra vibrante (VSM), espectroscopia na região do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), difratometria de raios-X (XRD), espectroscopia Mössbauer, e análise termogravimétrica (TGA). Foram preparados hidrogéis com morfologia predominantemente esférica e dimensões micrométricas (500 a 850 m), com átomos de Fe e Ca dispersos uniformemente em sua estrutura. Os hidrogéis apresentaram boa resistência térmica e comportamento superparamagnético. As amostras foram intumescidas em água deionizada durante um intervalo de tempo a fim de avaliar o grau de intumescimento (Q) para determinar a amostra com a melhor resposta para posterior aplicação em solução aquosa contendo íons metálicos (Ni2+ e Mn2+). Os resultados revelaram que a amostra cuja concentração de 3% m/v de alginato de sódio, 0,3 mol L-1 de FeSO4 e 0,3 mol L-1 de CaCl2 obteve maior Q (50%). Em consequência deste resultado, optou-se por utilizar estaamostra, na remoção de metais pesados presentes em soluções aquosas e em efluentes industriais. Vários parâmetros,tais como: tempo de contato,pH, concentração inicial do íon e massa de hidrogel foram estudados.Os resultados, para efluente sintético, revelaram que o tempo de equilíbrio foi de 60 minutos; a capacidade de remoção dos metais melhora com o aumento de pH (3 a 9), sendo máxima em pH 7;quanto menor a concentração inicial da solução iônica (50 a 500 mg L-1), maior a capacidade de remoção, 52% de Ni2+ e 49% de Mn2+ (concentração inicial de 50 mg L-1). No efluente industrial, a remoção foi de 61% de Ni2+ e 57% de Mn2+(300 mg de hidrogel). Os resultados encontrados revelaram que os hidrogéis magnéticos produzidos à base de alginato têm potencial uso no tratamento de efluentes industriais contaminados com metais pesados / This Dissertation aims thesynthesis of hydrogels based on alginate and magnetic nanoparticles (maghemite) prepared in situ. Hydrogels were prepared at different concentrations of sodium alginate (2 and 3% w/v), FeSO4 (0.3 and 0.5 mol L-1) and CaCl2 (0.1 and 0.3 mol L-1). The physicochemical properties of the hydrogels were analyzed and, subsequently, evaluated for their ability to remove ions Ni2+ and Mn2+ from aqueous solutions. In orderto characterize the samples,several techniques were used, such as, granulometric analysis, optical microscopy (OM), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), vibrating sample magnetometry (VSM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), Mössbauer spectroscopy and thermogravimetry analysis (TGA). Hydrogels with predominant spherical morphology and micrometric dimension were prepared (500 and 850 m) with atoms of Fe and Ca dispersed uniformly in their structure. The hydrogels presented good thermal resistance and superparamagnetic behavior. The samples were swollen in deionized water, for a period of time, to evaluate the swelling degree (Q) and determine the sample with the best result for subsequent application in an aqueous solution containing metallic ions (Ni2+ and Mn2+). The results revealed that the sample with concentration of 3% w/v of sodium alginate, 0.3 mol L-1 of FeSO4, and 0.3 mol L-1 of CaCl2 presented the higher Q (50%). In consequence of this result, we decided to use thissample, in the removal of heavy metals from aqueous solution and industrial wastewater.Several parameters, such as: contact time, pH, initial concentration of ionic solution and hydrogel mass were studied. The results, to the synthetic solution, revealed that the equilibrium time was 60 minutes; the capacity of metals removal improves with the pH increasing (3 to 9), and was maximum at pH 7; the lower the initial concentration of ionic solution (50 to 500 mg L-1), the higher the removal capacity, 52% of Ni2+ and 49% of Mn2+ (initial concentration of 50 mg L-1). In the industrial wastewater, the removal was 61% of Ni2+ and 57% de Mn2+ (300 mg of hydrogel). The results showed that magnetic hydrogels based on alginate synthesized have potential use in the treatment of industrial wastewater contaminated with heavy metals

O solo é um compartimento ambiental altamente complexo e, em razão do crescimento populacional acelerado e da intensa atividade industrial e agrícola, tem sofrido com a contaminação de substâncias de origens diversas. Entre as principais atividades que contribuem para a perturbação da qualidade dos solos estão as atividades de geração de energia pela queima de combustíveis fósseis, como o carvão mineral. Dentre as substâncias presentes nos rejeitos do carvão queimado em usinas termelétricas estão compostos orgânicos e metais pesados que interagem com o material genético, produzindo mutações e acarretando prejuízos em nível de organismo (como as neoplasias), mas também em níveis maiores de organização biológica (como a perda de diversidade genética em populações). Estudos de avaliação do potencial mutagênico em amostras de solo são escassos, principalmente investigando a