Polycyclic aromatic hydrocarbons, nitrogen and oxygen (Nitro-PAHs and Oxy-PAHs) compose the class of compounds where a hetero atom of nitrogen and oxygen, respectively, is present in the constitution of the HPA. The inclusion of a heteroatom leads to increased mobility and increased toxicological potential. In this work were investigated adsorbent materials for removal of Nitro-PAH and Oxy-PAH from aqueous solutions. For this purpose, activated carbon (AC), polyurethane foam (PUF), quartz fiber (QF), high density polyethylene (PEHD), polytetrafluoroethylene Teflon (PTFE), Amberlite XAD-2 (XAD-2) and silica gel (Si), were evaluated as potential solid substrates, as well as its use as an alternative to XAD -2 for making personal samplers type lapel. Quinoline, 1-nitronaphthalene, Acridine, Phenazine, 2-nitrofluorene, 9-nitroanthracene and 1-nitropyrene were chosen as representatives of the class of compounds Nitro-PAHs. 2-naphthol, 2-hydroxyfluorene, Phenanthrene-9-carboxaldehyde, 9,10-anthraquinone, and 1-hydroxypyrene were chosen as representatives of the class of compounds Oxy-PAHs. The results were obtained by batch tests. For Nitro-PAHs, the adsorbents with the highest removal rates were: XAD-2 (100% removal on XAD-2, except for Quinoline - 80%) and activated carbon (around 90% for all reviews compounds). For Oxy-PAHs, the highest removal rates were provided by adsorbents: polyurethane foam and activated carbon, both with rates higher than 90% of removal. Due to the low solubility of the compounds, the presence of a co-solvent is required. The lowest temperature (20 ⁰C) favored the adsorption of the compounds. In general, both (Nitro-PAHs and Oxy-PAHs) classes have their removal influenced by increasing the concentration of the solute in solution. / Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos nitrogenados e oxigenados (Nitro-HPAs e Oxi-HPAs) compõem a classe de compostos onde um heteroátomo de nitrogênio e oxigênio, respectivamente, esta presente na constituição do HPA. A inserção do heteroátomo acarreta numa maior mobilidade e aumento do potencial toxicológico. Neste trabalho foram investigados materiais adsorventes para a remoção de Nitro-HPAs e Oxi-HPAs a partir de soluções aquosas. Para isto, carvão ativado, espuma de poliuretano, fibra de quartzo, polietileno de alta densidade, politetrafluoretileno (teflon), Amberlite XAD-2 e sílica gel, foram avaliados como possíveis substratos sólidos. Quinolina, 1-nitronaftaleno, Acridina, Fenazina, 2-nitrofluoreno, 9-nitroantraceno e 1-nitropireno foram escolhidos como representantes à classe de compostos Nitro-HPAs. 2-naftol, 2-hidroxifluoreno, Fenantreno-9-carboxaldeído, 9,10-antraquinona e 1-hidroxipireno foram escolhidos como representantes à classe de compostos Oxi-HPAs. Os resultados foram obtidos através de ensaios em batelada. Para os Nitro-HPAs estudados, os adsorventes que apresentaram as maiores taxas de remoção foram: XAD-2 (100% de remoção em XAD-2, exceto pra Quinolina 80%) e carvão ativado (em torno de 90% para todos os compostos avaliados). Para os Oxi-HPAs estudados, as maiores taxas de remoção foram proporcionadas pelos adsorventes: espuma de poliuretano e carvão ativado, ambos com taxas de remoção superiores a 90%. Devido à baixa solubilidade dos compostos, a presença de um co-solvente se faz necessária. A temperatura mais baixa (20 ⁰C) favoreceu a adsorção dos compostos. De modo geral, ambas as classes (Nitro-HPAs e Oxi-HPAs) tem sua remoção influenciada pelo aumento da concentração do soluto em solução.

