Made available in DSpace on 2014-07-29T15:22:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO PAULA RODRIGUES ODONTOLOGIA.pdf: 2469324 bytes, checksum: 06856e4c36b3f2621c6c83d9aa0e9f32 (MD5) Previous issue date: 2009-03-13 / The aim of this study was to evaluate the effect of ozone gas and its use with an antioxidant on the resin-dentin microtensile bond strength. The oclusal enamel of forty human third molars was then removed to expose a flat superficial dentin surface. The teeth were randomly divided into four groups (n = 10): (G1) untreated dentin with ozone (control group); (G2) ozone gas application for 40 s followed by acid etching; (G3) acid etching followed by ozone gas for 40s; and (G4) ozone gas for 40s with subsequent application of sodium ascorbato 10% for 10 min. Composite build-ups were constructed incrementally. Specimens were sectioned to obtain sticks with cross-sectional areas of 1mm2 to be tested in tension (0.5 mm/min). The microtensile bond strength values were analyzed by one-way ANOVA and Tukey s test (α=0.05). All sticks fractured were then observed under a stereomicroscope (40X). The results showed that the G1 had higher values of microtensile bond strength when compared to G2 and G3 (p=0.00). The values of microtensile bond strength of G1 and G4 were similar (p = 0158) and higher than the G2, but there was no difference between the values of G3 and G4 (p=0,115). The use of ozone prior to etching (G2) resulted in lower value of microtensile bond strength in all conditions evaluated (p = 0.00). The application of ozone gas decreased the microtensile bond strength of the interface dentin/composite resin, but the values were reversed when the use of sodium ascorbate / Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito do gás ozônio e do ascorbato de sódio na resistência de união entre dentina e resina composta. O esmalte oclusal de 40 terceiros molares humanos foi removido expondo uma superfície plana de dentina. Os dentes foram divididos aleatoriamente em quatro grupos (n=10): (G1) dentina não tratada com ozônio (grupo controle); (G2) gás ozônio aplicado por 40s seguido pelo condicionamento ácido; (G3) condicionamento ácido seguido pela aplicação do gás ozônio por 40s; e (G4) gás ozônio por 40s com subsequente aplicação do ascorbato de sódio 10% por 10 min. Coroas de resina composta foram confeccionadas incrementalmente. Os espécimes obtidos foram seccionados obtendo palitos com área de secção transversal de 1mm2 a serem testados em ensaio de microtração (0,5 mm/min). Os valores de resistência de união a microtração foram analisados por meio da analise de variância ANOVA em fator único e teste de Tukey (α=0,05). Todos os palitos fraturados foram analisados em estereomicroscópio (40X). Os resultados mostraram que o G1 apresentou maiores valores de resistência de união quando comparado ao G2 e G3 (p=0,00). Os valores de resistência de união do G1 e G4 foram similares (p=0,158) e maiores que do G2, porém não houve diferença entre os valores de G3 e G4 (p=0,115). O uso do ozônio antes do condicionamento ácido (G2) resultou em menor valor de resistência de união em todas condições avaliadas (p=0,00). A aplicação do gás ozônio diminuiu a resistência de união ao teste de microtração da interface dentina/resina composta, porém os valores foram revertidos quando do uso do ascorbato de sódio

O ozônio (O3) representa o principal poluente atmosférico para a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), sendo freqüentes os dias em que sua concentração excede os padrões nacionais de qualidade do ar. Por se tratar de um poluente secundário, resultante principalmente, da interação entre os óxidos de nitrogênio (NOx) e compostos orgânicos voláteis (COVs) na presença de luz solar, torna-se muito difícil a elaboração de estratégias eficazes para a redução deste poluente. A utilização de simulação computacional se mostra como uma interessante alternativa para avaliar os muitos fatores que afetam a formação de O3, para o desenvolvimento de escalas de reatividade para COVs e para definição de possíveis estratégias que visem a redução dos níveis de O3. Neste trabalho foi utilizado o modelo de trajetórias OZIPR (Ozone Isopleth Package for Research) em conjunto com o modelo químico SAPRC (Statewide Air Pollution Research Center) para se determinar a escala de reatividade incremental para COVs para a cidade de São Paulo e para a simulação de diversas situações de redução das emissões de NOx e COVs. Para alimentar os modelos foram utilizadas medidas de COVs de duas campanhas: uma realizada pelo Laboratório de Química Atmosférica (LQA-IPEN) em conjunto com a CETESB na estação Cerqueira César, no período