Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemátecas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-18T07:23:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T20:32:48Z : No. of bitstreams: 1 183603.pdf: 8108641 bytes, checksum: b89e5b2967c852c9a9c62fddca348d7d (MD5) / Determinação da concentração dos metais: cobre, níquel, prata, mercúrio, zinco, cromo, cobalto, chumbo e cádmio presentes em sedimentos de rios, que estão potencialmente disponíveis para a coluna d'água. Empregou-se ácido nítrico bidestilado diluído para a solubilização dos metais e o método do ICP-MS para a determinação da concentração.

Los avances en la ciencia y la tecnología desde la revolución industrial, han aumentado la capacidad del ser humano para explotar los recursos naturales causando un constante aumento de perturbaciones en los diversos ecosistemas. En este contexto, el uso de los biosurfactantes que solubilizan fracciones de hidrocarburos contaminantes, representa una prometedora alternativa de aplicación para cualquier proceso tecnológico de remediación de ambientes naturales. El objetivo del presente trabajo se basó en la evaluación de la actividad emulsificante y la capacidad de remoción de metales pesados de un biosurfactante de naturaleza ramnolipídica producido empleando glicerol como única fuente de carbono por una cepa de Pseudomonas aeruginosa PB25. Con los resultados obtenidos se logró determinar una velocidad de crecimiento específica (µ) de 0,0351 h^-1 y un tiempo generacional (tg) de 19,75 h; registrándose a su vez una concentración máxima de ramnolípidos de 2,47 g/L en la fase estacionaria de crecimiento, con valores de rendimiento de 0.13 gramos de ramnolípido por gramo de glicerol y de productividad de 0.082 g/L-h. De igual forma se logró conseguir un valor máximo de actividad emulsificante frente a crudo de petróleo de 5.257 UAE/mL e Índices de Emulsificación E24 de 53, 64, 62 y 84 % para crudo de petróleo, petróleo diesel 2, gasolina y kerosene respectivamente. Asimismo, se obtuvieron valores máximos de remoción del 98% y 99% para plomo y cadmio respectivamente presentes en soluciones acuosas a pH 11. Por lo tanto, es posible afirmar que este tipo de biosurfactante puede ser empleado en futuros procesos biotecnológicos de remediación de ambientes naturales contaminados por la presencia de metales pesados y/o crudo de petróleo y sus derivados. Palabras clave: Remediación, biosurfactantes, ramnolípidos, Pseudomonas aeruginosa, actividad emulsificante, hidrocarburos, metales pesados. / --- Since the industrial revolution, advances in science and technology have increased the human capacity to exploit natural resources causing ever-increasing disturbances in ecosystems. In this context, the use of biosurfactants represents a promising alternative application for any technological process of remediation of natural environments. The objective of this work was based on the evaluation of the emulsifying activity and the ability to remove heavy metals with a rhamnolipidic biosurfactant produced by Pseudomonas aeruginosa strain PB25, using glycerol as sole carbon source. In this media this strain had a specific growth rate (μ) of 0,0351 h^-1 and a generational time (td) of 19,75 h. At the same time it produced maximum concentration of 2.47 g/L rhamnolipid, with yields (Y) of 0.13 g/g and productivity of 0.082 g/L-h. Similarly, the rhamnolipid is managed to achieve a maximum value of emulsifying activity compared to crude oil from 5.257 UAE/mL and E24 emulsification index of 53, 64, 62 and 84% for crude oil, diesel oil 2, gasoline and kerosene respectively. In addition, the rhamnolipid got to remove 98% of lead and 99% of cadmium in aqueous solutions at pH 11. In conclusion, this type of biosurfactant can be used in future biotechnological processes for the remediation of natural environments contaminated by the presence of heavy metals and/or crude oil and its derivatives. Keywords: Remediation, biosurfactant, rhamnolipid, Pseudomonas aeruginosa, emulsifying activity, hydrocarbons, heavy metals.