ação de mutágenos de origem inorgânica. Além disso, estudos de mutagênese em solos sob a influência de rejeitos de carvão têm sido pouco abordados na literatura. Desta forma, os objetivos deste trabalho foram: (i) testar um protocolo para avaliação de atividade mutagênica em extratos inorgânicos e orgânicos de solo; (ii) avaliar a presença e o perfil dos compostos mutagênicos em solos sob a influência de cinzas de carvão e (iii) investigar as rotas ambientais para dispersão dos compostos mutagênicos na área de estudo. Para atingir estes objetivos, processos de extração de compostos orgânicos e inorgânicos de solo foram testados quanto a sua eficiência em extrair da amostra compostos potencialmente mutagênicos frente a linhagem de Salmonella typhimurium que detecta erro no quadro de leitura (TA98). Os protocolos mais eficientes foram utilizados para os testes com diferentes amostras de solo sob a influência de rejeitos de carvão utilizando diversas linhagens, na ausência e presença de ativação metabólica (fração S9 mix). Os resultados de mutagênese associados aos resultados da caracterização química de compostos orgânicos e metais indicaram que os contaminantes presentes nas cinzas de carvão podem se dispersar com facilidade para áreas adjacentes. Essa abordagem de estudo permitiu relacionar a presença de determinadas classes de compostos com diferentes danos no DNA e inferir distintas rotas ambientais de dispersão para esses compostos. A realização deste trabalho ressalta a importância de estudos em matrizes ambientais complexas, em especial solos contaminados, que buscam integrar os dados de mutagênese e utilizá-los sob uma perspectiva ecológica. / Soil is a highly complex environmental compartment that has suffered contamination by substances from multiple sources mainly due to fast population growth and intense industrial and agricultural activity. Among the main activities that affect soil quality are power generation activities that use fossil fuels, such as mineral coal. Among the several compounds present in coal ashes that are employed in coal-fired power plants are substances that interact with the genetic material, causing mutations and/or damage at the individual level (like neoplasias) but also at higher levels of biological organization (like loss of genetic diversity in populations). There are few studies on the mutagenic potential of soil samples, especially those that investigate the action of mutagens from inorganic sources. Moreover, studies of mutagenesis in soils under the influence of coal-fired power plants have rarely been reported in literature. Thus, this work aimed at: (i) testing a protocol for the evaluation of mutagenic activity in inorganic and organic extracts from soil samples; (ii) evaluating the presence and the profile of mutagenic compounds in soils under the influence of coal ashes and (iii) investigating environmental routes of dispersion of mutagenic compounds in the study area. In order to achieve these aims, extraction processes for inorganic and organic compounds were tested concerning their efficiency to extract compounds potentially mutagenic to the specific Salmonella typhimurium strain that detects frameshift mutagens (TA98). The most efficient protocols were further utilized for the tests with different soil samples under the influence of coal-fired power plant using several strains, in absence and presence of metabolic activation (S9 mix fraction). Mutagenesis results associated with the chemical characterization of the organic compounds and metals indicated that contaminants present in coal ashes can be easily dispersed to adjacent areas. This approach allowed relating the presence of certain classes of compounds to specific damages in DNA and inferring distinct dispersion routes for these compounds. This work highlights the importance of studies concerning complex environmental matrices, specially contaminated soils, which seek the integration of mutagenesis data and their use from an ecological perspective.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The issue involving the proper management of municipal solid waste is still a serious problem that affects mainly developing countries, just as Brazil. Only in 2010, with the implementation of the National Solid Waste Policy from the Federal Law No 12.305, this issue began to gain traction in the social and economic environment. In this law one of the proposals is the removal and recovery inappropriate sites for the disposal of municipal waste. The adverse consequences of waste disposal involve two fundamental issues, regarding the contaminants migration and another that deals with the sites stability used for their disposal. Therefore, this study aimed to analyze the support of the geological environment for the operation of a landfill. The enterprise is a public consortium, licensed by the responsible environmental agency, and is located in the