O presente estudo tem por objetivo avaliar a eficiência da remoção de corantes têxteis por meio do processo de adsorção em batelada e em coluna de leito fixo, utilizando caroço de cacau e caroço de pêssego para a produção de carvão ativado. Isotermas de adsorção foram obtidas em seis (6) diferentes temperaturas (na faixa de 25 a 50ºC). A concentração inicial de corante variou entre 300 e 1500 mg.L-1 para o corante Violeta Reativo 5 (RV-5) e 500 e 1700 mg.L-1 para o corante Vermelho de Prociona MX-5B (PR-5B). No estudo cinético, o tempo de retirada de amostras foi variado entre 5 e 480 min e foram analisadas duas diferentes concentrações iniciais, 400 mg.L-1 e 1000 mg.L-1 para RV-5 e 400 mg.L-1 e 600 mg.L-1 para o PR-5B. Para avaliar a capacidade de remoção de corantes pelos adsorventes produzidos, foram simulados dois efluentes contaminados por corantes usualmente empregados no tingimento de tecidos. Os resultados obtidos indicaram que o processo segue o modelo de Liu para os dois corantes em todas as temperaturas analisadas, apresentando capacidade máxima de remoção do RV-5 de 603,3 mg.g-1 para o CCA e 517,1 mg.g-1 para o CAC e para o corante PR-5B as capacidades máximas obtidas foram 297,2 mg.g-1 para o CPA e 174 mg.g-1 para o CAC. O modelo cinético de ordem-geral apresentou o melhor ajuste aos dados cinéticos para todas as condições analisadas. Os parâmetros termodinâmicos de adsorção indicam que há uma interação física entre os corantes e os adsorventes analisados, e que a adsorção é exotérmica e espontânea. Para os efluentes têxteis simulados, o CCA se mostrou capaz de reduzir acima de 95% a concentração de contaminantes nos efluentes simulados. Quando o CPA foi utilizado, a remoção de contaminantes foi acima de 88%. Os experimentos em coluna de leito fixo para o PR-5B indicaram que o processo de adsorção é favorecido para menores valores de vazão de alimentação e concentração inicial e maior massa de adsorvente. Os dados obtidos neste estudo mostram que os carvões produzidos apresentam potencial para remoção de corantes da indústria têxtil. / This study purpose evaluate the efficiency of removal of textile dyes by adsorption process in batch and fixed bed column, using cocoa seed and peach stone for carbon production. The adsorption isotherms were constructed in six different temperatures ranging between 25 and 50°C and the initial dye concentration ranged between 300-1500 mg.L-1 for the dye Reactive Violet 5 (RV-5) and 500-1700 mg.L-1 for the dye Procion Red MX-5B (PR-5B). In the kinetic study the time-sampling was varied between 5 and 480 min using two different initial concentrations, 400.0 mg L-1 and 1000 mg.L-1 to RV-5 and 400 mg.L-1 and 600 mg.L-1 to PR-5B. To evaluate the ability of removing the dyes with the prepared adsorbents two contaminated effluents were simulated with dyes used in the dyeing of textiles. The results indicate that the process is better fitted by Liu isotherm model for both dyes in all temperatures used, obtaining a maximum capacity removal for RV-5 of 603.3 mg.g-1 using CCA and 517.1 mg.g-1 for CAC and for the dye PR-5B the maximum adsorption capacities obtained were 297.2 mg.g-1 for the CPA and 174 mg.g-1 for CAC. The general-order kinetic model presented the best fit to the kinetic data for all examined conditions. The adsorption thermodynamic parameters indicate that exist a physical interaction between the dyes and adsorbents analyzed, the adsorption is physical, spontaneous and exothermic. For the simulated textile effluents, CCA has been shown to reduce by 99.4% the concentration of contaminants in the effluent A and 95.6% of the effluent B. When activated peach carbon (CPA) was used, contaminant removal was 94.7% and 88.4% for effluents A and B, respectively. The tests in a fixed bed column for the PR-5B show that the adsorption process is favored for lower flow rate and lower initial concentration and higher mass of adsorbent. The data obtained in this study show that the carbons produced have potential for removal of dyes from textile industry.

A presença de elevada carga nitrogenada em corpos hídricos pode causar sérios impactos ambientais como a eutrofização e a toxicidade do meio. Um dos processos que possibilitam a remoção de nitrogênio de efluentes é a adsorção, na qual o uso de adsorventes alternativos tem sido aplicado para o aproveitamento de resíduos e redução dos custos no processo. Dentro deste contexto, o processo de extração e beneficiamento do carvão fóssil na Região Sul do Brasil produz um rejeito (RB) com características que possibilitam sua aplicação na síntese de zeólitas, as quais podem ser utilizadas como adsorventes. Assim, o objetivo da presente tese foi avaliar a remoção do íon amônio de soluções aquosas por adsorção utilizando-se zeólitas naturais e sintetizadas a partir do rejeito RB. Em um primeiro momento, experimentos de adsorção foram conduzidos utilizando-se zeólita Na-clinoptilolita para conhecimento dos parâmetros termodinâmicos e da capacidade de regeneração do material. Posteriormente, a síntese de zeólitas utilizando rejeito RB foi realizada variando-se a fonte de alumínio, o emprego da agitação do meio durante a síntese e temperatura de calcinação do rejeito. A caracterização dos materiais foi feita através das técnicas de Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada a Espectroscopia por Dispersão em Energia (MEV-EDS), Potencial Zeta (PZ), Fluorescência de Raios X (FRX), Porosimetria de Nitrogênio (BET), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Capacidade de Troca Catiônica (CTC). Por fim, experimentos de adsorção de amônio foram feitos para o material que apresentou o maior conteúdo de íons sódio em sua composição. Quanto aos estudos com a Na-clinoptilolita, o estudo termodinâmico demostrou que a constante de equilíbrio (K0) da adsorção da zeólita estimada por diferentes métodos pode apresentar variação de até 105 de um método para outro. O estudo em questão também revelou que o método de Gaines e Thomas é o mais adequado para a estimativa dos parâmetros termodinâmicos. Nos testes de regeneração da zeólita utilizando-se solução NaCl de 0,5 a 3,0 M foram obtidos valores acima de 76% de regeneração para toda faixa de concentração avaliada, sem o reuso da solução de NaCl. Os testes feitos com o reuso da solução salina na etapa da dessorção permitiram concluir que é possível tratar até 160 mL de efluente utilizando-se somente 20 mL