Orientador: Prof. Dr. Bruno Lemos Batista / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2017. / A atividade mineradora é uma das principais responsáveis pela acumulação de elementos potencialmente tóxicos no meio ambiente. Estes contaminantes são absorvidos por plantas alimentícias; colocando em risco a saúde humana por exposição oral. O colapso recente de uma barragem de mineração (Fundão), operado pela Mineradora Samarco, na cidade de Mariana (estado de Minas Gerais, Brasil), derramou cerca de 50 milhões de m3 de resíduos de mineração de ferro no meio ambiente. O arroz é um alimento básico com acumulação conhecida de elementos potencialmente tóxicos (As, Cd, Pb). A este respeito, o presente estudo determinou os níveis de As, Cd, Pb, Co, Zn, Mn, Cu, Fe, Al, Se e Sr em solos, raízes e grãos de plantas de arroz cultivadas em solo contendo concentrações de lama aumentadas (0, 16, 34 e 50%). Além disso, os parâmetros agronômicos da planta de arroz (clorofila, carotenóides, rendimento de grãos, massa, altura) foram avaliados. Em geral, o arroz cultivado na lama residual da Samarco produziu grãos com baixos níveis de As, Cd e Pb. No entanto, o excesso de lama (50%) durante o cultivo do arroz diminuiu a produtividade do arroz. Os teores de clorofila (a e b) e carotenóides foram significativamente menores em todos os tratamentos com lama, principalmente no grupo com maior concentração de lama. Nossos achados sugerem que a lama não representa um risco de contaminação para alimentos, entranto, não permitiu um crescimento adequado para as plantas de arroz. A baixa concentração de matéria orgânica e as propriedades físicas da lama, tornam as práticas de agricultura e reflorestamento nas áreas afetadas pela lama um desafio. / Mining activity is one of the main responsible for accumulation of potentially toxic elements in the environment. These contaminants are absorbed by plants served as food; posing risk to human health by oral exposure. The recent collapse of a mining dam (Fundão), operated by Samarco Mining Company, at Mariana city (State of Minas Gerais, Brazil), spilled around 50 million m3 of iron mining waste in the environment. Rice is a staple food with known accumulation of potentially toxic elements (As, Cd, Pb). In this regard, the present study determined the levels of As, Cd, Pb, Co, Zn, Mn, Cu, Fe, Al, Se, and Sr in soils, roots and grains of rice plants cultivated in soil containing increased mud-concentrations (0, 16, 34 and 50%). Further, rice plant agronomic parameters (chlorophyll, carotenoids, grain yield, mass, height) were assessed. Overall, rice cultivated at Samarco`s residual mud produced grains with low levels of As, Cd, Hg, and Pb. However, the excess of mud (50%) during the rice cultivation reduced grains yield. Chlorophyll (a and b) and carotenoids contents were significantly lower in all treatments with mud, mainly mud-50%. Our findings suggest that the mud does not pose a risk of food contamination, however, did not allow adequate growth for rice plants. The low concentration of organic matter and the physical properties of the mud make agricultural and reforestation practices in the areas affected by mud a challenge.

The growth of anthropogenic actions, especially industrial development and urbanization, has increased the release of heavy metals in the environment, including hexavalent chromium, Cr (VI), requiring, as a matter of urgency, new processes for pollutants removal, among which are the adsorption processes, which are the focus of this work. Biosorption is an efficient, economical, high selectivity and low energy consumption technique. The main objective of this work was the production of a biosorbent from the crop residues of Cocos nucifera, enhancing it with superparamagnetic properties, as a viable technical and economical alternative, able to adsorb hexavalent chromium ions, Cr (VI), applicable to the treatment of industrial wastewater, expanding pollution control strategies and minimizing environmental impacts. Thus, low concentration coprecipitation routes for the synthesis of nanoparticle (NPs) were proposed, conveying magnetic property to the Cocos nucifera biomass. During the biosorption of hexavalent chromium ions, Cr (VI), the saturation conditions (equilibrium) and the kinetic parameters were evaluated to determine the maximum removal capacity and equilibrium time for the biosorption, besides the optimum conditions for pH, initial concentration, biosorbent content, particle size (grain size), stirring velocity and temperature, providing the fitting of equilibrium models and kinetic constants determination. The biosorbents were characterized by scanning electron microscopy techniques with dispersive energy spectroscopy (SEM/EDS), Fourier transform infrared spectrometry (FT-IR), X-ray diffraction (EDX), X-ray fluorescence with dispersive energy (FR-X/WD), thermogravimetric analysis (TGA), magnetization measurements, zero load point analysis (pCZ), and specific surface analysis through the Brunauer, Emmet and Teller (BET) method. The leachate effluent obtained in the production of the magnetized fibers was characterized through the parameters biochemical oxygen demand (BOD), chemical oxygen demand (COD), total organic carbon (TOC) and pH. The characterization of biosorbents and the determination of kinetic and equilibrium parameters provided the main mechanisms of the biosorption process, giving arise to a possible application on an industrial scale, helping to solve serious environmental problems. / O crescimento das atividades antrópicas, sobretudo o desenvolvimento industrial e o crescimento das cidades têm como consequência o aumento do descarte de metais pesados no ambiente com destaque para o cromo hexavalente, Cr(VI), demandando, urgentemente, novos processos para remoção destes poluentes, dentre os quais os processos adsortivos, que são o foco do presente trabalho. A biossorção tem se destacado como uma técnica eficaz, econômica, de alta seletividade e baixo consumo energético. O objetivo principal desse trabalho é a produção de um biossorvente a partir de rejeitos agrícolas de fibra de Cocos nucifera com propriedades superparamagnética, capaz de adsorver íons de cromo hexavalente, Cr(VI), facilmente aplicável