northwest region of the State of Rio Grande do Sul, in the Volcanic Plateau Province of Serra Geral. Thus, there were performed studies of the soil, involving physical, chemical and geotechnical parameters. Regarding the groundwater quality parameters, there were evaluated the water of four active monitoring wells and one of supply, besides the water level variation in a period exceeding hydrologic year. The soil was classified as very clayey, with average clay content of 86 %, and predominance of micropores, common in clayey soils. The saturated hydraulic conductivity of the not compacted soil presented values in the order of 10-4 cm.s-1. Geotechnical parameters were within the described by current standards, with mean values of liquid limit, plastic and shrinkage of 68,83, 41,73 and 28,94 %, respectively, being the soil classified like highly plastic. In relation to the clay fraction, its colloidal activity was classified with low activity, with the presence of non-expansive kaolinite 1:1. The soil presented low values of cation exchange capacity, it was also identified that only copper and chrome elements were above proposed by State law. In relation to the qualitative parameters of groundwater, was identified changes in the concentration of coliforms, nitrate and ammoniacal nitrogen, in some of the samples. In the quantitative matter the area showed a wide variation in water levels, and the rainfall showed significant correlation at 5 % with the water level in three monitoring wells (01, 03 and 05), situated in different positions in the landscape. Regarding the aquifer vulnerability to contamination, the area was classified as a low vulnerability area. Thus, it is concluded that the shallow aquifer in the study area showed variable behavior, in local and regional scales. Changes were identified in the quality of the groundwater in some samples in different periods, between 2007 and 2015. / A questão envolvendo a gestão adequada dos resíduos sólidos urbanos é um grave problema que afeta principalmente os países em desenvolvimento, assim como o Brasil. Apenas no ano de 2010, com a implementação da Política Nacional dos Resíduos Sólidos, a partir da Lei Federal Nº 12.305, essa questão começou a ganhar espaço no meio social e econômico. Nessa lei, uma entre as propostas apresentadas, é a eliminação e recuperação dos locais inapropriados para a disposição dos resíduos urbanos. As consequências adversas da disposição de resíduos envolvem duas questões fundamentais, uma relativa à migração dos contaminantes e outra que trata da estabilidade dos locais usados para sua disposição. Nesse sentido, este estudo tem por objetivo analisar o suporte do meio geológico para a operação de um aterro sanitário. O empreendimento é um consórcio público, licenciado pelo órgão ambiental competente, e está localizado na região noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, na Província Vulcânica do Planalto da Serra Geral. Assim, foram realizados estudos de solo, envolvendo parâmetros físicos, químicos e geotécnicos. Em relação à água subterrânea, foram avaliados parâmetros de qualidade da água de quatro poços de monitoramento ativos e um de abastecimento, além da variação do nível da água em um período superior a um ano hidrológico. O solo foi classificado como muito argiloso, com teores de argila médios de 86 %, e predominância de microporos, comuns em solos argilosos. A condutividade hidráulica saturada do solo não compactado apresentou valores na ordem de 10-4 cm.s-1. Os parâmetros geotécnicos estiveram dentro dos descritos pelas normas vigentes, com valores médios de limite de liquidez, plasticidade e contração de 68,83, 41,73 e 28,94 %, respectivamente, sendo o solo classificado como altamente plástico. Em relação a fração argila, sua atividade coloidal foi classificada como de baixa atividade, com presença do argilomineral não expansivo caulinita 1:1. O solo apresentou baixos valores de capacidade de troca de cátions, também foi identificado que apenas os elementos Cobre e Cromo estiveram acima do proposto pela legislação do Estado. No que se refere aos parâmetros qualitativos da água subterrânea, identificou-se alterações na concentração de coliformes termotolerantes, nitrato e nitrogênio amoniacal, em algumas amostras. Na questão quantitativa, a área apresentou uma grande variação no nível da água, sendo que a precipitação pluviométrica indicou correlação significativa ao nível de 5 % com o nível da água em três poços de monitoramento (01, 03 e 05), situadas em distintas posições na paisagem. Em relação à vulnerabilidade do aquífero à contaminação, a área foi classificada como de baixa vulnerabilidade. Com isso, conclui-se que o aquífero raso na área do estudo apresentou comportamento variável, em escala local e regional. Foram identificadas alterações na qualidade da água subterrânea em algumas amostras em distintos períodos, entre os anos de 2007 e 2015.

Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2018-03-07T16:58:05Z No. of bitstreams: 1 PGCS17MA158.pdf: 630835 bytes, checksum: fdfdbbeab8ab5418448d921cd3f4827c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-07T16:58:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGCS17MA158.pdf: 630835 bytes, checksum: fdfdbbeab8ab5418448d921cd3f4827c (MD5) Previous issue date: 2017-02-10 / Capes / FAPESC / CONAMA's resolution 420/2009 determines thar compenten environmental agencies of States and Federal District establish the Quality Reference Values for naturally occurring elements in soils and groundwater , whose increased concentration wil might represent environmental risks. Among the substances mentioned are cobalt (Co) and manganese (Mn) and their contents have not been determined at Santa Catarina state (SC) yet. The determination of metal natural levels in soil is relevant for monitoring and remediation of contamined areas and, since the contents vary in different soils, it should be considered local pedological reality. Therefore, the present work aims at obtaining natural Co and Mn contents in 56 soil representative profiles of Santa Catarina state that are not subject to the anthropic contamination and relate them with source material and the physical and chemical attributes. Soil,samples passed througt the digestion process, using the USEPA 3050 B method and the determination by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES). The results were submitted to variance analysis and Scott-Knott's test at 5% significance level and evaluated by Pearson's correlation with soil physical and chemical attributes ... / A Resolução do CONAMA 420/2009 institui que os órgãos ambientais competentes dos Estados e do Distrito Federal estabeleçam os valores de referência de qualidade para elementos que ocorrem naturalmente nos solos e águas subterrâneas, mas que, com a sua concentração aumentada podem representar riscos ambientais. Dentre estas substâncias encontram-se o cobalto (Co) e o manganês (Mn) cujos teores ainda não foram determinados para o estado de Santa Catarina (SC). A determinação de teores naturais de metais em solos é importante para o monitoramento e remediação de áreas contaminadas e como as concentrações variam nos diferentes solos, deve ser considerada a realidade pedológica local. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi a determinação dos teores naturais de Co e Mn em 56 perfis de solos representativos do estado de SC não sujeitos a contaminação antrópica e relacionar os mesmos com o material de origem e os atributos físicos e químicos dos solos. As amostras foram digeridas utilizando o método USEPA 3050 B e a determinação foi por espectrometria de emissão ótica com fonte de plasma acoplado indutivamente (ICP OES). Os resultados foram submetidos à análise de variância e teste de Scott-Knott a 5% de significância e também avaliados pela correlação de Pearson com atributos físicos e químicos dos solos. Os teores de cobalto e manganês diferiram entre as classes, mas não entre os horizontes. Em geral, solos originários de rochas básicas apresentaram maiores concentrações de ambos os metais, demonstrando a influência das diferentes litologias. Os Latossolos originários de basalto apresentaram menores níveis de Co e Mn que solos mais jovens, como Chernossolos, de mesmo material de origem. Os atributos do solo que se correlacionam positivamente com os metais estudados foram a relação silte/argila, a soma de bases e a saturação por bases, além de ambos os metais se correlacionaram fortemente entre si. As concentrações naturais de cobalto e manganês em solos catarinenses, em sua maioria, foram superiores às encontradas por outros pesquisadores em diferentes estados brasileiros. Teores naturais determinados neste trabalho podem ser utilizados como base para definição dos valores de referência de qualidade para os solos catarinenses, em atendimento à legislação nacional