Tesis entregada a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al grado de Magíster en Ciencias Biológicas. / Diversas actividades industriales generan como subproducto la liberación de metales pesados, que, al no ser degradables, se acumulan en el ambiente, incorporándose a las tramas tróficas y bioacumulándose, generando efectos adversos a distintos niveles de organización biológica. El complejo industrial de Ventanas (Valparaíso, Chile) constituye un foco de liberación de metales pesados. En dicho sector, se determinaron las concentraciones de metales pesados en suelo, plantas (Baccharis linearis), detritívoros (coleópteros) y depredadores (arañas y escorpiones), de 11 puntos distribuidos aleatoriamente y cercanos al complejo industrial. Se observó un enriquecimiento general de metales pesados en el suelo, considerándose contaminado por As, Cd, Cu y Mn. Se puede afirmar que existe una biomagnificación del Zn e indicios de ella en Cu y Cd, y un alta bioconcentración de As y en menor medida de Al en los depredadores, representados por los órdenes Aranea y Scorpionida. En los detritívoros, representados por Coleoptera, también se observó una alta bioconcentración de As, Zn y en menor medida Al. Para el As es posible que exista biomagnificación. Por último, el productor (B. linearis) bioconcentra el Se y B por sobre los valores de suelo. El efecto nocivo de los metales no se vio mayormente reflejado por los índices de diversidad, riqueza y abundancia. Para As y el Pb, metales considerados tóxicos, su concentración en suelo muestra una correlación negativa con la diversidad general de artrópodos, pero no así en la diversidad de los grupos funcionales. / Various industrial activities generate heavy metals as a by-product, which being non-degradable, accumulate in the environment and incorporated through trophic webs, being bioaccumulated, generating adverse effects at different levels of biological organization. The industrial complex of Ventanas (Valparaíso, Chile) is the focus of heavy metal release. In this sector, the concentrations of heavy metals were determined in soil, plants (Baccharis linearis), detritivores (coleoptera) and predators (spiders and scorpions) of 11 points distributed randomly close to the industrial complex. An enrichment of the metal in the soil was observed, considering itself contaminated by As, Cd, Cu and Mn. It is possible affirmed there exists a biomagnification of Zn and possibly Cu and Cd, and a high bioconcentration As anda minor amount to Al in the top predators, represented by the orders Aranea and Scorpionida. In the detritivores, represented by Coleoptera, a high bioconcentration of As, Zn and anda minor amount to Al was also observed. For the As it is possible that there is biomagnification. Finally, the producer (B. linearis) bioconcentrates the Se and B over the soil values. The toxic effect of metals was not reflected by diversity and abundance indices. As and Pb, metals considered toxic, their concentration in soil show a negative correlation with the general diversity of arthropods, but not in diversity by order.

En esta investigación se estudió el proceso de adsorción de iones plata (Ag+), sobre polímeros naturales provenientes de la industria pesquera. Se utilizó quitina y sus derivados, quitina calcárea y quitosano, para determinar su potencial aplicación al tratamiento de efluentes provenientes de desechos industriales que contengan este metal precioso en bajas concentraciones. Tanto la quitina como el quitosano fueron caracterizados por espectroscopias: FT-IR , 1H-RMN y microscopía electrónica de barrido(SEM). Los experimentos de biosorción se realizaron tomando en cuenta las variables pH, temperatura y concentración de Ag+ en la solución, así, como el tamaño de partícula del biosorbente. Se encontró que la máxima capacidad de adsorción de Ag+ por parte de los biopolímeros (30% en la quitina, 80% en la quitina calcárea y 99 % en el quitosano) ocurre en un rango de pH entre 4 y 8. El estudio de la cinética muestra que el proceso de biosorción ocurre rápidamente en los primeros minutos para después continuar aumentando muy lentamente hasta llegar al equilibrio. También se obtuvieron las respectivas isotermas de adsorción para cada biopolímero, de estas curvas se obtuvieron los valores de capacidad máxima de retención. El quitosano presenta buena propiedades de retención de Ag+, seguido por la quitina calcárea, mientras que la quitina no presenta buenas propiedades de retención, aunque mejora un poco al disminuir su granulometría y al aumentar la temperatura del proceso. También se evaluó la posibilidad de reusar al quitosano dado que se obtuvo una alta capacidad al desorberlo previamente con H2SO4 y Na2SO3, obteniéndose 30 y 85% de Ag+, respectivamente. / Tesis

Com o objetivo de se utilizar um parâmetro bioquímico para avaliação ambiental do efeito de poluentes metálicos, através de bioindicadores, foi examinada a atividade da enzima σ-aminolevulinato desidratase (E. C. 4. 2. 1 . 24) em plâncton "in vitro" e "in vivo". / With the purpose of using a biochemical parameter for environmental evaluation of effects of metallic pollutants through bioindicators, a σ-aminolevulinate dehidratase (E.C.4.2.1.24) was assayed in plancton, "in vitro", "in vivo".