de solução NaCl 1,0 M, mantendo-se uma capacidade de adsorção equivalente a 80% da capacidade original da zeólita. Através da aplicação de diferentes condições de síntese utilizando o rejeito RB, foram obtidos sete diferentes materiais. O material que apresentou maior conteúdo de Na+ em sua composição foi obtido utilizando-se: pré-tratamento do rejeito com calcinação a 800 °C, síntese sem agitação do meio reacional e sem adição de fonte de alumínio. As análises do material indicaram formação de zeólitas dos tipos SOD e LTA. Quanto à adsorção de íons amônio, o mesmo apresentou capacidade de adsorção (qe) equivalente a 6,8 mg·g-1 (a 25ºC), que corresponde a 34 % do valor obtido para a Na-clinoptilolita, indicando que a síntese ainda necessita de melhoramentos para tornar o material mais competitivo frente à zeólita natural comercializada. / The presence of high nitrogen loading in water bodies can cause serious environmental impacts, such as eutrophication and toxicity of the medium. One of the process that enables nitrogen removal from effluents is adsorption, in which the use of alternative adsorbents have been applied in order to reuse wastes from other production processes and for lowering costs. Within this context, the coal mining and beneficiation in southern Brazil generates a waste with features that allow its application in zeolite synthesis. Thus, the objective of this thesis was to evaluate the removal of ammonium from aqueous solutions by adsorption using a natural zeolite and a zeolite synthesized from coal beneficiation tailings. Firstly, adsorption experiments were conducted using the natural zeolite Na-clinoptilolite in order to understand the thermodynamics and regeneration of process. Then, zeolite synthesis experiments using coal beneficiation tailings (RB) were conducted by varying the source of aluminum, stirring during crystallization step, and the calcination temperature applied to RB. The characterization of materials was made through the techniques of X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy coupled to Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), Zeta Potential (ZP), X-rays Fluorescence (XRF), Porosimetry of Nitrogen (BET), Infrared Spectroscopy Fourier Transform (FTIR) and Cation Exchange Capacity (CEC). Finally, a test of ammonium adsorption was made with the material that had the highest content of Na+ in its composition. Regarding the studies with Na-clinoptilolite, the thermodynamic study showed that the equilibrium constant (K0) to adsorption process estimated through different approaches can present variation of up to 105 from one method to another. This study also revealed that the Gaines and Thomas method was the most adequate to the estimative of thermodynamic parameters. In the Na-clinoptilolite regeneration tests using NaCl solution from 0.5 to 3.0 M were obtained values above 76% regeneration to whole concentration range evaluated, without the reuse of NaCl solution. Tests made with the reuse of saline solution in the desorption step showed that it is possible to treat up to 160 mL of effluent using only 20 mL of NaCl solution, maintaining an adsorption capacity of 80 % of zeolite original capacity. By applying different synthesis conditions using the by-product of coal processing, seven different materials were obtained. The material with the highest content of Na+ was obtained using: calcination at 800°C as a thermal pretreatment applied to the waste, no stirring of the reaction during crystallization step and no additional aluminum source. The analysis of this material indicated formation of zeolites SOD and LTA. This same material was tested for the adsorption of ammonium, resulting in adsorption capacity (qe) of 6.8 m2·g-1, under the same conditions as the test with Na-clinoptilolite (at 25 ºC), which corresponds to 34 % of Na-clinoptilolite capacity, indicating that the synthesis still need some improvement in order to make the synthetic material competitive faced with the natural one.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T22:22:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A cor dos efluentes têxteis se dá devido aos corantes utilizados no processamento têxtil. O presente trabalho investigou através de estudos em laboratório, o tratamento de efluentes têxteis através da floculação em meio granular expandido, dos efluentes bruto, pré-ozonizado, e pré-ozonizado tratado biologicamente. Como material de estudo, foi utilizado o efluente da Indústria Têxtil Damyller, situada no município de Nova Veneza.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-23T04:06:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T20:03:15Z : No. of bitstreams: 1 249158.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / A poluição ambiental é uma das grandes preocupações a nível mundial, exigindo esforços de todos, e especialmente da comunidade científica no sentido de apresentar alternativas que possibilitem a sua redução. A Indústria Têxtil é uma das grandes geradoras de poluição através de seus efluentes aquosos altamente coloridos, sendo um grande desafio a remoção da cor destes efluentes, que são recalcitrantes ao tratamento biológico convencional. No presente trabalho é investigada uma nova proposta para descoloração e acidificação de efluentes aquosos brutos da Indústria Têxtil, baseada somente em vias microbiológicas, onde foram alcançados valores de remoção de cor de 75% e tendo ainda como resultado a acidificação do efluente como conseqüência do próprio processo microbiológico, sem adição de substâncias químicas. Foram ainda analisados três corantes comerciais, dosados isoladamente, sendo dois reativos com concentração de 12 mg/L (Preto Remazol B e Azul Remazol RR) e um disperso com concentração de 24 mg/L (Castanho Amarelado Dianix CC). Foram avaliados em paralelo os processos aeróbio (tratamento apenas por lodos ativados) e combinado (tratamento microaerado seguido de lodos ativados). O sistema em estudo é composto de uma planta piloto, operando continuamente a uma vazão de 0,1 m3/h e tanques de 1,2 m3. A primeira etapa foi a equalização e biodescoloração microaerada, do efluente, com tempo de retenção hidráulica (TRH) de 12 horas. Em um segundo tanque aerado, com TRH de 64,8 horas, foi realizada a depuração biológica através de lodos ativados. Por último a água é clarificada pelo decantador. Os corantes reativos apresentaram remoção de cor similar