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 660367 bytes, checksum: 85e3b5d466c0f1e2a05b9a95c2b18839 (MD5) Previous issue date: 2010-08-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Waste management, especially the sewage sludge, is extremely important in association to enviromental. However the study of the dynamics of ions in the sewage sludge along to the soil profile is very important to provide the parameters permiting to establish the relation between dosage and environmental impact. The propouse of this experiment is determinate the chemical changes in the soil and the leachate after application of increasing dosages of sewage sludge submitted to five leaching with deionized water. The treatments consisted to a fatorial (2 x 6), two were soils, a Oxisol with a clayey texture from Viçosa-MG and a Inceptsoil with a sandy texture from Ouro Branco-MG, and six dosages of sludge sewer including the control. The lower dosage was calculated based on quantity of nitrogen in sewage sludge, according to resolution № 375 CONAMA. The experimental unit consisted of nine rings made by PVC (o chloride polivinil) tubes with diameter of 6.6 cm and 10 cm height, with the exception of the lower ring that had 8 cm height. Were performed leaching tests with five volumes of deionized water equivalent to 1.5 times the pore volume at intervals of five days. Dosages of sewage sludge were efficient correcting the pH of both soils and increased the K, Ca, Cu, Zn, Fe, Mn and Ni, and the concentration of metals with the highest dosages reached levels critics, which the Mn both soils and NO3 - in soil sandy texture were the elements that had a higher problem leaching surpassing the limits established. / A gestão de resíduos, em especial ao lodo de esgoto é de extrema importância com vistas ao desenvolvimento sustentável. Contudo o estudo da dinâmica dos íons presentes no lodo de esgoto ao longo do perfil do solo é de grande relevância para nos fornecer parâmetros úteis que nos permitam estabelecer a relação entre dose e impacto ambiental. Neste ensaio, objetivouse determinar alterações químicas no solo e nos lixiviados, após aplicação de doses crescentes de lodo de esgoto submetidas a cinco lixiviações com água deionizada. Os tratamentos corresponderam a um fatorial (2 x 6), sendo dois solos, um Latossolo textura muito argilosa da região de Viçosa- MG, e um Cambissolo textura franco arenosa da região de Ouro Branco- MG, e seis doses de lodo de esgoto incluindo uma testemunha. A menor dose foi calculada com base no teor de nitrogênio presente no lodo de esgoto, conforme resolução № 375 do CONAMA. As unidades experimentais foram constituídas de nove anéis confeccionados com tubos de PVC, com 6,6 cm de diâmetro interno, e 10 cm de altura, com exceção do anel inferior com 8 cm de altura. Foram realizadas cinco lixiviações com um volume de água deionizada equivalente a 1,5 vezes o volume de poros com intervalos de cinco dias cada. As doses de lodo de esgoto foram eficientes na correção do pH de ambos os solos e aumentaram os teores de K, Ca, Cu, Zn, Fe, Mn e Ni, sendo que a concentração dos metais com as maiores doses atingiram os níveis críticos, na qual o Mn em ambos os solos, e o NO3 - no solo de textura franco arenosa foram os elementos que apresentaram maior problema de lixiviação superando os limites estabelecidos pelo CONAMA.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 399414 bytes, checksum: 235399a474088eadfdf2059ca27448d2 (MD5) Previous issue date: 2005-02-25 / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Phytoremediation is a technology of environmental cleanup with residues of anthropogenic origin. This technology uses the vegetables and their microbial rhizosphere to stabilize, extract, degrade, or votilization for various organic and inorganic pollutants. Native forest species join an acceptable visual characteristic to the recovery project, they are perennial and they request less cultural treatments, they produce matter excels of interest for several sections, being a drain of atmospheric CO2. In the present work, we evaluated the behavior of cedro-rosa (Cedrela fissilis Vell. (Meliaceae) and ipê-roxo (Tabebuia