as indústrias, como uma alternativa técnica e econômica viável, ampliando as estratégias de controle de poluentes e minimizando os impactos ambientais. Com essa finalidade foram propostas rotas de síntese de coprecipitação de nanoparticulas (NPs) de magnetita, em baixas concentrações, promovendo propriedade magnética à biomassa das fibras do Cocos nucifera. No processo de biossorção dos íons cromo hexavalente, Cr(VI), foram avaliadas as condições de saturação (equilíbrio) e os parâmetros cinéticos para determinar a capacidade máxima de remoção e o tempo de equilíbrio da biossorção, além das condições ótimas de pH, concentração inicial e carga dos biossorventes, tamanho das partículas (granulometria), velocidade de agitação e temperatura, definindo os modelos de equilíbrio e as constantes cinéticas. Os biossorventes foram caracterizados pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva (MEV/EDS), espectrometria de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), difratometria de raios-X (EDX), fluorescência de raios-X por energia dispersiva (FR-X/WD), análise termogravimétrica (TGA), medidas de magnetização, análise do ponto de carga zero (pCZ) e análise superficial especifica pelo método de Brunauer, Emmet e Teller (B.E.T). O lixiviado, efluente obtido na produção das fibras magnetizadas, foi caracterizado pelas determinações da demanda bioquímica de oxigênio (DBO), demanda química de oxigênio (DQO), carbono orgânico total (COT) e pH. Como resultado da caracterização dos biossorventes e dos cálculos dos parâmetros cinéticos e de equilíbrio, foi possível sugerir os principais mecanismos do processo de biossorção, facilitando uma possível aplicação em escala industrial, remediando sérios problemas ambientais.

Orientadora: Profª. Drª. Ana Maria Pereira Neto / Coorientadora: Profª. Drª. Juliana Tófano de Campos Leite Toneli / Coorientador: Prof. Dr. Fábio Minoru Yamaji / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, Santo André, 2018. / O reuso e a reciclagem de produtos encontrados em resíduos sólidos urbanos (RSU) são preferíveis à recuperação energética, no entanto, não é possível reciclar e reutilizar 100% dos produtos. Quando a reciclagem e o reuso são inviáveis, dependendo das propriedades combustíveis dos produtos rejeitados, estes podem ser processados e empregados como combustível derivado de resíduo (CDR). Diante do exposto, este trabalho avaliou o potencial de recuperação energética de RSU oriundos do processo de triagem manual de produtos recicláveis (resíduos sólidos recicláveis descartados) da cidade de Santo André ¿ SP, visando o aproveitamento através do seu uso como CDR. As metodologias deste trabalho contemplaram a caracterização de resíduos descartados e incluíram visitas técnicas ao aterro sanitário do município para adequação da infraestrutura de coleta e processamento dos resíduos, e também o desenvolvimento de metodologia de preparo de amostras para análise elementar de cinzas em microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva de raios-X. Ressalta-se que a caracterização de resíduos sólidos recicláveis descartados de Santo André nunca fora realizada, o que confere importância das metodologias estabelecidas neste trabalho. Os resultados denotaram que os resíduos avaliados apresentam um excelente potencial de recuperação de energia (PCIbu de 19,86 MJ/kg, 79,70% de materiais voláteis e 8,87% de carbono fixo), com baixo teor de cloro nas cinzas de fundo (11,43%). Além disso, ao avaliar diferentes condições térmicas, observou-se que menores taxas de aquecimento e temperaturas máximas implicaram um maior teor de carvão para duas das condições avaliadas: 5 ºC/min; 400 ºC e 40 ºC/min; 400 ºC. Para as demais condições estudadas de maiores temperaturas máximas de reação (600 ºC), houve uma maior formação de gases e líquidos (óleos) como produtos da pirólise. Com relação à densificação, embora as amostras submetidas à briquetagem não tenham sofrido conformação, o emprego de resíduos sólidos recicláveis descartados como CDR é uma alternativa à destinação de RSU, promovendo recuperação de energia, proporcionando a redução dos passivos socioambientais acarretados pelo acúmulo de resíduos em aterros sanitários. / The reuse and recycling of products found in municipal solid waste (MSW) are preferable than energy recovery, however, it is not possible to recycle and reuse 100% of the products. When recycling and reuse are not feasible, depending on the fuel properties of these rejected products, they can be processed and used as refuse-derived fuel (RDF). Thus, this work evaluated the energy recovery potential of MSW obtained through manual sorting of recyclable products (discarded recyclable solid waste) of Santo André, SP, Brazil, aiming its use as RDF. The methodologies of this work contemplated the characterization of discarded wastes and included technical visits to the municipality landfill, for adjustment of waste collection and processing infrastructure. Also, it was developed a methodology for sample preparation aiming elemental analysis of ash using scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy. It is worth mentioning that the characterization of discarded recyclable solid waste of Santo André has never been performed, which gives importance of the methodologies established in this study. Results showed that the evaluated residues presented an excellent potential for energy recovery (LHVwb of 19.86 MJ/kg, 79.70% of volatile matter and 8.87% of fixed carbon), with low chlorine content in the bottom ash (11.43%). In addition, when evaluating different thermal conditions, it was observed that lower heating rates and maximum temperatures imply a higher carbon content for two conditions: 5 ºC/min; 400 ºC and 40 ºC/min; 400 ºC. For the other studied conditions of higher maximum reaction temperatures (600 ºC), there was a higher formation of gases and liquids (oils) as pyrolysis products. Regarding densification, although the samples submitted to briquetting have not undergone conformation, the use of discarded recyclable solid waste as RDF is an alternative to the destination of MSW, promoting energy recovery, and providing a reduction of socioenvironmental liabilities caused by accumulation of wastes in landfills.