Orientador: Sebastião Gomes de Carvalho / Banca: Nicolau Ladislau Ervin Haralyi / Banca: Yociteru Hasui / Banca: João Batista Moreschi / Banca: Rainer Aloys Schultz-Guttler / Resumo: A região de Franca situa-se na borda nordeste da Bacia do Paraná, sendo margeada a nordeste por um soerguimento regional contemporâneo à individualização da Placa Sul-Americana e abertura do Oceano Atlântico Sul, o Soerguimento do Alto Paranaíba. A área é caracterizada por rochas do Grupo Araxá-Canastra (Pré-Cambriano) sobrepostas discordantemente por, da base para o topo, arenitos e conglomerados glaciogênicos da Formação Aquidauana (Permo-Carbonífero), arenitos eólicos e conglomerados eólico-fluviais da Formação Botucatu (Jurássico-Cretáceo) intercalados por rochas basálticas (derrames e sills) da Formação Serra Geral (Cretáceo), e rochas siliciclásticas do Grupo Bauru (Cretáceo Superior). Estas rochas encontram-se recobertas por sedimentos inconsolidados (Cenozóico), freqüentemente lateritizados. A história geológica mesozóico-cenozóica da região de Franca foi determinada por mecanismos tectono-sedimentares controlando a distribuição da sedimentação detrítica e formação de pláceres diamantíferos. O estudo de fácies sedimentares das unidades mesozóico-cenozóicas permitiu a caracterização das assembléias mineralógicas presentes, sob o enfoque de sedimentação fortemente vinculada a eventos de desnudação continental, com o preenchimento sedimentar de bacias, associado à elaboração de superfícies de aplanamento. O comportamento morfoestrutural e morfotectônico, ao qual as unidades aflorantes foram submetidas, condicionando a morfologia do relevo e a instalação da rede de drenagem num quadro estrutural, permitiu a caracterização da evolução tectono-sedimentar da região, sob um enfoque neotectônico. No Cenozóico, a morfologia do relevo e a instalação da rede de drenagem parecem fortemente controladas por um quadro de estruturas tectônicas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The region of Franca is located in the northeastern limits of the Paraná Basin, aside the Alto Paranaíba Uplift, with associated kimbelitic bodies. Its evolution is contemporaneous to the individualization of the South America Plate and by the opening of South Atlantic Ocean. The Mesozoic-Cenozoic geology of the Franca region is characterized by basement rocks of Araxá Group (Pré-Cambrian) overlaid, from bottom to top, by glaciogenic sandstones and conglomerates of the Aquidauana Formation (Permo- Carboniferous), eolic sandstone and fluvial-eolic conglomerates of the Botucatu Formation (Jurassic-Cretaceous), basaltic rocks of the Serra Geral Formation (Cretaceous), and by siliciclastic rocks of the Bauru Group (Late Cretaceous). All these rocks are covered unconformably, by lateritizated eluvial-coluvial cenozoic sediments. The area was conditioned by tectono-sedimentary events, wich controlled the detritic sedimentary distribution and the diamontiferous placers. The sedimentary facies study was done to characterize the mineralogical assemblage, under the light of a sedimentation associated with continental denudation, and planation surface elaboration. The morphotectonic and morphostructural pattern determine the relief features and the instalation of the drainage network on a structural frame, and allow to interpret the tectono-sedimentary evolution of the region in a neotectonic context. During the Cenozoic, the relief and drainage network instalation were controlled by tectonic structures associated with transtensive (NW-SE and E-W) and transpressive (NE-SW) features. The sequence of different tectono-sedimentary cycles resulted, probably, in erosion of kimberlitic of the Alto Paranaíba Uplift, provinding selection and progressive enrichment of resistent material, stable and ultra-stable rocks and minerals in to the Cretaceous (Bauru Group) and Cenozoic... (Complete abstract, access undermentioned electronic address) / Doutor