impetiginosa (Mart.) Standl. (Bignoniaceae)) seedlings of these species were used in the phytoremediation of a polluted soil with zinc and copper. The seedlings were transplanted to pots containing 4,2 kg of a Yellow Latosol, sandy texture, which was contaminated whittle increasing doses of Zinc (0, 300, 400, 500, 2.500 mg kg-1) and Cooper (0, 60, 80, 100, 500 mg kg-1). Before adding the treatments the soil homogenized and sieved in a 0.5 mm sieve. Each pot was fertilized whittle the macronutrients N, P, K, Ca and S in the doses of 200, 300, 200, 129 e 61,5 mg kg-1, respectively, in the form of nitrate of ammonium (NH4NO3), phosphate of calcium (Ca(H2PO4)2.H2O) and sulfate of potassium (K2SO4). To contaminate the soil, Zn and Cu were added as copper nitrate (Cu(NO3)2.3H2O), zinc nitrate (Zn(NO3)2.6H2O) and zinc chloride (ZnCl2). The soil moisture was maintained near the field capacity, being daily corrected based on the weight of the total mass of the unit amostral. After 105 days the seedlings were collected, separated in roots and aerial part. They were drought in forced ventilation greenhouse 70 °C until constant weight. Was achieved after that the material was ground and taken to the laboratory where they were mineralized of by a nitric-percloric digestion (4:1 v/v). The contents of zinc and copper were measured by atomic absorption. The results of biomass production suggested that the cedro-rosa was more tolerant to the zinc than the ipê-roxo. Both species allocated more carbon in the root to the detriment of the aerial part. The cedro-rosa absorbed larger contents of zinc emonstrating accumulative behavior while the ipê-roxo showing an indicative behavior. In the ipê-roxo were the largest contents of zinc. In the copper treatment the ipê-roxo was more tolerant than the cedro-rosa. The root was the organ of copper storage for both species. The cedro-rosa absorbed larger copper contents with accumulative behavior while the ipê-roxo had an indicative behavior. It could be seen that both species possess use potential in the phytostabilization and induced phytoextraction of zinc and copper in polluted soils. / Fitorremediação é uma tecnologia de recuperação de ambientes contaminados com resíduos de origem antropogênica. Esta tecnologia utiliza os vegetais e seus simbiontes rizosféricos para estabilizar, extrair, degradar ou volatilizar vários contaminantes orgânicos e inorgânicos. Espécies florestais nativas agregam uma característica visual aceitável ao projeto de recuperação, são perenes requerendo menos tratos culturais, produzem matéria prima de interesse para vários setores, sendo um dreno do CO2 atmosférico. Para avaliar o comportamento de mudas de cedro-rosa (Cedrela fissilis Vell. (Meliaceae) e ipê-roxo (Tabebuia impetiginosa (Mart.) Standl. (Bignoniaceae)) na fitorremediação de solo contaminado com zinco e cobre, realizou-se um experimento em casa de vegetação. As mudas foram replantadas em vasos contendo Latossolo Vermelho-Amarelo, textura francoarenosa ao qual foram adicionadas doses crescentes de zinco (0, 300, 400, 500, 2.500 mg kg-1) e cobre (0, 60, 80, 100, 500 mg kg-1). O solo foi homogeneizado e peneirado em malha de 0,5 mm, seco à sombra e, posteriormente, separado em unidades amostrais de 4,2 kg. Cada unidade recebeu uma adubação com macronutrientes: N, P, K, Ca e S nas doses de 200, 300, 200, 129 e 61,5 mg kg-1 respectivamente. A adição dessas doses foi realizada em uma única parcela, mediante soluções, quando da preparação do solo. Foram utilizados os sais nitrato de amônio (NH4NO3), fosfato de cálcio monobásico (Ca(H2PO4)2.H2O) e sulfato de potássio (K2SO4). Para adicionar zinco e cobre ao solo foram utilizadas soluções preparadas a partir dos sais nitrato de zinco (Zn(NO3)2.6H2O), cloreto de zinco (ZnCl2) e nitrato de cobre (Cu(NO3)2.3H2O). A umidade do solo foi mantida próxima a capacidade de campo, sendo corrigida com base gravimétrica da unidade amostral. Após 105 dias as mudas foram coletadas, separadas em raízes e parte aérea, secas em estufa de ventilação forçada a 70 °C até peso