Submitted by Fabielle Cheuczuk (fabielle.cheuczuk@unioeste.br) on 2017-09-01T17:41:53Z No. of bitstreams: 2 Tainara_Bruna_Montagna_2017.pdf: 2224704 bytes, checksum: 611557170f0bccd30bb9aa2430a5d3f7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-01T17:41:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tainara_Bruna_Montagna_2017.pdf: 2224704 bytes, checksum: 611557170f0bccd30bb9aa2430a5d3f7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / In the last decades, the Brazilian farming industry has undergone great changes regarding the systems, type and scale of production, predominantly large-scale vertical production. This growth has been a matter of concern, especially when it comes to environmental issues, because when these production systems are poorly designed or poorly conducted, they generate large amounts of waste, which due to lack of control are often released into water bodies or applied as agricultural fertilizers in large quantities and can pollute surface and groundwater. The correct management of pig and poultry waste is a major challenge that the regions of intensive production of pigs and poultry will have to face in the coming years, due to problems of water pollution, storage costs, treatment and utilization of manure as organic fertilizer in agriculture. The purpose of this work is to present the characterization and main impacts on the environment, as well as some techniques for treatment, disposal and reuse of pig and poultry waste in rural establishments that work with a small production scale. This survey was based on the bibliographical analysis of articles, booklets, dissertations, theses, books, besides specific laws and decrees on the subject. It is possible to conclude that, for poultry farming, deep bedding has been presented as the best alternative for storage, provided that it is properly treated. For pig farming, waste ponds have been widely used, but it is necessary to monitor these residues in order to avoid overflows to soils and water bodies. In terms of treatment techniques, it is highlighted the composting and the use of biogas for the two types of wastes analyzed. In the case of swine manure, stabilization ponds are also fundamental, because these residues are not very solid. There are other more advanced treatment techniques, but as the focus of the dissertation was on small plants, it was sought to analyze the cost-benefit of the techniques raised. / Nas últimas décadas, a agropecuária brasileira tem passado por grandes mudanças no que se refere aos sistemas, tipo e escala de produção, predominando a produção vertical em grande escala. Esse crescimento tem sido alvo de preocupação, principalmente, no que se refere às questões ambientais, pois quando esses sistemas de produção são mal projetados ou mal conduzidos, geram grandes quantidades de resíduos, que pela falta de controle, muitas vezes, são lançados em corpos hídricos ou aplicados como fertilizantes agrícolas em grandes quantidades, podendo poluir águas superficiais e subterrâneas. O correto manejo dos dejetos de suínos e de resíduos de avicultura é um grande desafio que as regiões de produção intensiva de suínos e aves terão que enfrentar nos próximos anos, em função dos problemas de poluição das águas, dos custos de armazenamento, tratamento e, aproveitamento dos dejetos como adubo orgânico na agricultura. A proposta deste trabalho é de apresentar a caracterização e os principais impactos no meio ambiente, bem como algumas técnicas de tratamento, destinação e reaproveitamentos dos dejetos de suínos e aves em estabelecimentos rurais que trabalham com uma pequena escala produtiva de produção. Tal levantamento se deu a partir da análise bibliográfica de artigos, cartilhas, dissertações, teses, livros, além de leis e decretos específicos sobre o tema. É possível concluir que, para a avicultura, a cama sobreposta tem se apresentado como melhor alternativa para o armazenamento, desde que devidamente tratada. Já para a suinocultura, as esterqueiras tem sido amplamente utilizadas, porém faz-se necessário um monitoramento destes resíduos com o intuito de evitar transbordamentos para solos e corpos hídricos. Em termos de técnicas de tratamento, destacam-se a compostagem e o uso de biogás para os dois tipos de dejetos analisados. No caso dos dejetos de suínos, as lagoas de estabilização também são fundamentais, em virtude destes resíduos serem pouco sólidos. Existem outras técnicas de tratamento mais avançadas, porém como o foco da dissertação esteve em pequenos plantéis, procurou-se analisar a relação custo-benefício das técnicas levantadas.