no sistema combinado, com valores médios de 63% e 73% para o Preto e Azul, respectivamente. Na operação do sistema somente com tanque aerado as eficiências reduziram para 27% e 37%, respectivamente. O corante disperso também apresentou remoção de cor, com eficiência de 52% no processo combinado e 28% no processo somente aerado. Verificou-se que no processo combinado microaerado+aerado obteve-se uma eficiência muito superior em relação aos processos operando isoladamente. Além da descoloração, também foi avaliada a toxicidade antes e após o tratamento no sistema, empregando os bioindicadores Daphnia magna e o Vibrio fischeri , demonstrando que o sistema apresentou elevada eficiência para o primeiro bioindicador e foi parcialmente eficiente para o segundo. O sistema foi também acompanhado em escala industrial (180 m3/h) na empresa Karsten S.A., mostrando-se eficaz na redução do pH e da cor. The environmental pollution is one of the great global concerns, demanding efforts from everybody, and especially of the scientific community in the sense of presenting alternatives that facilitate its reduction. The Textile Industry is generating high levels of pollution through its heavily colored wastewater. The removal of color from the wastewater of textile mills is a great challenge by the fact that the substances used in the dying processes are recalcitrant to the conventional biological treatment. In the present work a new proposal is investigated for acidification and dye removal of raw wastewater of the Textile Industry, only based on a microbiological process, where values of color removal of 75% were reached with the additional effect of wastewater acidification as a consequence of the specific microbiological process applied, without addition of chemical substances. Three commercial dyes were analyzed using a pilot plant. The substances were dosed separately, two reactive dyes with initial concentration of 12 mg/L (Black Remazol B and Blue Remazol RR) and a disperse dye with initial concentration of 12 mg/L (Yellow Chestnut Dianix CC). The tests included two separate conditions where the process consisted in a combination of microaerobic and aerobic oxygen supply, and separately a purely aerobic oxygen condition. The system in study is composed of a pilot plant, operating continually at a wastewater input of 0,1 m3/h and tanks 1,2 m3. The first stage was composed of biodecolorization microaerobics, with a hydraulic detention time of the wastewater of 12 hours. In a second aerobic tank, with a retention time of 64,8 hours, the biological purification was accomplished through activated sludge. Last the water is clarified by a secondary clarifier. The dyes presented similar results in respect of color removal in the combined system, with medium values of 63% and 73% for the Black and Blue, respectively. In the operation of the system only with activated sludge, the removal efficiencies reduced to values of 27% and 37%, respectively. The dispersed dye also presented color removal, with efficiency of 52% in the combined process and 28% in the aerobic process. The process combining microaerobic and aerobic oxygen conditions proved to be more efficient in color reduction when compared to the process operating only under strictly aerobic conditions. Besides color removal, toxicity was also evaluated before and after the treatment, using the microcrustaceans Daphnia magna and the bacteria Vibrio fischeri as bioindicators. It was demonstrated that the system was completely efficient in removing toxic effects for Daphnia and partially efficient when Vibrio was used as an indicator. The microaerophilic system was also accompanied in the WWTP of the Textile Industry Karsten S.A., proving its effectiveness in the reduction of pH and color in the industrial scale.

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:15:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TarcisioBD_DISSERT.pdf: 972319 bytes, checksum: 72de82340195e1ccfedaa0b0af9a6082 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária / The quality of wastewater constitutes itself as a major limitation for agricultural production, lacking research to assess their sustainable reuse. The reuse in agriculture is pointed to by experts as an effective way to the final destination of wastewater. The technique available in the soil surface has been studied as a promising alternative for fodder production. In this sense, objective of this study was to characterize the effluent from urban sewage and evaluate the contamination levels of organic compounds and heavy metals in soil planted with elephant grass irrigated with wastewater in the outskirts of Caicó / RN. This study was conducted in the peripheral zone of Caicó. Being an area irrigated with river water free from sewage upstream of the city, called the reference area (RA), and three areas located downstream in areas irrigated with wastewater for 20, 36 and 48 years in the cultivation of elephant grass. t each site was demarcated a portion of 25x25m where randomly collected soil samples at depths 0-5, 5-20, 20-40 and 40-60 cm with three replicates in the months of julho/10, and dezembro/10 maio/11. The water sampling was conducted during the dry season in July, October and May and setembro/11 dezembro/10 and the local water catchment from urban wastewater for irrigation. The parameters analyzed in the water were: EC and pH at the collection site, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, Zn, Cu, Fe, Mn, Cd, Pb, Cr, Ni and P (total), N (Kjedhal ), NH3-N, and COD, BOD and fecal coliforms. And the soil analyzed as Cr, Cd, Ni, Pb, Zn, Cu, Mn, Na, K, N and P in addition to the MO, CE and pH. The wastewater monitoration the risk of toxicity showed moderate to high, middle class and high salinity with low concentration of heavy metals and BOD and coliform density above the standard recommended by CONAMA. Depths of 0 to 5 and 5 to 20cm of soil from areas irrigated with wastewater showed a significant difference. In general, the release of sewage into the soil during the dry season increased the concentration of organic and inorganic nitrogen in the soil compared to the local HR, high removal was observed after the rainy season. In general, the quality of wastewater no risk of adverse environmental impact if application techniques appropriate for water of inferior quality. Showing that reuse is a viable alternative source