constante. Após, foram moídas e levadas ao laboratório onde se realizou a mineralização de amostras do tecido vegetal por digestão nítrico-perclórica (4:1 v/v). Os teores de Zn e Cu foram determinados por absorção atômica. Os resultados de produção de biomassa sugeriram que o cedro-rosa foi mais tolerante ao zinco que o ipê-roxo. Ambas as espécies alocaram mais carbono na raiz em detrimento da parte aérea. O cedro-rosa absorveu maiores teores de zinco demonstrando comportamento acumulador enquanto o ipê-roxo mostrou um comportamento indicador. No ipê-roxo foram determinados os maiores conteúdos de zinco. A raiz foi o órgão de armazenamento de zinco para ambas as espécies. No tratamento de cobre o ipê-roxo foi mais tolerante que o cedro-rosa. A raiz também foi o órgão de armazenamento de cobre para ambas as espécies. O cedro-rosa absorveu maiores teores de cobre com comportamento acumulador enquanto o ipêroxo teve um comportamento indicador. Conclui-se que ambas as espécies possuem potencial de uso na fitoestabilização e fitoextração induzida de zinco e cobre em solos contaminados.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:33:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BrunoGF_DISSERT.pdf: 2176814 bytes, checksum: 9351c572384dd9988885e551e99a24d5 (MD5) Previous issue date: 2013-08-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The demographic growth press environments that are more susceptible to perturbations, like riparian areas, without knowing about the effects of replacing these natural environments by different land uses on soil quality and, consequently, on watershed. The study of soil quality has evolved as an important tool for soil sustainable management of this component of the biosphere that affects aquatic and terrestrial ecosystems functions. Thus, physical and chemical soil proprieties were measured to assess soil quality under different land uses (agricultural, pasture, urban, industrial and natural vegetation,) in the riparian zone of Extremoz Lake, an important human water source, evaluating whether the soil offers potential risk to water pollution. Data were subjected to descriptive statistics and Principal Component Analysis (PCA). The results showed negative changes in soil quality such as alkalinization and increase in P, Pb, Mn and Zn contents in most anthropized areas. The sandy texture and low organic matter content in all soils showed the fragility of the soil to erosion and leaching of elements in excess to water bodies, evidencing that this soils has potential to diffuse contaminants. Conservative management of soil is necessary to provide an adequate ecological state in riparian zones of the Extremoz Lake, thus allowing controlling and buffering diffuse sources of pollution to this important water supply source / O crescimento demogr?fico pressiona ambientes intrinsecamente sens?veis frente ?s perturba??es, como as zonas rip?rias de mananciais, sem que se conhe?am os efeitos da substitui??o desses ambientes naturais por diferentes usos na qualidade do solo e, consequentemente, da bacia hidrogr?fica. O estudo da qualidade do solo tem evolu?do como importante ferramenta para o manejo sustent?vel deste componente da biosfera que influencia diretamente e indiretamente no funcionamento de ecossistemas terrestre e aqu?ticos. Assim, a caracteriza??o de atributos f?sicos e qu?micos do solo foi realizada sob diferentes usos (agr?cola, pastagem, urbano, industrial e vegeta??o natural) na zona rip?ria de uma lagoa tropical, um importante manancial de abastecimento, para avaliar a qualidade do solo e sua poss?vel degrada??o, gerando potencial risco de polui??o do manancial. Os dados obtidos foram submetidos ? analise descritiva e ? an?lise de componentes principais (PCA),. Os resultados mostraram altera??es negativas na qualidade do solo como alcaliniza??o e aumento dos teores de P, Pb, Mn e Zn em ?reas mais antropizadas. A substitui??o da vegeta??o natural na zona rip?ria da lagoa por usos antr?picos, aliada ? textura arenosa e ao baixo teor de mat?ria org?nica do solo nessas ?reas, concorrem para a fragilidade do solo frente ? eros?o e ? lixivia??o de nutrientes e metais pesados para os corpos d ?gua, o que d? o potencial desses solos atuarem como intensa fonte difusa de polui??o para o manancial. O monitoramento e pr?ticas de manejo conservacionistas do solo s?o necess?rios para manuten??o de um adequado equil?brio ecol?gico na zona rip?ria da lagoa de Extremoz, permitindo assim o controle e mitiga??o do processo de degrada??o da qualidade da ?gua