de agosto e setembro de 2006 e outra realizada somente pelo LQA durante todo o ano de 2006 com amostragens na Cidade Universitária. Dados de CO, NOx e parâmetros meteorológicos foram obtidos através dos monitores automáticos da mesma estação e da estação Pinheiros. Foram criados cinco casos base: um com os dados de COVs da estação Cerqueira César e quatro com os dados da Cidade Universitária, sendo estes, um para cada estação do ano. Após o ajuste dos casos base, cada COV presente na mistura teve sua concentração aumentada e diminuída em 0,2% dos COVs totais para se verificar a variação no máximo de ozônio e assim se determinar o potencial de formação de ozônio de cada COV. Estes resultados forneceram uma escala de reatividade para ozônio para cada caso base criado. Foram também realizadas simulações, onde as emissões horárias de NOx e COVs foram reduzidas em 5, 10, 20 e 30% independente e simultaneamente afim de se verificar as variações na formação de O3. Com os dados de saída do simulador foram construídos gráficos de isopletas de ozônio para a cidade de São Paulo. A análise dos resultados obtidos mostrou que os compostos encontrados com mais freqüência entre os dez principais precursores de ozônio na cidade de São Paulo nas escalas de reatividade criadas a partir dos cinco casos base são: formaldeído, acetaldeído, propeno, isopreno, cis e trans 2-buteno, sendo o formaldeído sempre o principal composto formador de ozônio. As simulações mostraram também que uma estratégia eficaz para se reduzir os níveis de O3 na cidade de São Paulo é diminuir as emissões totais de COVs. O mesmo não foi observado para os NOx, já que a redução destes poluentes faria aumentar as concentrações de O3. / Ozone (O3) represents the main atmospheric pollutant for the São Paulo Metropolitan Area (SPMA), being frequent the days when its concentration exceeds the national standards of air quality. Because ozone is a secondary pollutant, which results mainly, of the interaction between nitrogen oxides (NOx) and volatile organic compounds (VOCs) in the presence of solar light, it becomes very hard to elaborate efficient strategies for the reduction of this pollutant. The use of computational simulation appears as an interesting alternative to evaluate the many factors that affect the O3 formation, for the development of reactivity scales for VOCs and for definition of efficient strategies for the reduction of the concentrations of O3. In this study was used the trajectory model OZIPR (Ozone Isopleth Package for Research) together with the chemical model SAPRC (Statewide Air Pollution Research Center) to determine the incremental reactivity scale for VOCs in the São Paulo City and to the simulation of diverse situations of reduction of the emissions of NOx and VOCs. The input data of VOCs were obtained from two campaigns: one realized by the Atmospheric Chemistry Laboratory (ACL-IPEN) together with the CETESB in the Cerqueira Cesar station, in the period of August and September of 2006 and the other one realized only by the ACL during all the year of 2006 with samplings in the Cidade Universitária. CO, NOx and meteorological parameters data had been gotten through the automatic monitors from the same station and from the Pinheiros station. Five base cases had been created: one with the VOCs data from the Cerqueira Cesar station and four with the Cidade Universitária data, being these, one for each station of the year. After the adjustment of the base cases, each present VOC in the mixture had its concentration increased and diminished in 0,2% of the total VOCs to verify the variation in the maximum ozone and thus to determine the ozone formation potential of each VOC. These results had supplied a ozone reactivity scale for each base case created. Simulations where the hourly emissions of NOx and VOCs had been reduced in 5, 10, 20 and 30% independent and simultaneously were realized to verify the variations in the O3 formation. With the simulator output data it was created ozone isopleths charts for the São Paulo City. The analysis of the obtained results shows that the most frequent found compounds between the ten main ozone precursors in the São Paulo City in the reactivity scales created from the five base cases are: formaldehyde, acetaldehyde, propene, isoprene, cis 2-butene and trans 2-butene, being formaldehyde always the main ozone precursor compound. The simulations had also shown that an efficient strategy to decrease the concentrations of O3 in the São Paulo City is to reduce the total emissions of VOCs. The same strategy is not posible for the NOx, since the reduction of these pollutants would make to increase the concentrations of O3.