of water for forage production, especially in semi-arid climate region like Northeast Brazil. / A qualidade de água residuária constitui-se como a principal limitação para produção agrícola, carecendo de pesquisas que permitam avaliar seu reuso sustentável. O reuso na agricultura é apontado por especialistas como forma eficaz no destino final de água residuária. A técnica de disposição superficial no solo vem sendo estudado como alternativa promissora para produção de forragens. Neste sentido, objetivo deste trabalho foi caracterizar o efluente de esgoto urbano e avaliar os índices de contaminação de compostos orgânicos e metais pesados no solo cultivado com capim elefante irrigado com água residuária na periferia de Caicó/RN. O presente estudo foi realizado na zona periférica de Caicó. Sendo uma área irrigada com água do rio livre de esgoto à montante da cidade, denominada de área referência (AR), e três áreas localizadas a jusante em locais irrigados com água de esgoto há 20, 36 e 48 anos no cultivo de capim elefante. Em cada local foi demarcada uma parcela de 25x25m onde se coletou ao acaso amostras de solo nas profundidades 0-5, 5-20, 20-40 e 40-60 cm com três repetições, nos meses de julho/10, dezembro/10 e maio/11. A amostragem de água realizou-se durante estação seca da região nos meses de julho, outubro, dezembro/10 e maio, setembro/11 nos locais de captação de água residuária de origem urbana para irrigação. Os parâmetros analisados na água foram: CE e pH no local de coleta, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, Zn, Cu, Fe, Mn, Cd, Pb, Cr, Ni e P (total), N (Kjedhal), N-NH3, além de DQO, DBO e coliformes fecais e totais. E no solo analisou-se Cr, Cd, Ni, Pb, Zn, Cu, Mn, Na, K, N e P além da MO, CEes e pH. O monitoramente da água residuária apresentou risco de toxicidade moderada e alta, classe de média e alta salinidade com baixa concentração de metais pesados e densidade de DBO e coliformes acima dos padrões recomendados pela CONAMA. As profundidades de 0 a 5 e 5 a 20cm do solo das áreas irrigadas com esgoto apresentaram diferença significativa. De modo geral, o lançamento de esgoto no solo durante estação seca aumentou a concentração de composto orgânico e inorgânico no solo comparado ao local AR, sendo observada elevada remoção após período chuvoso. Em geral, a qualidade da água residuária não apresenta risco de impacto ambiental negativo se forem utilizadas técnicas de aplicação apropriada para água de qualidade inferior. Demonstrando que o reuso é fonte alternativa viável de água para produção de forragem, sobretudo em região de clima Semi Árido como Nordeste brasileiro.

Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-04-23T17:11:38Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Fatima Cabral.pdf: 3063741 bytes, checksum: 2fef60738a8888a178499680d9647e2d (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Meirelles(rodrigomei@ufba.br) on 2013-05-08T12:35:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Fatima Cabral.pdf: 3063741 bytes, checksum: 2fef60738a8888a178499680d9647e2d (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-08T12:35:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Fatima Cabral.pdf: 3063741 bytes, checksum: 2fef60738a8888a178499680d9647e2d (MD5) Previous issue date: 2006 / O objetivo deste estudo foi avaliar as alterações na superfície do esmalte, decorrentes da utilização de 5 técnicas distintas para a remoção da resina remanescente após a descolagem de bráquetes ortodônticos. Foram analisados 50 pré-molares humanos, extraídos por fins ortodônticos e periodontais, cujas faces vestibulares foram submetidas à análise rugosimétrica de superfície, executada em 3 momentos distintos: 1- inicial; 2- após a colagem, remoção de bráquetes e eliminação da resina remanescente; 3- após o polimento final. Nos grupos 1 e 2, utilizou-se a broca carbide de tungstênio em baixa e alta rotação, respectivamente. Para os grupos 3 e 4, o instrumento empregado foi a broca carbide de tungstênio proposta por Radlanski, também em baixa e alta rotação, respectivamente. Nestes 4 primeiros grupos, o polimento consistiu na utilização de discos de óxido de alumínio de granulação superfina. O grupo 5 foi representado pela associação de alicate removedor de resina e ponta de carboneto de silício em alta rotação, seguidos por polimento com pontas de borracha com grânulos de diamante em baixa rotação. Os resultados demonstraram que, após a remoção da resina, os menores valores de rugosidade superficial foram obtidos com a utilização da broca carbide de tungstênio em baixa rotação (grupo 1) e com as brocas propostas por Radlanski, tanto em baixa (grupo 3) quanto em alta rotação (grupo 4). Já a broca carbide de tungstênio em alta rotação (grupo 2) e o alicate removedor de resina associado às pontas de carboneto de silício e borracha (grupo 5)apresentaram valores de rugosidade média estatisticamente superiores aos demais grupos. Com o polimento, passou a existir diferença estatisticamente significante apenas em relação ao grupo 5, o qual revelou maior rugosidade do que os demais. A avaliação visual foi realizada por 3 examinadores e não detectou diferença estatisticamente significante entre os métodos utilizados. A partir destes dados, concluiu-se que a broca carbide de tungstênio em baixa rotação (grupo 1) e as brocas propostas por Radlanski (grupos 3 e 4) representaram métodos menos agressivos ao esmalte dentário para a remoção da resina remanescente após a descolagem de bráquetes. / Salvador