Os rejeitos de mineração provenientes do beneficiamento do minério, quando dispostos de maneira inadequada, podem causar a contaminação do solo e das águas superficiais e subterrâneas. Dependendo do tipo de minério tratado, tais rejeitos podem conter elevadas concentrações de metais potencialmente tóxicos e passar a atuar como fontes persistentes de liberação de tais metais através dos ecossistemas. Assim sendo, a caracterização desses rejeitos é extremamente importante. Neste contexto, foram realizadas caracterizações geológicas e geotécnicas nos rejeitos de mineração provenientes da região do Vale do Ribeira (município de Adrianópolis-PR), visando avaliar o grau de mobilidade e toxicidade dos metais contidos na porção superficial deste depósito. Para tanto, foram realizadas caracterizações mineralógicas (DRX e MEV/EDS), granulométricas, determinação dos parâmetros físico-químicos (pH, Eh e CE), além de ensaios que verificaram a mobilidade, especiação química e toxicidade das amostras: ensaios de solubilização, lixiviação, ensaio de variação de pH, extração sequencial e ecotoxicidade aquática envolvendo o organismo teste Daphnia similis. Além dos rejeitos foram realizadas análises mineralógicas e determinação dos parâmetros físico-químicos em amostras de estéril. A partir destas caracterizações, foi possível verificar que a composição mineralógica predominantemente no rejeito e no estéril é o carbonato, reflexo da litologia local. Tal composição refletiu também nos elevados valores de pH, que variaram de 7,6 a 8,0. Esses rejeitos apresentaram granulometria fina (predominância de areia muito fina, fina e silte), além de altas concentrações de metais, principalmente Pb (concentração média de 5.236,67 mg.kg-1 ) e Zn (7.726,53 mg.kg-1 ). Dos metais analisados, o Pb excedeu o valor preconizado na norma ABNT NBR 10.004:2004, tanto nos extratos lixiviados como nos solubilizados, para todas as amostras analisadas, o que permitiu classificar tais resíduos como Classe I - Perigoso. No ensaio de variação de pH, de forma geral, o Zn apresentou maior liberação na condição inicial mais ácida (pH 3), com média de liberação de 11,54 mg.L-1 após sessenta minutos de ensaio; embora nas outras condições também tenha ocorrido liberação considerável. A partir da extração sequencial, foi possível verificar que todos os metais (com exceção do Cu) estavam associados à fase de óxidos/hidróxidos, porém as fases consideradas de maior mobilidade (trocável e carbonática) estavam presentes em concentrações significativas para todos os metais analisados. As cinco amostras analisadas mostraram-se heterogêneas sendo que a RP5 e a RP7, apresentaram maior mobilidade dos metais Pb e Zn, além de terem apresentado maior toxicidade nos ensaios de ecotoxicidade. Para o ensaio de ecotoxicidade aquática, tais amostras apresentaram imobilidade dos neonatos até mesmo nas diluições menos concentradas (diluições contendo somente 6,2 e 3,1% de extrato solubilizado). Assim, concluiu-se que o rejeito pode ser considerado perigoso do ponto de vista ambiental, já que as altas concentrações de metais potencialmente tóxicos presentes estão passíveis de liberação e migração no ecossistema, podendo interagir com a biota aquática e terrestre. / Tailings from the ore processing when improperly disposed, can cause contamination of soil, surface water and groundwater. Depending on the treated ore, the mining waste may contain high concentrations of toxic metals and start acting as persistent metals sources to surrounding ecosystems. Therefore, the characterization of this material is extremely important. In this context, geological and geotechnical characterization were performed on tailings from Ribeira Valley (Adrianópolis-PR), in order to evaluate the mobility and toxicity of metals present in the superficial portion of the deposit. For the current paper the following tests were performed: mineralogical characterization (XRD and SEM/EDS), particle size distribution, determination of physical and chemical properties (pH, Eh and EC), solubilization and leaching tests, pH variation, sequential extraction and aquatic ecotoxicity were carried out. Besides the tailings analyzes, mineralogical characterization and pH measurements were also performed in samples from Perau (waste rock). The results showed mineralogical compositions predominantly carbonate in both tailing and Perau samples, as a reflection of the local lithology. This composition also reflected in the higher pH values, which ranged from 7.6 to 8.0. The tailing had fine particle size (predominance of silt, very fine and fine sand), and high concentrations of metals, especially Pb (average concentration of 5236.67 mg.kg-1) and Zn (7726.53 mg.kg-1). The metal Pb was above of the recommended value in ABNT NBR 10.004:2004 in leaching tests, solubilization tests and for all samples. This fact allowed the classification of the waste as Class I-Dangerous. In testing of pH variation, the Zn showed higher release in initial acidic condition (pH 3), releasing average 11.54 mg.L-1 after sixty minutes of test; although in others pH conditions have also been considerable release. In sequential extraction, the results found that all metals (except Cu) were associated with phase oxides/hydroxides, but the phases considered more mobile (exchangeable and carbonate) were also present in significant concentrations for all metals. The five samples were considered heterogeneous and two of them (RP5 and RP7) had greater mobility of Pb and Zn, besides a higher toxicity in ecotoxicity tests. In aquatic ecotoxicity test, the samples showed immobility of neonates organisms even in less concentrated dilutions (dilutions containing only 6.2 and 3.1% solubilized extract). In conclusion, the waste may be considered problematic for environment, because the high concentrations of toxic metals present in tailing can be released from it and migrate to the ecosystems, causing exposure to terrestrial and aquatic organisms.