A qualidade do ar dos grandes centros urbanos é impactada diretamente pela emissão de poluentes dos veículos automotores. São dois os principais indicadores da deterioração da qualidade do ar: a concentração de material particulado e de ozônio. A concentração desses poluentes frequentemente atinge valores preocupantes, em especial na Região Metropolitana de São Paulo. O ozônio é um poluente secundário formado a partir de reações fotoquímicas em ambiente com a presença de compostos orgânicos voláteis e óxidos de nitrogênio, dentre os principais compostos precursores emitidos pela combustão dos motores dos veículos. A metodologia desenvolvida busca caracterizar o impacto da circulação dos veículos utilizando um índice, baseado na especiação, quantificação e reatividade dos precursores de ozônio emitidos. Esse índice pode identificar o impacto de um modelo de veículo e atender a demanda por rotulagem ambiental ou o impacto de um conjunto de veículos e subsidiar políticas públicas de redução das emissões / Air quality in large urban centers is directly impacted by the emission of pollutants from motor vehicles. There are two main indicators of the deterioration of air quality: the concentration of particulate matter and ozone. The concentration of these pollutants often reaches alarming values, particularly in São Paulo Metropolitan Area. Ozone is a secondary pollutant formed by photochemical reactions in atmosphere with the presence of volatile organic compounds and nitrogen oxides, precursors compounds emitted by combustion in vehicle engines. The methodology developed seeks to characterize the impact of the movement of vehicles using an index based on speciation, quantification and reactivity of emitted ozone precursors. This index can identify the impact of a vehicle and meet the demand for environmental labeling or the impact of a set of vehicles and support public policies to reduce emissions

Nos últimos anos, tem-se observado que na RMSP o ozônio troposférico foi o poluente responsável pela maior parte das ultrapassagens dos padrões de qualidade do ar estabelecidos pela CETESB. Supõe-se que diferentes padrões atmosféricos possam interferir nas concentrações de ozônio, devido à influência na variabilidade da concentração de poluentes, já estudada, e devido ao fato deste poluente ser formado pela interação entre seus precursores e a radiação solar. Dados horários de ozônio, provenientes de 17 estações da rede de monitoramento de poluentes da CETESB, foram utilizados para a construção de séries de médias anuais, mensais e diárias. O ciclo sazonal médio do ozônio, para a região de estudo, indicou um máximo em meados da primavera e mínimo no final do outono, o que é fortemente influenciado pelo ciclo médio de radiação solar e cobertura de nuvens. As estações situadas em áreas com reduzida atividade urbana e longe do centro da mancha urbana apresentaram ciclo sazonal mais bem definido e concentrações sobremaneira mais altas, sugerindo que as concentrações absolutas e o ciclo sazonal do ozônio sejam influenciados pelo uso do solo no entorno da estação. Os meses com anomalias positivas e negativas intensas de ozônio foram selecionados, e as anomalias climáticas e os padrões atmosféricos predominantes em alguns destes meses foram analisados, em escala mensal e diária. Os resultados indicaram, na análise dos padrões atmosféricos mensais e de evolução diária, que as anomalias positivas de ozônio estiveram associadas a anomalias positivas de radiação solar e, negativas de umidade relativa, o que foi resultante da variabilidade dos sistemas atmosféricos atuantes em escala sinótica que contribuíam para o aumento da divergência em superfície, tais como os anticiclones na retaguarda de sistemas frontais, o anticiclone do Atlântico Sul, e VCANs provenientes do NE do Brasil. Para os meses com anomalias negativas, verificou-se maior frequência ou intensidade dos sistemas frontais, em comparação ao valor médio climatológico para a região, bem como anomalias positivas de nebulosidade e aumento da atividade convectiva, associada, algumas vezes, à ocorrência da ZCAS. Além disso, verificou-se que a maioria dos meses com anomalias negativas de ozônio foram também precedidos por meses com anomalias negativas, próximas de zero, ou períodos com tendência de queda da concentração. / In the past few years, tropospheric ozone has been noticed to exceed the states environmental agency (CETESB) air quality standards more than any other air pollutant in the Sao Paulo Metropolitan Area (SPMA), Brazil. Its assumed that different atmospheric patterns are responsible for different impacts on ozone concentrations, due to already known phenomena concerning atmospheric variability and air pollutants, but also to the fact that this specific pollutant is formed at surface level through interactions between its precursors and incoming shortwave solar radiation. Ozone hourly data from 17 CETESB air quality network stations were used to calculate annual, monthly and daily averages. The seasonal cycle observed for the area of study indicated a middle spring maximum and late autumn minimum, both visibly influenced by mean seasonal solar radiation and cloud covering cycles. Stations located in areas away from the urban center or with lesser urban activity showed a well characterized seasonal cycle and higher concentrations in general, thus suggesting that ozone absolute concentrations and its seasonal cycle are somewhat linked to the predominant land use in the stations surroundings. Months with intense positive and negative ozone anomalies were selected, and climatic anomalies and atmospheric patterns were evaluated in some of these months in the monthly and daily time scale. Results from the monthly atmospheric pattern analysis and daily variability analysis point out that positive ozone anomalies were associated with solar radiation positive anomalies and relative humidity negative anomalies, resulting from synoptic-scale variability of atmospheric systems that contributed to air divergence strengthening at surface level, such as high-latitude anticyclones that followed frontal systems, the Southern Atlantic semipermanent anticyclone and Upper Level Cyclonic Vortexes from Northeastern Brazil. For months displaying anomalous negative behaviour, a higher than average frequency or intensity of frontal systems was observed for the region, as well higher cloudiness and increased convective activity, sometimes associated with the ZCAS (Southern Atlantic Convergence Zone). Besides that, it was perceived that most months with ozone negative anomalies were preceded by months already showing negative anomalies, or either way, a decreasing tendency on concentrations.