Mudanças climáticas podem afetar a distribuição espacial e temporal das variáveis hidrológicas, tendo como consequências alterações nos regimes de precipitação e vazão dos rios. Aumentos ou reduções no volume de escoamento de uma bacia hidrográfica podem, por exemplo, produzir danos aos ecossistemas, afetar a produção de alimentos, abastecimento de água, navegação e geração de energia. Atualmente buscam-se relações que permitam entender os processos de mudanças climáticas a fim avaliar os impactos e mitigá-los, assim como avaliar as incertezas inerentes ao processo de modelagem hidrológica de tais mudanças. Neste contexto este trabalho apresenta uma metodologia de quantificação e análise de incertezas para estudos de mudanças climáticas, tomando como estudo de caso a bacia hidrográfica do Rio Uruguai (BHRU) com área aproximada de 110,000 Km². Para tanto três fontes de incerteza foram analisadas e comparadas: o modelo hidrológico, técnicas de remoção de viés e modelos climáticos. O modelo hidrológico MGB-IPH foi avaliado quanto ao processo de parametrização, utilizando diferentes períodos de simulação para calibração: (i) Período de calibração 1 – MGB/P1: representando a série completa de observações de 1960-1990 com verificação no período de 1992-1999; (ii) Período de calibração 2 - MGB/P2: calibração em período seco e verificação de período de cheias (iii) Período de calibração 3 – MGB/P3: calibração em período característico de cheias e verificação de período de estiagem. Três diferentes técnicas de remoção de viés foram aplicadas para analisar o grau de incerteza que a escolha de um determinado método de correção pode agregar ao resultado final: (i) RV1 - Técnica de Mapeamento Quantil-Quantil; (ii) RV2 - Técnica de Escalonamento Linear e (iii) RV3 - Técnica Delta change. Os modelos climáticos globais (GMC’s) foram analisados quanto a sua estrutura, comparando projeções de cinco diferentes modelos: MPEH5 (ECHAM5/MPIOM), GFCM21 (GFDL-CM2.1), MRCGCM (MRI-CGCM2.3.2), HADCM3 (UKMO-HadCM3) e NCCCSM (CCSM3). Adicionalmente, também foram analisadas as projeções climáticas de cinco diferentes versões do modelo climático regional (RCM) ETA/CPTEC: CT20, CT40, LOW, MID e HIGH. Inicialmente os resultados das simulações provenientes de cada uma destas fontes foram comparados de maneira isolada e em seguida de maneira combinada. Portanto, a metodologia foi dividida em Etapa (1) e Etapa (2). A Etapa (1) teve por objetivo responder a seguinte pergunta: Qual dentre as fontes de incerteza selecionadas agrega maior variação ao resultado final? Ou seja, qual destas fontes propaga maior incerteza em termos de impactos de mudanças climáticas na BHRU? Os resultados obtidos por cada uma das fontes de incerteza foram comparados em termos de anomalias de vazões médias de longo período (QMLP), máximas e mínimas anuais. Na Etapa (2) foi realizada a análise total de incerteza, ou seja, a análise combinada dos resultados obtidos na Etapa (1). As anomalias de vazões foram apresentadas utilizando as curvas de distribuição acumulada (CDF’s) e a incerteza total expressa pela diferença entre os percentis 5% e 95%. Considerando os resultados obtidos para as vazões médias de longo período (QMLP), as fontes podem ser ordenadas de forma decrescente, em relção ao grau de incerteza que propagam: modelos climáticos globais > modelos climáticos regionais > técnicas de remoção de viés > modelo hidrológico. Para as vazões extremas os RCM’s apresentam as maiores variações de anomalias se comparadas às dos modelos hidrológicos e técnicas de remoção de viés, inclusive para ambos os extremos, máximos e mínimos. Esta variação se dá principalmente, pelos resultados de LOW e MID. Estas informações podem ajudar os gestores e tomadores de decisão no adequado gerenciamento e planejamento dos recursos hídricos sob condições de mudanças climáticas, assim como o entendimento da incerteza associada. / Climate change can affect the spatial and temporal distribution of hydrological variables, with the consequences of changes in precipitation regimes and river flows. Increase or decrease the flow of rivers, for example, can cause damage to ecosystems, affecting food production, water supply, navigation and power generation. Currently seeking to relationships that allow understand climate change processes in order to assess the impacts and mitigate them, and assess the uncertainties inherent in hydrologic modeling process of such climate change. This thesis aimed at the development of a methodology for quantification and analysis of uncertainties for climate change studies in hydrology , taking as a case study the basin of the Uruguay River (BHRU) with a drainage area near 110,000 km². For that three sources of uncertainty were analyzed and compared: the hydrologic model, bias removal techniques and climate models. The hydrological model MGB-IPH was evaluated for parameterization, using different simulation periods for calibration: (i) MGB /P1: full range with calibration period (1960-1990) and validate (1992-1999); (ii) MGB / P2: calibrated in the period of dry and validated in the flood season (iii) MGB/P3: calibrated in the period of floods and validated in the dry season. Three different bias correction methods were applied to analyze the degree of uncertainty that the choice of a particular method of correction can add to the final result: (i) RV1 - Quantil-Quantil Mapping; (ii) RV2 - Linear Scaling, and (iii) RV3 - Delta Change Technique. Global climate models (GMC's) were analyzed for their structure, comparing projections of five different models: MPEH5 (ECHAM5/MPI-OM), GFCM21 (GFDLCM2.1), MRCGCM (MRI-CGCM2.3.2), HADCM3 (UKMO-HadCM3) e NCCCSM (CCSM3). Additionaly, climate projections from five different versions of the regional climate model (RCM) ETA / CPTEC were also analyzed: CT20, CT40, LOW, MID e HIGH. Initially the simulation results from each of the sources of uncertainty were compared individually (single propagation) and then in a combined way (multi propagation). Therefore, the methodology was divided in Step (1) and Step (2). Step (1) aimed to answer: Which of the selected sources of uncertainty adds more variation to the final result? Which of these sources propagates greater uncertainty in terms of impacts of climate change on BHRU? The results for each of the sources of uncertainty were compared in terms of long-term mean flow (QMLP), maximum and minimum annual flow. In Step (2) total uncertainty analysis was performed, therefore the combined analysis of the results obtained in Step (1). The anomalies in discharge were presented using the cumulative distribution function (CDF's) and the total uncertainty expressed by the difference between the percentiles 5% and 95%. Throughout the application of the proposed methodology it was concluded that: (i) for the extremes (maximum and minimum) annual discharges the largest source of uncertainty are the projections of the RCM's, followed by the the bias removal technique and finally the hydrological model; (ii) for the QMLP the largest source of uncertainty are followed global climate models, then the regional climate models. This information can help managers and decision makers in the proper management and planning of water resources under climate change conditions, as well as the understanding of the associated uncertainty.