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-03-14T15:32:17Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Marcos Ferreira.pdf: 4318874 bytes, checksum: 78e7b7840a168358d28a5f9dfa90c96c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-14T15:32:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Marcos Ferreira.pdf: 4318874 bytes, checksum: 78e7b7840a168358d28a5f9dfa90c96c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica, Niterói, RJ / Este estudo quantificou o aporte via transporte aquático superficial de Zn, Cd, Pb, e Cu para a Baía de Sepetiba, oriundos do Saco do Engenho, buscando estimar a carga da poluição anual, proveniente em grande parte, dos rejeitos industriais armazenados na área da falida Cia. de beneficiamento de Zn e Cd, a Ingá Mercantil. Os resultados mostram o quão preocupante é a carga dos contaminantes metálicos que ainda são exportados para a Baía de Sepetiba através do Saco do Engenho, devido ao processo conjunto de lixiviação e erosão dos rejeitos industriais ricos em metais pesados. Zn e Cd foram caracterizados como os principais metais que são lixiviados do rejeito pela ação das águas da Baía e das chuvas locais, sendo então os metais que apresentam os maiores riscos ao ambiente aquático local, principalamente se a este fato for acrescentado às suas altas concentrações no rejeito. Nas análises realizadas, em 71% das amostras, a concentração de Zn total superou os limites máximos permissíveis na Classe 2 para águas, segundo a legislação ambiental brasileira. Comparando-se os resultados deste estudo com outras regiões, as concentrações de Zn, Cd, Pb, e Cu encontrados nas águas do Saco do Engenho são comparáveis às concentrações encontradas em outros áreas altamante impactadas por atividades industriais e portuárias. Os resultados referentes ao fluxo de contaminantes que aportam à Baía de Sepetiba a partir do Saco do Engenho foram de 33 t.ano-1 de Zn, 0,3 t.ano-1 de Cd, e 0,06 t.ano-1 de Pb. O metal Cu apresentou um fluxo de 0,51 t.ano-1, mas no sentido inverso. Zn e Cd, apresentaram valores de fluxo anuais maiores, ou pelo menos na mesma ordem de grandeza, que os encontrados no Canal de São Francisco e no Rio Guandú, rios estes altamente contaminados por metais pesados, sobretudo em seus trechos finais devido a grande concentração de indústrias com elevado potencial poluidor, e que possuem uma vazão anual cerca de 100 vezes maior, que a o maior valor de vazão medido no Saco do Engenho / This study quantified the superficial aquatic aport of Zn, Cd, Pb, e Cu at Sepetiba Bay, derivative from Engenho Inlet, to look for the daily values of trace metals pollution, mostly originated of a large environmental liabilitie in that place, the tailing of old bankrupt Cia. Ingá Mercantil. The results show how concern is the load of metal contaminants that are still exported to the Sepetiba Bay through the Engenho Inlet, due to the joint process of leaching and erosion of industrial wastes rich in heavy metals. Zn and Cd were characterized as the main metals that are leached from the tailings by the action of the waters of the Bay and local rains, and then the metals that pose the greatest risks to the local aquatic environment, especially if this fact is added to their high concentrations to reject. In the analysis performed, in 71% of the samples, the concentration of Zn total exceeded the maximum allowable for Waters Class 2, according to Brazilian environmental legislation. Comparing our results with other regions, the concentrations of Zn, Cd, Pb, and Cu found in the waters of Engenho Inlet are comparable to concentrations found in other areas highly impacted by industrial and portuary activities. The results for the flow of contaminants who come to Sepetiba Bay from the Engenho Inlet were 33 t.year-1 of Zn, 0.3 t.year-1 of Cd and 0.06 t.year-1 of Pb. The metal Cu showed a flow of 0.51 t.ano-1, but in reverse flux. Zn and Cd showed higher anual flow values, or at least the same order of magnitude, than those found in the Canal of San Francisco and Rio Guandu rivers, these highly contaminated by heavy metals, especially in its final stretches due to high concentration of industries with high pollution potential, and have an annual flow of about 100 times greater than the highest value of flow measured in the Engenho Inlet

Cerca de 230 milhões de toneladas de bauxita são produzidas por ano e, destas, 60 milhões são provenientes de operações que beneficiam esta bauxita usando água como meio para separar as frações mais finas. Como consequência do beneficiamento, estima-se que mais de 25 milhões de toneladas de rejeito sejam dispostas todo ano. Estas frações têm grandes quantidades de caulinita, um argilomineral de difícil desaguamento. Estes sólidos estão tipicamente em uma suspensão com água a cerca de 15% de concentração em massa antes de operações de desaguamento. As formas de desaguamento variam, bem como as opções de disposição. Este texto discorre sobre opções de desaguamento como sedimentação natural, espessamento, filtragem e centrifugação. Também se discorre sobre alternativas de disposição. Estas são condicionadas pela concentração de sólidos do material a ser disposto e são a disposição hidráulica em diques ou reaterro na mina. Após a descrição de cada uma das alternativas, são feitas análises de combinações destas formas de desaguamento e disposição, além de uma avaliação do fluxo de caixa livre descontado acumulado para cada uma. Esta abordagem, feita para um caso