As altas concentrações de ozônio troposférico e outros poluentes constituem riscos à saúde da população da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), sendo regidas por complexos fatores de origem antrópica (como a emissão de poluentes precursores) e natural (como a disponibilidade de radiação solar). Na primeira etapa do estudo, as estações de monitoramento da CETESB foram classificadas de acordo com o uso e ocupação do solo, através de critérios sugeridos pelo OMS, em veicular, comercial, residencial e background urbano. Foi realizada a avaliação de séries temporais, de 1996-2011, medidas em estações da CETESB, principalmente pela comparação do ciclo sazonal de ozônio nas estações com diferentes classificações de uso do solo. A segunda etapa se caracterizou pela realização, no modelo atmosférico WRF/Chem 3.2.1, de testes de sensibilidade, onde alterações nas características de emissão e uso do solo foram realizadas por meio de programas em SIG, configurando diferentes cenários que foram comparados à um cenário de controle, durante um período de intensa insolação na região de estudo (verão de 2014). Os resultados da primeira etapa indicaram concentrações médias de ozônio mais elevadas em estações de uso do solo residencial ou de background urbano (com média mensal mais alta de 57 gm-3 ou 28 ppb em outubro na estação Pico do Jaraguá), e mais baixas em estações com uso do solo veicular e comercial (com média mensal mais baixa de 6 gm-3 ou 3 ppb em junho na estação Lapa); o oposto do verificado para outros poluentes, tanto na escala diurna como na sazonal. Os resultados da segunda etapa (modelagem) demonstraram que o tamanho das áreas onde as emissões antropogênicas veiculares foram alteradas influencia diretamente na intensidade e distribuição espacial das alterações de ozônio e poluentes primários avaliados. Os cenários com redução mais intensa da emissão (100%) também indicaram alterações mais intensas do que os com redução moderada (50%). Os cenários com número total de veículos reduzido apresentaram as reduções mais expressivas de ozônio, com redução média de 18 gm-3 ou 9 ppb durante o dia no cenário que simula um pedágio urbano no centro de São Paulo. A circulação local de brisa marítima foi determinante para o transporte do excesso ou déficit de ozônio e poluentes precursores para diferentes regiões da RMSP. A modificação de uso do solo acarretou em diferentes propriedades termodinâmicas de superfície e emissão de compostos biogênicos associados à formação do ozônio, acarretando em concentrações mais altas dentro das áreas modificadas (com aumento médio de 10 gm-3 ou 5 ppb durante todos os horários do dia no cenário em que se simula a construção de um parque urbano em São Paulo) e transporte para regiões mais distantes. Concluiu-se que, nas condições ambientais e de infraestrutura atuais encontradas na RMSP, a implementação de um parque deverá acarretar na elevação das concentrações médias de ozônio na área alterada (com possíveis impactos de aumento ou redução também em áreas adjacentes e distantes, de acordo com a circulação atmosférica predominante). Sugere-se o foco no transporte público e não motorizado, além do ordenamento adequado do uso e ocupação do solo e políticas de desenvolvimento de combustíveis mais limpos para a mitigação destes problemas e implementação de parques urbanos sem aumento das concentrações de ozônio. / High concentrations of pollutants such as tropospheric ozone pose health risks for the population of the São Paulo Metropolitan Area (SPMA). It is influenced by complex factors from anthropogenic (emission of precursor pollutants) and natural (such as the availability of sunlight) origin, typical of the study region. In the first part of the study, state Environmental Agency (CETESB) monitoring stations were classified per their land use, using WHO criteria, into vehicular, commercial, residential and urban background. Also, pollutant time series from 1996-2011 from these stations were analysed, mainly through the comparison of the ozone seasonal cycle in monitoring stations with different land use classes. The second part of the study was focused on the evaluation in the atmospheric model WRF/Chem 3.2.1, of sensitivity tests, where changes on the emission and land use characteristics were performed in GIS softwares, configuring different scenarios which were compared to a control simulation during a period of intense availability of sunlight in the study region. Results from the first part indicated that higher average ozone concentrations were found in stations with residential and urban background land use classes (with the highest monthly average of 