O presente estudo tem por objetivo avaliar a eficiência da remoção de corantes têxteis por meio do processo de adsorção em batelada e em coluna de leito fixo, utilizando caroço de cacau e caroço de pêssego para a produção de carvão ativado. Isotermas de adsorção foram obtidas em seis (6) diferentes temperaturas (na faixa de 25 a 50ºC). A concentração inicial de corante variou entre 300 e 1500 mg.L-1 para o corante Violeta Reativo 5 (RV-5) e 500 e 1700 mg.L-1 para o corante Vermelho de Prociona MX-5B (PR-5B). No estudo cinético, o tempo de retirada de amostras foi variado entre 5 e 480 min e foram analisadas duas diferentes concentrações iniciais, 400 mg.L-1 e 1000 mg.L-1 para RV-5 e 400 mg.L-1 e 600 mg.L-1 para o PR-5B. Para avaliar a capacidade de remoção de corantes pelos adsorventes produzidos, foram simulados dois efluentes contaminados por corantes usualmente empregados no tingimento de tecidos. Os resultados obtidos indicaram que o processo segue o modelo de Liu para os dois corantes em todas as temperaturas analisadas, apresentando capacidade máxima de remoção do RV-5 de 603,3 mg.g-1 para o CCA e 517,1 mg.g-1 para o CAC e para o corante PR-5B as capacidades máximas obtidas foram 297,2 mg.g-1 para o CPA e 174 mg.g-1 para o CAC. O modelo cinético de ordem-geral apresentou o melhor ajuste aos dados cinéticos para todas as condições analisadas. Os parâmetros termodinâmicos de adsorção indicam que há uma interação física entre os corantes e os adsorventes analisados, e que a adsorção é exotérmica e espontânea. Para os efluentes têxteis simulados, o CCA se mostrou capaz de reduzir acima de 95% a concentração de contaminantes nos efluentes simulados. Quando o CPA foi utilizado, a remoção de contaminantes foi acima de 88%. Os experimentos em coluna de leito fixo para o PR-5B indicaram que o processo de adsorção é favorecido para menores valores de vazão de alimentação e concentração inicial e maior massa de adsorvente. Os dados obtidos neste estudo mostram que os carvões produzidos apresentam potencial para remoção de corantes da indústria têxtil. / This study purpose evaluate the efficiency of removal of textile dyes by adsorption process in batch and fixed bed column, using cocoa seed and peach stone for carbon production. The adsorption isotherms were constructed in six different temperatures ranging between 25 and 50°C and the initial dye concentration ranged between 300-1500 mg.L-1 for the dye Reactive Violet 5 (RV-5) and 500-1700 mg.L-1 for the dye Procion Red MX-5B (PR-5B). In the kinetic study the time-sampling was varied between 5 and 480 min using two different initial concentrations, 400.0 mg L-1 and 1000 mg.L-1 to RV-5 and 400 mg.L-1 and 600 mg.L-1 to PR-5B. To evaluate the ability of removing the dyes with the prepared adsorbents two contaminated effluents were simulated with dyes used in the dyeing of textiles. The results indicate that the process is better fitted by Liu isotherm model for both dyes in all temperatures used, obtaining a maximum capacity removal for RV-5 of 603.3 mg.g-1 using CCA and 517.1 mg.g-1 for CAC and for the dye PR-5B the maximum adsorption capacities obtained were 297.2 mg.g-1 for the CPA and 174 mg.g-1 for CAC. The general-order kinetic model presented the best fit to the kinetic data for all examined conditions. The adsorption thermodynamic parameters indicate that exist a physical interaction between the dyes and adsorbents analyzed, the adsorption is physical, spontaneous and exothermic. For the simulated textile effluents, CCA has been shown to reduce by 99.4% the concentration of contaminants in the effluent A and 95.6% of the effluent B. When activated peach carbon (CPA) was used, contaminant removal was 94.7% and 88.4% for effluents A and B, respectively. The tests in a fixed bed column for the PR-5B show that the adsorption process is favored for lower flow rate and lower initial concentration and higher mass of adsorbent. The data obtained in this study show that the carbons produced have potential for removal of dyes from textile industry.