específico, permite avaliar qual opção implica em menor despesa financeira para a operação. Foram feitas considerações para avaliar características não econômicas de cada uma das operações, como o consumo de água, área ocupada pelo depósito, perigos de cada opção e seus descomissionamentos. A opção que apontou menor desembolso no período da operação, bem como a minimização de perigos, é o desaguamento com centrífugas e disposição do material reaterrando áreas lavradas. / More than 230 million tonnes of bauxite are produced each year and, from these, nearly 60 million come from operations that use water to beneficiate the ore, separating the finer fractions. By reason of this mineral treatment, it is estimated that more than 25 million dry tonnes of reject are disposed each year. The finer fractions have high kaolinite concentrations, a challenging to dewater mineral. These solids are typically in a suspension with about 15% solids concentration in mass before any dewatering. Both the dewatering options and disposal possibilities may vary. This text discusses dewatering options such as natural settling, thickening, filtering and centrifugation. It also describes alternatives of disposing the material. These options depend on the water concentration and consist of hydraulic disposition or using the dewatered material as mine backfill. After describing each alternative, an analysis of possible combinations among those is made along with an accumulated discount free cash flow evaluation for each one. Considerations were made to evaluate non-economic characteristics of each operation including the water consumption, surface occupied, operational hazards, decommissioning and closure. The option that has shown the lowest cost during the life of the operation, simultaneously reducing operational hazards is dewatering with centrifuges and using the material as backfill in mined out areas.

[pt] O gerenciamento e estocagem dos residuos de mineração apresentam desafios constantes devido às crescentes demandas do setor, dessa forma, o aperfeiçoamento dos processos de gestão dos rejeitos e a otimização da capacidade de estocagem dos reservatórios são fundamentais para a viabilidade de um empreendimento de exploração de recursos minerais. O presente trabalho apresenta a metodologia utilizada para avaliação do processo de ressecamento de rejeito da lavagem de bauxita da Mineração Rio do Norte, sendo proposta a execução de dois reservatórios experimentais, em escala piloto, possibilitando o monitoramento do comportamento de ressecamento do rejeito in loco e a cxecução de ensaios em laboratório. A proposta do estudo é avaliar o comportamento do rejeito quando disposto em diferentes espessuras de camadas, incluindo aspectos de condições climáticas e tempo de secagem. O objetivo foi calibrar o modelo de enchimento e otimizar a área dos reservatórios contidos no sistema de contenção de rejeitos da MRN, aperfeiçoando a previsibilidade do final da vida útil das estruturas e maior assertividade do balanço de massas no longo prazo. Os estudos de campo e laboratório consistiram na disposição e monitoramento de camadas com 0,50 m e 0,80 m. Dessa forma, foi possível a avaliacão dos teores de sólidos ao final do periodo de secagem das camadas dispostas, avaliar as curvas de enchimento e recalque do rejeito, medir os ângulos de repouso no momento da disposição e após periodo de ressecamento e analisar a morfologia e desenvolvimento das trincas de contração. Com base nos resultados laboratoriais e de campo obtidos nesse trabalho, conclui-se que o comportamento do processo de ressecamento do rejeito é influenciado por uma série de fatores, podendo citar a permeabilidade do fiundo dos reservatórios as condições climáticas (incidência pluviométrica e taxa de evaporação) como os mais impactantes ao processo. No trabalho não foi observado uma grande diferença do comportamento de rejeito para as camadas de 0,50 cm e 0.80 cm. / [en] The management and storage of mining waste present constant challenges due tothe increasing demands of the sector. Therefore, improving waste managementprocesses and optimizing the storage capacity of reservoirs are fundamental to theviability of a mineral resource exploration project. This study presents themethodology used to evaluate the desiccation process of washed bauxite tailings atMineração Rio do Norte (MRN). The implementation of two experimentalreservoirs at a pilot scale is proposed, allowing on-site monitoring and laboratorytests for the tailings desiccation behavior. The objective of the study is to assess thetailings behavior when disposed in different layer thicknesses, considering aspectssuch as weather conditions and drying time. The aim was to calibrate the fillingmodel and optimize the area of the reservoirs within MRN s tailings storage facility,thus improving the predictability of the structures end-of-life and enhancing theaccuracy of long-term mass balance. Field and laboratory studies involved thedeposition and monitoring of layers with thicknesses of 0.50 m and 0.80 m. Thisenabled the evaluation of the solids content at the end of the drying period.assessment of filling and settlement curves, measurement of the angle of repose atthe time of deposition and after the drying period, and analysis of crack morphologyand development. Based on the field and laboratory results obtained in this study,it can be concluded that the behavior of the tailings desiccation process is influencedby several factors. The permeability of the reservoir bottom and weather conditions(rainfall and evaporation rate) are identified as the most impactful to the process.No significant difference in the behavior of the waste was observed between the 0.50 cm and 0.80 cm layers.