57 gm-3 or 28 ppb in October at Pico do Jaraguá station), and lower in vehicular and commercial stations (with the lowest monthly average of 6 gm-3 or 3 ppb in June at Lapa station), the opposite of what was found for other pollutants, both in the diurnal and seasonal scales. Significant correlations were calculated between stations with similar land use classes. Results from the second part (atmospheric modelling) showed that the size of the altered area strongly impacts the intensity and spatial distribution of the changes simulated for ozone and other primary pollutants evaluated. The scenarios with more intense emission decrease (100%) also indicated more intense changes compared to the scenarios with moderated decrease (50%). Scenarios with decreased total vehicle number also presented significant reduction in ozone, with an average decrease of 18 gm-3 or 9 ppb during the day in a scenario simulating an urban toll in downtown São Paulo. The local sea breeze circulation determined the transport of the excess or deficit of ozone and other precursor pollutants to different regions within the SPMA. Changes in land use induced different atmospheric circulation characteristics by changing the surface thermodynamic properties and by the emission of biogenic compounds which act as precursors for ozone, resulting in higher concentrations within the modified areas (with an increase of 10 gm-3 or 5 ppb during all hours of the day in the scenario which simulates the building of an urban park in Sao Paulo) and transport for more distant areas. As a conclusion, the building of a park within the current infrastructure and environmental conditions in the SPMA should increase average ozone concentrations in the modified areas (with possible impacts of increase and reduction in near and far regions, according to the prevailing atmospheric circulation), specially if it is located relatively near avenues with intense vehicle circulation. We suggest focus on public and non-motorized transport systems, proper land use management and policies for the development of cleaner fuels for the mitigation of these problems and implementation of urban parks without increasing ozone concentrations.

O interesse na remoção de material orgânico no tratamento de águas de abastecimento surgiu em decorrência do aumento na poluição dos mananciais, da descoberta de novas doenças de veiculação hídrica e do melhor conhecimento das propriedades mutagênicas e carcinogênicas de poluentes orgânicos, entre eles os agroquímicos. Na presente pesquisa foi estudada a seqüência de processos de tratamento: pré-filtração; pré-oxidação com ozônio e ozônio associado ao peróxido de hidrogênio e filtração lenta com leito de areia e leito de carvão ativado granular. Para concentração de atrazina no afluente entre 2,2 e 110,3 µg/L o filtro lento de areia com camada intermediária de carvão ativado granular apresentou para a condição de não utilização de pré-oxidação valores para atrazina no efluente inferiores a 2,0 µg/L e para dose de ozônio entre 0,9 e 3,7 mg/L e para relação de peróxido de hidrogênio entre 0,1 e 1,1 valores para atrazina inferiores a 0,1 µg/L. O sistema de tratamento com pré-filtração, pré-oxidação com ozônio e ozônio associado ao peróxido de hidrogênio seguido da filtração lenta com camada intermediária de carvão ativado granular, mostrou-se eficiente na remoção de atrazina para concentrações inferiores a 0,1 µg/L. / The interest in removing organic matter in supplying waters treatment processes emerged from the increasing levels of water pollution worldwide, the discovery of new water-born diseases and of a better knowledge of mutating (mutagenic) and carcinogenic features of organic pollutants, including the pesticides. The two sequential arrangements for the water treatment process considered in this research were: 1) pre-filtration, slow sand filtration and granular activated carbon filtration; and 2) pre-filtration, pre-oxidation with ozone and ozone associated to hydrogen peroxide, slow sand filtration and granular activated carbon filtration. For concentrations of atrazine between 2.2 and 110.3 µg/L in the affluent, its concentration in the effluent was lower than 2.0 µg/L for the first arrangement, and lower than 01 µg/L for the second one, in this case for consumed doses of ozone between 0.9 and 3.7 mg/L and ratio H2O2/O3 between 0.1 and 1.1. The treatment system used composed of pre-filtration, pre-oxidation with ozone and ozone associated to hydrogen peroxide followed by the slow filtration, with an intermediate layer of granular activated carbon, was found efficient in reducing atrazine to levels inferior to 0.1 µg/L.