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química. / Made available in DSpace on 2012-10-23T02:06:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241192.pdf: 992269 bytes, checksum: 440346d79bfa66607bf81e590dfb3791 (MD5) / Este trabalho descreve o desenvolvimento de metodologias analíticas para a determinação de metais traço em matrizes ambientais, empregando pré-concentração usando extração em fase sólida e microextração com gota única e detecção por espectrometrias de massa com plasma indutivamente acoplado e absorção atômica. Para a análise de diferentes amostras de água e determinação de Cd, Cu, Ni, V, Zn, Co e Pb simultaneamente foi desenvolvimento de um sistema de pré-concentração em fluxo com detecção por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado. O sistema é baseado na retenção catiônica dos analitos em mini-colunas preenchidas com sílica-gel modificada com óxido de nióbio(V) ( Nb2O5-SiO2). Foram propostos também mais dois procedimentos usando o Nb2O5-SiO2 como sorvente em um sistema em fluxo e detecção por espectrometria de absorção atômica em chama. Ambos os procedimentos foram otimizados pelo método multivariadado usando planejamento fatorial completo em dois níveis e matriz Doehlert. Um dos procedimentos foi desenvolvido para a especiação de cromo em amostras de água. O outro procedimento usando o sorvente Nb2O5-SiO2 foi desenvolvido para a determinação de chumbo em amostras ambientais. Por fim, um simples e rápido procedimento para extração e pré-concentração de chumbo em amostras ambientais usando microextração com gota única (SDME) e detecção por GF AAS foi proposto. O método é baseado na extração do complexo Pb(II)-o,o dietilditiofostato da solução aquosa pelo clorofórmio (solvente extrator). Todas as metodologias propostas foram aplicadas em diferentes amostras ambientais e materiais de referência certificada demonstrando bons resultados.

A meta dessa dissertação foi estudar a possibilidade de contaminação de um solo por hidrocarbonetos e metais pesados associados em zona industrial, estabelecendo uma metodologia de amostragem para avaliação de solos potencialmente contaminados. Para estudo de caso foi selecionada uma refinaria de petróleo localizada em território nacional. Conjuntamente com a metodologia de amostragem, foram estabelecidos como objetivos: a caracterização e avaliação do solo, a identificação dos possíveis “hot spot’s” para servir de subsídios para o monitoramento em investigações mais detalhadas do local e a avaliação da eficiência das barreiras argilosas que compõem os diques dos tanques. Foram investigados os solos que compõem os diques de contenção dos tanques armazenadores de petróleo. As diversas operações realizadas na área são fontes potencias de adição de contaminantes, que ocorrem, normalmente, em pequenas doses e de maneira contínua, pois a fonte nunca é estancada. Foram estabelecidas duas etapas de investigação: uma preliminar, que se consistiu em um levantamento do histórico da área, listando as evidências que pudessem indicar quais locais poderiam ser focos de contaminação A partir dos dados levantados na investigação preliminar foi feito o planejamento de uma campanha de amostragem para a coleta de amostras de solo. Além das análises usuais de caracterização, foram executadas análises de Hidrocarbonetos Totais de Petróleo (TPH Total Petroleum Hydrocarbon) e dos metais cádmio, chumbo, cromo, níquel e mercúrio. Para o enquadramento da área sob o ponto de vista de área contaminada foram utilizados como valores orientadores a “Nova Lista da Holanda” e os “Valores orientadores para solos e águas subterrâneas para o estado de São Paulo”. Dos quatro pontos amostrados, um foi classificado como um “hot spot”, atingindo valores que classificam a área como contaminada. Foi constatado que as barreiras argilosas que compõem os diques de contenção junto aos tanques de armazenamento são ineficientes, ou seja, os hidrocarbonetos estão percolando através dos diques de contenção.