Nenhuma / Metais tóxicos, tais como Ni, V, Zn, Cu, Cr, Mn e metalóides como o As e Se e seus compostos estão associados, principalmente, com a fração fina do material particulado presente nos aerossóis. Este fato é importante, em especial, do ponto de vista de saúde pública, pois esta é considerada a fração respirável de partículas que pode penetrar nas vias pulmonares e causar danos à região alveolar. Uma vez que na atmosfera as concentrações de metais traços, em geral, encontram-se em níveis muito baixos, a determinação da composição elementar dessas partículas requer o uso de técnicas analíticas apropriadas tais como o PIXE (Particle Induced X-Ray Emission), a análise por ativação neutrônica (AAN) e a espectrometria de fluorescência de raios X (FRX), entre outras. O principal objetivo do presente estudo foi a identificação das fontes geradoras do material particulado presente nos aerossóis atmosféricos do município de Sete Lagoas, um centro urbano de médio porte, onde se concentram diferentes tipos de indústrias. Para tanto, foram coletadas amostras de solo e de resíduos sólidos gerados pelas principais tipologias industriais da região, as quais incluem as indústrias de produção de ferro-gusa a carvão vegetal, a extração e/ou beneficiamento de calcário e a fabricação de concreto e produtos cerâmicos, bem como do material particulado total em suspensão (PTS) e do particulado inalável (PM10), ou seja, de partículas com diâmetro aerodinâmico menor que 10 mm. A medida da concentração de elementos traços presentes em cada uma das amostras foi realizada utilizando-se as técnicas de AAN e FRX e a determinação da sua composição mineralógica foi feita pela técnica de difração de raiosX. As análises por ativação neutrônica e de espectrometria de raios-X dos resíduos sólidos e de solo mostraram que os elementos químicos predominantes nestas amostras são o Al, Ba, Ca, Fe, K, Mg, Na, Ti e Zn. A análise da composição mineralógica indicou a presença marcante de silicatos (quartzo, microclina) carbonatos (calcita) e óxidos de ferro (hematita) nestas amostras. Durante o período de amostragem (11/01/2005 to 13/02/2005) foram observados altos níveis de concentração de material particulado. Os resultados de concentração massa para PTS indicaram que a qualidade do ar foi considerada Inadequada ou Má em 76% dos dias de amostragem. Para PM10 foi observado que em 53 % dos dias, a qualidade do ar foi considerada como Regular. A determinação da distribuição do tamanho das partículas dos aerossóis atmosféricos sugeriu que aproximadamente 80% das partículas possuem diâmetro aerodinâmico menor que 2,5 m. Os resultados da análise por ativação neutrônica mostraram que o Al, Fe, Cl, Cu, K, Mg e Na são os elementos químicos predominantes no PTS e o Na, Cu, Fe, Ba, Cl, Eu e Sm nas partículas inaláveis PM10. A análise da composição mineralógica pelo método de difração de raios-X indicou que a calcita (> 30%) e o quartzo (10 a 30%) são os minerais predominantes nas amostras de PTS e PM10. O modelo receptor utilizado foi a Análise de Componentes Principias, o qual identificou três perfis de fontes para PTS e quatro para o material PM10. Os resultados indicaram que as fontes poluidoras que mais contribuem na degradação da qualidade do ar na região são: a ressuspensão da poeira de solo, os processos industriais (produção de ferro-gusa e fabricação de concreto e produtos cerâmicos) e a queima combustíveis fósseis. / Toxic metals, such as Ni, V, Zn, Cu, Cr, Mn and metalloids as As and Se and their compositions are associated mainly with the smaller diameter particulates present in the atmospheric aerosols. This fact is important, principally, when it concerns public health, because this is considered the breathable fraction of particles that can penetrate deeply into the lungs and cause damage to the alveoli. Once in the atmosphere the concentrations of trace metals, in general, show very low levels, the determination of the elementary composition of those particles requires the use of appropriate analytical techniques such as Particle Induced X-Ray Emission (PIXE), neutron activation analysis (NAA) and of X-rays fluorescence spectrometry (XRF), among others. The main objective of this study was the identification of the generating sources of suspended particles present in the atmospheric aerosols of the municipal district of Sete Lagoas, a medium sized urban center, where different types of industries are found. In order to achieve that, soil samples and of solid wastes generated by the main industries of the area were collected. These include the industries of pig iron production that uses charcoal, the extraction and/or improvement of limestone and the fabrication of concrete and ceramic products, as well as the amount of total suspended particles (TSP) and of PM10 particles (those with an aerodynamic diameter smaller then 10 mm). The measurement of the concentration of trace elements present in each one of the samples was accomplished using the NAA and XRF techniques and the determination of its mineralogical composition was carried out through the technique of X- ray diffraction. The analyses by NAA and XRF of the solid wastes and of soil showed that the predominant chemical elements in these samples are Al, Ba, Ca, Fe, K, Mg, Na, Ti and Zn. The mineralogical