A pesquisa apresenta a influência da pré-oxidação com ozônio, peróxido de hidrogênio e com ozônio associado ao peróxido de hidrogênio no desempenho da filtração lenta com meio filtrante de areia e carvão ativado granular, procedida por duas unidades de pré-tratamento em série, a pré-filtração dinâmica e a pré-filtração vertical ascendente. A unidade de filtração lenta foi bem operada com taxa de 3 m3/m 2.d, tendo sido realizadas seis carreiras de filtração. A eficiência da unidade foi avaliada em função de medições de cor, absorvância a 254 nm, carbono orgânico dissolvido, coliformes fecais, algas protozoários e metazoários. Na camada biológica predominaram as Classes Chlorophyceae, Bacillariophyceae sobre as Chrysophyceae, Cyanophyceae e Euglenophyceae. A aplicação de ozônio, peróxido de hidrogênio e ozônio associado ao peróxido de hidrogênio, afetou a maturação da camada biológica em relação à diversidade de espécies e densidade populacional de algas. As algas que colonizaram o meio filtrante, ao longo de sua profundidade, foram espécies das Classes Chlorophyceae e Bacillariophyceae. O meio filtrante apresentou, também, colonização de protozoários e rotíferos. Houve diferenças significativas na qualidade do efluente do filtro lento com relação à remoção de turbidez, cor verdadeira, cor aparente, absorvância a 254 nm e carbono orgânico dissolvido nas diferentes carreiras de filtração decorrente do uso de pré-oxidantes; o que não foi observado com relação à remoção de bactérias heterotróficas, coliformes totais e fecais. / This dissertation presents the influence of pre-oxidation with ozone, hydrogen, peroxide and ozone associated with hydrogen peroxide on the performance of slow filtration with filtering medium of sand and actived granular carbon, preceded by two pretreatment units in series, i.e., dynamic and vertical downflow prefilters. Six runs of slow filtration units were operated with a rate of 3 m3/m2.d each. The efficiency of the filtering unit was evaluated by colour determination, absorbance at 254 nm, dissolved organic carbon, total coliforms, fecal coliforms, algae, protozoa and metazoa. Chlorophyceae and Bacilllariophyceae classes predominated over Chrysophyceae, Cryptophyceae, Cyanophyeeae and Euglenophyeeae classes in the schmutzdecke. The application of ozone, hydrogen peroxide and ozone associated with hydrogen peroxide affected the schmutzdecke maturation in relation to the species diversity and population density of algae. The algae that developed in the filtering medium along its depth were species of the Chlorophyceae and Bacillariophyceae classes. The filtering medium also presented a development of protozoa and rotifers. There were significam differences in the quality of slow filter effluent in relation to turbidity removal, true colour, apparent colour, absorbance at 254 nm and dissolved organic carbon in the different filtration runs caused by the use of pre-oxidants. Such differences were not observed in the removal of heterotrophic bacteria and, total and fecal coliforms.

Muitos oxidantes químicos reativos acarretam na ruptura de estruturas moleculares complexas de vários tipos de compostos orgânicos decompondo-as em estruturas mais simples e propiciando condições melhores para uma efetiva ação de micro-organismos na degradação biológica. A presença de hormônios, entre eles o 17β-estradiol, em estações de tratamento de esgoto e em águas subterrâneas e superficiais mostra a necessidade de uma avaliação dos processos de tratamento convencionais. O objetivo deste trabalho foi a análise e remoção de hormônios através de técnicas de cloração e ozonização de amostras reais de águas de saída de filtro de estações de tratamento de água (ETAs), operadas pelo Serviço Autônomo de Água e Esgoto (SAAE) de São Carlos (ETA Centro), que capta águas dos ribeirão Feijão e córrego Espraiado e pela Sociedade de Abastecimento de Água e Saneamento S/A (SANASA) de Campinas (ETAs 3 e 4), que capta águas do rio Atibaia. Foram realizados ensaios contaminando-se as amostras com 17β-estradiol, que é o hormônio natural mais presente no meio ambiente, em concentração de 6.000 ng L-1, submetendo-se tratamento com dosagens em torno de 0,5 e 2,0 mg L-1 desses oxidantes, em tempos de contato de, respectivamente, 10 e 30 min. As amostras submetidas à contaminação e tratamento e as de controle (sem contaminação e tratamento) foram analisadas através da remoção do 17β-estradiol com a verificação da atividade estrogênica das amostras por ensaios de Sistema de Expressão de Estrogênio Induzida por Levedura Bioluminescente (BLYES), que apresentou-se como uma ferramenta simples. Os resultados apresentados neste trabalho demonstram que a oxidação por ozônio se mostrou mais eficiente do que aquela por cloro para a remoção da atividade estrogênica causada, única e exclusivamente, pelo 17β-estradiol para uma dosagem inicial desse hormônio relativamente alta (6.000 ng