A presença de elevada carga nitrogenada em corpos hídricos pode causar sérios impactos ambientais como a eutrofização e a toxicidade do meio. Um dos processos que possibilitam a remoção de nitrogênio de efluentes é a adsorção, na qual o uso de adsorventes alternativos tem sido aplicado para o aproveitamento de resíduos e redução dos custos no processo. Dentro deste contexto, o processo de extração e beneficiamento do carvão fóssil na Região Sul do Brasil produz um rejeito (RB) com características que possibilitam sua aplicação na síntese de zeólitas, as quais podem ser utilizadas como adsorventes. Assim, o objetivo da presente tese foi avaliar a remoção do íon amônio de soluções aquosas por adsorção utilizando-se zeólitas naturais e sintetizadas a partir do rejeito RB. Em um primeiro momento, experimentos de adsorção foram conduzidos utilizando-se zeólita Na-clinoptilolita para conhecimento dos parâmetros termodinâmicos e da capacidade de regeneração do material. Posteriormente, a síntese de zeólitas utilizando rejeito RB foi realizada variando-se a fonte de alumínio, o emprego da agitação do meio durante a síntese e temperatura de calcinação do rejeito. A caracterização dos materiais foi feita através das técnicas de Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura acoplada a Espectroscopia por Dispersão em Energia (MEV-EDS), Potencial Zeta (PZ), Fluorescência de Raios X (FRX), Porosimetria de Nitrogênio (BET), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e Capacidade de Troca Catiônica (CTC). Por fim, experimentos de adsorção de amônio foram feitos para o material que apresentou o maior conteúdo de íons sódio em sua composição. Quanto aos estudos com a Na-clinoptilolita, o estudo termodinâmico demostrou que a constante de equilíbrio (K0) da adsorção da zeólita estimada por diferentes métodos pode apresentar variação de até 105 de um método para outro. O estudo em questão também revelou que o método de Gaines e Thomas é o mais adequado para a estimativa dos parâmetros termodinâmicos. Nos testes de regeneração da zeólita utilizando-se solução NaCl de 0,5 a 3,0 M foram obtidos valores acima de 76% de regeneração para toda faixa de concentração avaliada, sem o reuso da solução de NaCl. Os testes feitos com o reuso da solução salina na etapa da dessorção permitiram concluir que é possível tratar até 160 mL de efluente utilizando-se somente 20 mL de solução NaCl 1,0 M, mantendo-se uma capacidade de adsorção equivalente a 80% da capacidade original da zeólita. Através da aplicação de diferentes condições de síntese utilizando o rejeito RB, foram obtidos sete diferentes materiais. O material que apresentou maior conteúdo de Na+ em sua composição foi obtido utilizando-se: pré-tratamento do rejeito com calcinação a 800 °C, síntese sem agitação do meio reacional e sem adição de fonte de alumínio. As análises do material indicaram formação de zeólitas dos tipos SOD e LTA. Quanto à adsorção de íons amônio, o mesmo apresentou capacidade de adsorção (qe) equivalente a 6,8 mg·g-1 (a 25ºC), que corresponde a 34 % do valor obtido para a Na-clinoptilolita, indicando que a síntese ainda necessita de melhoramentos para tornar o material mais competitivo frente à zeólita natural comercializada. / The presence of high nitrogen loading in water bodies can cause serious environmental impacts, such as eutrophication and toxicity of the medium. One of the process that enables nitrogen removal from effluents is adsorption, in which the use of alternative adsorbents have been applied in order to reuse wastes from other production processes and for lowering costs. Within this context, the coal mining and beneficiation in southern Brazil generates a waste with features that allow its application in zeolite synthesis. Thus, the objective of this thesis was to evaluate the removal of ammonium from aqueous solutions by adsorption using a natural zeolite and a zeolite synthesized from coal beneficiation tailings. Firstly, adsorption experiments were conducted using the natural zeolite Na-clinoptilolite in order to understand the thermodynamics and regeneration of process. Then, zeolite synthesis experiments using coal beneficiation tailings (RB) were conducted by varying the source of aluminum, stirring during crystallization step, and the calcination temperature applied to RB. The characterization of materials was made through the techniques of X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy coupled to Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), Zeta Potential (ZP), X-rays Fluorescence (XRF), Porosimetry of Nitrogen (BET), Infrared Spectroscopy Fourier Transform (FTIR) and Cation Exchange Capacity (CEC). Finally, a test of ammonium adsorption was made with the material that had the highest content of Na+ in its composition. Regarding the studies with Na-clinoptilolite, the thermodynamic study showed that the equilibrium constant (K0) to adsorption process estimated through different approaches can present variation of up to 105 from one method to another. This study also revealed that the Gaines and Thomas method was the most adequate to the estimative of thermodynamic parameters. In the Na-clinoptilolite regeneration tests using NaCl solution from 0.5 to 3.0 M were obtained values above 76% regeneration to whole concentration range evaluated, without the reuse of NaCl solution. Tests made with the reuse of saline solution in the desorption step showed that it is possible to treat up to 160 mL of effluent using only 20 mL of NaCl solution, maintaining an adsorption capacity of 80 % of zeolite original capacity. By applying different synthesis conditions using the by-product of coal processing, seven different materials were obtained. The material with the highest content of Na+ was obtained using: calcination at 800°C as a thermal pretreatment applied to the waste, no stirring of the reaction during crystallization step and no additional aluminum source. The analysis of this material indicated formation of zeolites SOD and LTA. This same material was tested for the adsorption of ammonium, resulting in adsorption capacity (qe) of 6.8 m2·g-1, under the same conditions as the test with Na-clinoptilolite (at 25 ºC), which corresponds to 34 % of Na-clinoptilolite capacity, indicating that the synthesis still need some improvement in order to make the synthetic material competitive faced with the natural one.