A meta dessa dissertação foi estudar a possibilidade de contaminação de um solo por hidrocarbonetos e metais pesados associados em zona industrial, estabelecendo uma metodologia de amostragem para avaliação de solos potencialmente contaminados. Para estudo de caso foi selecionada uma refinaria de petróleo localizada em território nacional. Conjuntamente com a metodologia de amostragem, foram estabelecidos como objetivos: a caracterização e avaliação do solo, a identificação dos possíveis “hot spot’s” para servir de subsídios para o monitoramento em investigações mais detalhadas do local e a avaliação da eficiência das barreiras argilosas que compõem os diques dos tanques. Foram investigados os solos que compõem os diques de contenção dos tanques armazenadores de petróleo. As diversas operações realizadas na área são fontes potencias de adição de contaminantes, que ocorrem, normalmente, em pequenas doses e de maneira contínua, pois a fonte nunca é estancada. Foram estabelecidas duas etapas de investigação: uma preliminar, que se consistiu em um levantamento do histórico da área, listando as evidências que pudessem indicar quais locais poderiam ser focos de contaminação A partir dos dados levantados na investigação preliminar foi feito o planejamento de uma campanha de amostragem para a coleta de amostras de solo. Além das análises usuais de caracterização, foram executadas análises de Hidrocarbonetos Totais de Petróleo (TPH Total Petroleum Hydrocarbon) e dos metais cádmio, chumbo, cromo, níquel e mercúrio. Para o enquadramento da área sob o ponto de vista de área contaminada foram utilizados como valores orientadores a “Nova Lista da Holanda” e os “Valores orientadores para solos e águas subterrâneas para o estado de São Paulo”. Dos quatro pontos amostrados, um foi classificado como um “hot spot”, atingindo valores que classificam a área como contaminada. Foi constatado que as barreiras argilosas que compõem os diques de contenção junto aos tanques de armazenamento são ineficientes, ou seja, os hidrocarbonetos estão percolando através dos diques de contenção.

LIMA, D. D. Avaliação da remoção de metais pesados em efluentes industriais por sulfeto químico e biogênico. 2013. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-04-04T13:39:45Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_ddlima.pdf: 2608007 bytes, checksum: 4d3d00d034e7c3ce8849c096770f4bcf (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-05-06T17:42:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_ddlima.pdf: 2608007 bytes, checksum: 4d3d00d034e7c3ce8849c096770f4bcf (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-06T17:42:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_ddlima.pdf: 2608007 bytes, checksum: 4d3d00d034e7c3ce8849c096770f4bcf (MD5) Previous issue date: 2013-08-27 / The present study aimed to assess heavy metals removal from industrial effluents by using chemical and biogenic sulfide. Initially, an upflow anaerobic sludge blanket reactor (working volume = 2.7 L, HRT = 24 h), supplemented with sulfate (COD/SO42- ratio of approximately 10 and 5), was operated under mesophilic conditions (27 ± 2 °C) for biogenic sulfide production. Subsequently, the effluent of jewelry plating industries from the city of Juazeiro do Norte, Ceará, was characterized in order to verify the major metals and their concentration ranges, as well as other constituents. Then, the application of a multivariate experimental design, whose factors were metal concentration (20, 80 and 140 mg/L), sulfide concentration (20, 40 and 60 mg/L) and reaction time (1, 5 and 9 min), in the process of copper, zinc and nickel removal, both in the presence and absence of macro and micronutrients, was analyzed. Finally, in univariate experiments, the influence of the operating conditions, such as reaction time (15 and 30 min), metal/sulfide molar ratio (0.5, 0.7, 1, 1.6, 1.75 and 2) and sulfide source (chemical and biogenic), on the removal efficiency of the tested heavy metals was verified. After the characterization of the jewelry plating industries