Resumo: O conhecimento de atributos bioquímicos dos resíduos, associado à disponibilidade de metais pesados em virtude da utilização de lodo de esgoto em solos agricultáveis, tem por objetivo fornecer ferramentas para minimizar os riscos de poluições ambientais trazidos pela utilização do lodo de esgoto nos solos. Portanto, para avaliar o efeito do nível de contaminação de cádmio nas propriedades bioquímicas do lodo de esgoto e posterior disponibilidade do metal no solo, foram incubadas amostras de 500g de lodo com CdCl2, CdSO4, Cd(NO3)2 e Cd metálico em casa de vegetação. Posteriormente, lodo incubado e não incubado, na dose de 10 Mg ha-1, foram adicionados a amostras de Latossolo Vermelho distrófico e cultivado com sorgo granífero. Determinaram-se as atividades enzimáticas de amilases, arilsulfatases, desidrogenases e proteases nas amostras de lodo incubadas durante 58 dias. Após incubação e cultivo de sorgo granífero com lodo incubado e não incubado, avaliaram-se os teores de cádmio extraídos com Mehlich I e DTPA no lodo incubado e a disponibilidade do metal em amostras de terra, coletadas aos 60 e 120 dias de cultivo, com os extratores DTPA, HNO3 e HF. As fontes de cádmio adicionadas ao LE alteraram a atividade enzimática de amilases, arilsulfatases, desidrogenases e proteases. A produção de matéria seca e grãos pela cultura do sorgo granífero não foram influenciadas pelos tratamentos no lodo, assim como, pelas fontes acrescidas de cádmio. A extração de cádmio do solo foi influenciada pelo período de incubação. / Abstract: Knowing the biochemical attributes of residues, associated with the heavy metals availability due to the use of sewage sludge in cropped soils, aims to supply tools in order to minimize the risks of environmental pollution brought by the use of that residue as a fertilizer. However, in order to evaluate the effect of the contamination level by the addition of cadmium on the biochemical properties of the sewage sludge and the posterior metal availability in the soil, 500g of sludge were incubated with CdCl2, CdSO4, Cd(NO3) or metallic Cd in a green house. Incubated and no-incubated sewage sludge was then added to a Typic Haplorthox in the rate 10 mg/ha and sorghum was grown. Enzymatic activity of amylases, arylsulphatases, dehydrogenases and proteases in the sewage sludge samples incubated for 58 days were evaluated. Cadmium was evaluated in the sewage sludge incubated for 58 days using the extractors Mehlich I and DTPA and in soil samples obtained at the 60th and 120th days of sorghum cultivation using the extractors DTPA, HNO3 and HF. The results demonstrated that the time of incubation, as well as the cadmium sources, clearly influenced sewage sludge enzymatic activities by increasing and decreasing the activities. Cadmium sources did not alter significantly the amounts of metal extracted from incubated sewage sludge with Mehlich I and DTPA extractors. Cadmium extraction from soil samples treated with sewage sludge incubated with Cd was greater with DTPA and HNO3 extractors. The different Cd sources added to sewage sludge affected the activity of amylases, arylsulphatases, dehydrogenases and proteases in the residue. Dry matter and grain production by sorghum were not affected by the treatments apppied to sewage sludge (incubation and no-incubation) and by the Cd sources. Cd extracted from the soil was affected by the incubation of sewage sludge after Cd contamination. / Orientador: Wanderley José de Melo / Coorientador: Gabriel Maurício Peruca de Melo / Banca: Marcos Omir Marques / Banca: Cássio Hamilton Abreu Junior / Mestre