L-1). Todavia, em todos os ensaios a concentração final da atividade estrogênica permaneceu acima do limite de quantificação desses hormônio, indicando que a remoção não foi completa, mesmo em condições favoráveis, isto é, matriz limpa, com padrões de potabilidade para os parâmetros físico-químicos. / Many reactive chemical oxidants cause the disruption of the complex molecular structures of various types of organic compounds decomposing them into simpler structures and providing better conditions for effective action of micro-organisms in the biological degradation. The presence of hormones, including 17β-estradiol in sewage treatment plants and groundwater and surface water shows the need for an evaluation of conventional treatment processes. The aim of this study was the analysis and removal of hormones through techniques of chlorination and ozonation of real samples of output filter water in water treatment plants (WTP), operated by the Serviço Autônomo de Água e Esgoto (SAAE) of São Carlos (Center WTP), which captures waters from Espraiado stream and Feijão stream and the Sociedade de Abastecimento de Água e Saneamento S/A (SANASA) de Campinas (WTPs 3 and 4), which captures water from the Atibaia river. Assays were performed contaminating the samples with 17β-estradiol, which is the natural hormone more present in the environment, in a concentration of 6.000 ng L-1 submitting themselves to treatment with dosages of around 0.5 to 2.0 mg L-1 of these oxidants in times of contact, respectively, 10 and 30 min. The samples subjected to contamination and treatment and control samples (without contamination and treatment) were analyzed by removing 17β-estradiol with estrogenic activity verification of the samples by Bioluminescent Assays or Estrogen-Inducible Yeast Expression System (BLYES), which was presented as a simple tool. The results presented here demonstrate that the oxidation by ozone was more effective than with chlorine to remove estrogenic activity caused solely by 17β-estradiol for an initial dosage of the hormone relatively high (6000 ngL -1) However, in all experiments the final concentration of estrogenic activity remained above the limit of quantification of these hormones, indicating that removal was not complete, even under favorable conditions, clean matrix with quality for drinking water physico-chemical parameters.

Este trabalho teve como finalidade a avaliação da viabilidade técnica e econômica da utilização do processo de ozonização seguido de biofiltro aerado submerso, para melhoria da qualidade de efluente de reator anaeróbio compartimentado, para atender a legislação ambiental no que se refere ao padrão de emissão e para o reúso. A pesquisa foi dividida em três etapas. Na primeira etapa avaliou-se a concentração de ozônio aplicada e o seu tempo de contato através de um planejamento experimental, composto por planejamento fatorial e metodologia de superfície de resposta. Na segunda etapa realizou-se ensaios de isotermas utilizados como critério de escolha para o tipo de carvão ativado granular utilizado como meio suporte do biofiltro aerado submerso. Na terceira etapa operou-se o sistema de pós-tratamento composto por ozônio - biofiltro aerado submerso para avaliação de sua eficiência e comparação com os padrões e critérios de reúso. Na primeira etapa foram encontradas duas condições de maior eficiência para dosagens de 10 mg O3/L em 30 minutos e 30 mg O3/L em 10 minutos. A segunda etapa ficou prejudicada em função do efluente ozonizado ter floculado, com isso interferindo no ensaio de isoterma. Na terceira etapa foram construídos dois biofiltros aerados submersos, um com meio suporte de carvão ativado granular e outro com cubos de espuma de poliuretano. Os dois BFs apresentaram efluente com excelente qualidade final. O BFs com meio suporte de CAG demonstrou ser o mais eficiente entre os dois, teve estabilização mais rápida e produziu efluente final com DQO da ordem de 14,3 mg/L e SST de 6,8 mg/L. O custo do pós-tratamento ficou em torno de R$ 0,25 por metro cúbico para população de 10.000 habitantes e de R$ 0,16 para população de 200.000 habitantes, demonstrando com isso que é um processo viável técnica e economicamente. O reúso agrícola torna-se interessante, visto que, o efluente final apresenta fósforo e nitrato que podem ser consumidos pelas plantas. / This work had as purpose the assessment of the technical and economical viability of ozonization process\' use followed by submerged aerated biofilter, for improvement of the quality of effluent of anaerobic baffed reactor, to attend the environmental legislation in what it refers to the emission pattern and reuse guidelines. The research was divided in three faces. In the first face it was evaluated the concentration of ozone applied and its time of contact through a factorial planning and response surface methodology. In the second face, tests of isotherms were made as choice criterion