effluent, it was found that the majority metals were copper, nickel and zinc. The sulfidogenic reactor showed stable operation for the COD/SO42- ratios studied, with COD removal higher than 70% and sulfate reduction above 90%. From the multivariate experimental design, the most significant factor was metal concentration in all cases. For copper, sulfide concentration had no significant effect in the presence of macro and micronutrients. However, for nickel, all the factors have an influence on removal efficiency. And, for zinc, the time had no significant influence in the absence of macro and micronutrients, whereas, in their presence, that variable was significant. From the response surface contour plot, the optimum point, in terms of removal efficiency, obtained for nickel in the presence and absence of macro and micronutrients was [Ni2+] = 140 mg/L, [S2-] = 60 mg/L and t = 1 min. Subsequently, in the univariate experiments, it was found that the reaction time did not affect the removal of metals studied. The sulfide source had different effects as well as the metal/sulfide molar ratio. For example, for copper, at metal/sulfide molar ratios lower than 1.6, the greatest differences in removal efficiency were obtained, which reached up to 70%. However, for zinc, some differences were only observed at molar ratios above 1.6. Finally, for nickel, differences were observed for molar ratios below 1. / O presente estudo teve o objetivo de avaliar a remoção de metais pesados em efluentes industriais pelo uso de sulfeto químico e biogênico. Inicialmente, foi operado, sob condições mesofílicas (27 ± 2 °C), um reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente (Vútil = 2,7 L; TDH = 24 h) suplementado com sulfato (em relações DQO/SO42- de aproximadamente 10 e 5) para a produção de sulfeto biogênico. Posteriormente, o efluente das indústrias de folheação de joias da cidade de Juazeiro do Norte, Ceará, foi caracterizado para verificar os principais metais contidos e suas faixas de concentrações, além de outros constituintes. Em seguida, analisou-se a aplicação de planejamento experimental multivariado cujos fatores estudados foram concentração de metal (20, 80 e 140 mg/L), concentração de sulfeto (20, 40 e 60 mg/L) e tempo de reação (1, 5 e 9 min), no processo de remoção dos metais cobre, zinco e níquel, tanto na presença quanto na ausência de macro e micronutrientes. Finalmente, foi verificada em experimentos univariacionais a influência das condições operacionais tempo de reação (15 e 30 min), razão molar metal/sulfeto (0,5; 0,7; 1; 1,6; 1,75 e 2) e fonte de sulfeto (químico e biogênico) na eficiência de remoção dos metais pesados analisados. Após a caracterização do efluente das indústrias de folheação de joias constatou-se que os metais majoritários foram cobre, níquel e zinco. O reator sulfetogênico apresentou operação estável para as relações DQO/SO42- estudadas, com remoção de DQO superior a 70% e redução de sulfato acima de 90%. A partir do planejamento experimental multivariado, observou-se que o fator mais significativo foi a concentração de metal para todos os casos, sendo que, para o cobre, a concentração de sulfeto não teve efeito significativo na presença de macro e micronutrientes. Por sua vez, para o níquel, constatou-se que todos os fatores exercem influência sobre a eficiência de remoção. Já para o zinco, o tempo não teve influência significativa na ausência de macro e micronutrientes, enquanto que na presença dos mesmos tal variável apresentou significância. Em seguida, nos experimentos univariacionais verificou-se que o tempo de reação não influenciou a remoção de metais estudados. A fonte de sulfeto apresentou efeitos diversos assim como a relação molar metal/sulfeto. Por exemplo, com o cobre, em razões molares metal/sulfeto menores que 1,6, foram obtidas as maiores diferenças na eficiência de remoção chegando até 70%. Já para o zinco, só foram observadas algumas diferenças para razões molares acima de 1,6. Finalmente, para o níquel, alguma diferença só foi verificada para razões de até 1.