composition analysis indicated the outstanding presence of silicate (quartz, microcline) carbonates (calcite) and oxides of iron (hematite) in these samples. High levels of particulate concentrations were measured during the sampling period (01/11/2005 to 02/13/2005). The mass concentration results for TPS indicated that in 76% of the days the air quality was considered Inadequate or Bad. The PM10 results showed that in 53% of the days the air quality was considered Reasonable. The determination of the size distribution of the particles presented in the atmospheric aerosols suggested that approximately 80% of the particles possess smaller aerodynamic diameter than 2.5 m. The results of the neutron activation analysis showed that Al, Fe, Cl, Cu, K, Mg and Na are the predominant chemical elements in the TPS and Na, Cu, Fe, Ba, Cl, Eu and Sm in PM10. The analysis of the mineralogical composition by the method of X-ray diffraction indicated that calcite (> 30%) and quartz (10 to 30%) are the most abundant minerals present in both, TPS and PM10. The receptor model used was the Main Component Analysis that identified three profiles of sources for TPS and four profiles for PM10. The results indicated that the pollutant sources that contribute the most for the degradation of the quality of the air in the region are: resuspended soil dust, industrial processes (pig iron production and the fabrication of concrete and ceramic products) and the burning of fossil fuels.

O crescimento na geração de rejeitos de equipamentos elétricos e eletrônicos (REEE), legislações mais rigorosas e o valor agregado destes materiais incentivam o desenvolvimento de tecnologias de reciclagem. Contudo, a reciclagem dos componentes poliméricos dos REEE (CP-REEE) precisa superar desafios como a degradação durante o uso e reprocessamento, a presença de diferentes aditivos nos rejeitos e a depreciação de propriedades causada pela mistura não controlada de polímeros. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um estudo sobre a reciclagem mecânica na forma de blendas poliméricas de rejeitos do copolímero acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) e do poliestireno de alto impacto (HIPS), empregando agentes compatibilizantes. No desenvolvimento do trabalho foram realizadas a caracterização dos CP-REEE, análise das propriedades mecânicas, químicas, térmicas e morfológicas dos polímeros e das blendas de ABS/HIPS nas proporções de 1:3, 1:1 e 3:1 com variações na composição dos polímeros reciclados e virgens e por fim, realizado um estudo do envelhecimento foto-oxidativo acelerado de uma blenda ABS/HIPS. Os resultados mostraram que os polímeros ABS e HIPS reciclados ainda apresentam boas propriedades mecânicas e que a presença de agentes compatibilizantes provoca o aumento da tenacidade nas blendas ABS/HIPS. A incorporação de polímeros virgens nos materiais reciclados não promove ganho significativo nas propriedades mecânicas das blendas. Blendas com até 50% de ABS demonstraram ter propriedades próximas às do HIPS, enquanto as blendas com altos teores de ABS não alcançaram valores de propriedades mecânicas similares aos do ABS virgem. O comportamento das propriedades das blendas virgens e recicladas frente ao envelhecimento fotoquímico foi similar, indicando que o material reciclado apresenta grande potencial para aplicações. O estudo de blendas ABS/HIPS de CP-REEE demonstra que o controle da composição das blendas definem a sua aplicação. / The growth in waste electrical and electronic equipment (WEEE) generation, directives more stringent and the aggregate value presents in these waste are encouraging the development of recycling technologies. However, recycling of polymeric components from WEEE (PC-WEEE) must overcome challenges such as degradation during use and reprocessing, the presence of various additives in the waste and the depreciation of properties caused by uncontrolled polymers mixture. The aim of this work was to develop a study of the mechanical recycling in the form blends with of polymeric waste of acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer blends (ABS) and high impact polystyrene (HIPS) using compatibilizers. During the study was carried out the characterization of the PCWEEE and mechanical, chemical, thermal and morphological analysis of the polymers and the ABS / HIPS blends in proportions of 1:3, 1:1 and 3:1 with recycled and virgin polymers, as well as a study of the accelerated photo-oxidative aging of the ABS/HIPS blends. The results showed that ABS and HIPS recycled polymers still have good mechanical properties and the presence of compatibilization agents leads to increased toughness in ABS/HIPS blends. The incorporation of virgin polymers in recycled materials does not promote significant gain in the mechanical properties of the blends. Blends with up to 50% ABS have demonstrated to be closer to the HIPS, while blends with high content of ABS did not reach values of mechanical properties similar to the virgin ABS. The mechanical properties of virgin and recycled blends during the photochemical aging were similar, indicating that the recycled material has great potential for applications. The study of ABS/HIPS blends from PC-WEEE demonstrated that control of the blend composition establish their applications.