for the type of granulate activated carbon used as material support of the submerged aerated biofilter. In the third face the post-treatment system composed by ozone - submerged aerated biofilter was operated for assessment of your performance and a comparison with the patterns and reuse criteria. In the first face two conductions of greater performance were found: one with 10 mg O3/L and 30 min and other with 30 mg O3/L and 10 min. The second face was prejudiced in function of the effluent ozonizated to have floculated, with that interfering in the isotherm test. In the third faces two submerged aerated biofilters were built, one with granulate activated carbon and other with polyurethane foam as material supports. The BFs presented effluent with excellent final quality. The BFs with GAC demonstrated to be the most efficient among the two, it had faster stabilization and it produced final effluent with COD of the order of 14,3 mg/L and TSS of 6,8 mg/L. The cost of the post-treatment was around in R$ 0,25 for cubic meter for 10.000 persons and R$ 0,16 for 200.000 persons, demonstrating viable technique and economically of process. The agricultural reuse becomes interesting, because the final effluent presents phosphorus and nitrate that can be consumed by the plants.

Orientador: Marco Aurélio Cremasco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T13:54:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pacheco_JoseRicardo_M.pdf: 2421854 bytes, checksum: 0892102a47f0322520b05c0bad2a79d9 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A gestão dos recursos hídricos, englobando uso de água para fins potáveis e processos industriais, tornou-se de vital importância e ganhou visibilidade na última década do século vinte. Dentre as tecnologias e processos de tratamento de água potável e residuária destaca-se a ozonização. Diante deste contexto a presente dissertação de mestrado visou construir e avaliar um sistema de ozonização baseado em coluna de borbulhamento. Foi construída uma célula de geração de ozônio para se estudar a eficiência de geração, com três gases de alimentação: ar úmido; ar seco e oxigênio. O ar úmido foi captado diretamente da atmosfera, o ar seco e oxigênio foram fornecidos através de um secador de ar e um concentrador de oxigênio respectivamente. O processo de fornecimento de ar seco e oxigênio foi o de "PSA" (pressure swing adsorption) no qual o ar atmosférico passou por uma coluna recheada com zeólita capaz de reter a umidade e moléculas de nitrogênio. A célula geradora de ozônio teve então as condições de descarga elétrica fixas e os três gases de alimentação foram passados pela mesma. A eficiência de geração de ozônio foi então comparada entre os três gases de alimentação. Os valores obtidos apresentaram consistência em relação aos valores de outros autores. Para avaliação da ozonização em fase líquida foi construída uma coluna de borbulhamento onde o ozônio foi borbulhado na parte inferior da coluna usando-se água destilada. Foram realizados experimentos: a) com recirculação da água da parte inferior da coluna até o topo; b) sentido contra-corrente água/gás; c) sentido co-corrente água/gás...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The management of water resources embracing the use of water for potable and industrial processes, has become of vital importance and has gained visibility in the last decade of the twentieth century. Among the technologies and processes for treatment of drinking water and wastewater, ozonation plays an important role. Considering this context the dissertation work aimed to construct and evaluate a system based on bubble column ozonation. An ozone generation cell was built to study the generation yield with three feed gases: humid air; dry air and oxygen. The humid air was captured directly from the atmosphere, dry air and oxygen were supplied by an air dryer and one oxygen concentrator respectively. The feed gas preparation process to supply dry air and oxygen is called "pressure swing adsorption", which the atmospheric air is passed through a column filled with a zeolite compound which retains moisture and nitrogen molecules. Ozone generation cell discharge electrical conditions were fixed, after the three feed gases were passed through the cell. Then ozone generation efficiency was measured and compared between the three feed gases. The values obtained were consistent with those obtained by other authors. To evaluate ozonation in the liquid phase a bubble column was constructed, where gaseous ozone was bubbled into the column bottom. Distilled water was chosen as the liquid medium. Experiments were carried out in the following conditions: a) recirculating water from the bottom to the top of the column; b) countercurrent flow directions between gas/liquid; c) concurrent flow directions between gas/liquid...Note: The complete abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química