A contínua entrada de metais pesados nos ambientes aquáticos constitui uma potencial ameaça aos ecossistemas naturais devido à ação tóxica direta em organismos aquáticos. Nos ambientes aquáticos, os organismos estão expostos a metais tanto dissolvidos na água como aqueles presentes na cadeia trófica. Um maior conhecimento sobre o papel do alimento como rota adicional de exposição a metais ou como um possível retentor de sua toxicidade para invertebrados aquáticos é necessário. Considerando-se a importância dos metais na contaminação ambiental, bem como a necessidade de melhor entendimento das interações desses elementos nos sistemas aquáticos, o presente estudo visou a avaliar a sensibilidade de espécies fitoplanctônicas (Selenastrum capricornutum e Microcystis aeruginosa) e de espécies zooplanctônicas (Daphnia similis e Ceriodaphnia dubia) aos metais cádmio e cromo e os efeitos tóxicos desses elementos em tais organismos. O crescimento celular, a concentração de clorofila, o biovolume e o peso seco das algas foram analisados quando as espécies algais foram expostas aos metais por meio de testes de toxicidade aguda. Testes de toxicidade aguda e crônica com o zooplâncton aos metais também foram realizados e o efeito de diferentes densidades algais (alta, média e baixa) sobre a toxicidade dos metais aos cladóceros foi avaliado. Além disso, algas foram expostas aos metais, oferecidas como alimento a C. dubia e os efeitos tóxicos crônicos foram investigados. Os resultados demonstraram que S. capricornutum foi mais sensível ao cádmio e M. aeruginosa foi mais sensível ao cromo, sendo essa diferença relacionada à capacidade das algas para reter os metais. Com o aumento de ambos os metais, houve uma diminuição na densidade celular, na taxa de crescimento, na clorofila e no peso seco das algas. A presença de diferentes densidades de S. capricornutum não alterou significativamente o valor da CE(I)50; 48h aos metais para D. similis, mas a elevada densidade de M. aeruginosa reduziu a toxicidade do cádmio para o dafinídeo. A alta densidade de alimento (106 céls/mL) influenciou negativamente a reprodução e a sobrevivência de C. dubia quando exposta a concentrações subletais dos metais em solução. Alimento exposto à metais, quando fornecido em alta e em média densidade, também afetou a sobrevivência e a reprodução dos organismos-teste. Apesar de a água ser uma importante rota de exposição aos metais para os organismos aquáticos, o alimento deve ser considerado uma via de contaminação adicional. / The continuous input of heavy metals into aquatic systems constitutes a potential threat to natural ecosystems because of the direct toxic action on aquatic organisms. In aquatic ecosystems, the organisms are exposed to dissolved metals in the water as to metals presents in the food chain. A larger knowledge about paper of food as an additional route of exposure to metals or as possible retainer of its toxicity for aquatic organisms is necessary. Considering the importance of metals in contamination of aquatic ecosystems and the need of better understanding of the interactions of those elements in the aquatic ecosystems as well, the aim of this study was to evaluate the sensibility of phytoplankton species (Selenastrum capricornutum and Microcystis aeruginosa) and zooplankton species (Daphnia similis and Ceriodaphnia dubia) to cadmium and chromium metals and the toxic effects of those elements in such organisms. Analysed of cellular growth, chlorophyll concentration, biovolume and dry weight of the algae were carried out when algal species were exposed to metals. Acute and chronic toxicity tests with the zooplankton were also accomplished and the effect of different algal densities (high, middle and low) on toxicity of metals to cladoceran was evaluated. Alga S. capricornutum was exposed to metals, supplied as food to C. dubia and chronic toxicity effects were investigated. The results demonstrated that S. capricornutum was more sensitive to cadmium and M. aeruginosa was more sensitive to chromium, this difference was related the capacity of the algae to retain metals. Cell density, growth rate, chlorophyll and dry weight of the algae were reduced with increase of both metals. The presence of different density of S. capricornutum does not alter the value of EC50 to metals for D. similis, but high density of M. aeruginosa reduced the toxicity of cadmium for daphnid. High food density (106 cells/mL) influenced negatively on reproduction and survival of C. dubia when this organism was exposed to sublethal concentrations of metals in solution. Food exposed to metals, when it was supplied at high and middle density, also affected survival and reproduction of the test organisms. Although the water to be considered a important route of exposure of metals for aquatic organisms, the food should be considered an additional source of toxicity.

O crescimento populacional, o desenvolvimento industrial e a expansão agrícola resultaram no aumento da geração de resíduos sólidos e na necessidade de se efetuar seu descarte de forma adequada e não prejudicial ao meio ambiente, principalmente aos recursos hídricos. O uso de aterros controlados é um dos métodos de disposição final de resíduos no solo, e possui falhas nas estruturas de apoio ambiental como sistemas de drenagem, impermeabilização, controle de entrada de resíduos, produção de líquidos percolados. Os líquidos percolados apresentam elevado potencial poluidor, e compreende, geralmente, o chorume, a água de infiltração e o material lixiviado, portanto, é importante avaliar sua toxicidade em relação aos ecossistemas aquáticos. Os testes de toxicidade foram realizados com Ceriodaphnia silvestrii, Chironomus xanthus e Daphnia similis e permitiram confirmar a toxicidade aguda destas amostras para os três organismos-teste realizados. Os testes de toxicidade crônica apresentaram diferença significativa, tanto na reprodução quanto na sobrevivência em relação ao controle, com Ceriodaphnia silvestrii. Nos testes com Daphnia similis, foi registrada uma diferença na reprodução apenas na presença de determinados líquidos percolados. Em alguns casos a diferença de precipitação não interferiu na toxicidade, porém nos testes efetuados com Chironomus xanthus foi verificada que a falta de precipitação pode ter aumentado a toxicidade dos líquidos percolados. / Industrial, agrarian and population growth is responsible for the increased amount of solid waste what demands suitable procedures for waste disposal so as to preserve the environment, particularly and water resources. Landfill is one of the methods for final disposal of solid waste, but it is not adequate because it lacks drainage systems, waste input and out put controls, percolation control, etc. Liquid waste from those landfills has a very high polution potential, and includes the leachate, the infiltration water, and the overflow waste. That is why it is important to assess the degree of toxicity of those solid wastes in relation to the aquatic ecosystems. Toxicological tests were carried out with Ceriodaphnia silvestrii, Chironomus xanthus and Daphnia similis allowed to confirm high toxic level in those samples for the three tested organisms. Chronic toxicological tests presented statistic significant difference regarding reproduction and survival in relation to the control samples for Ceriodaphnia silvestrii. Daphnia similis, however presented significant difference in the reproduction in relation to some substances only. In some cases, precipitation did not interfere in the toxicological assessment, but the tests with Chironomus xanthus showed that the lack of precipitation might have affected the toxicology.

Os corantes são amplamente utilizados nas indústrias têxteis, farmacêuticas, alimentícias, cosméticas, fotográficas, entre outras. Contudo, essas substâncias podem ser tóxicas, mutagênicas e resistentes a muitos processos de degradação utilizados em estações de tratamento. Estima-se que cerca de 15% dos corantes utilizados no mundo sejam perdidos durante o processo de tingimento e lançados no ambiente, atingindo principalmente os corpos d\'água. No entanto, apesar da grande quantidade de corantes comerciais disponíveis e da alta quantidade lançada no ecossistema aquático, os estudos sobre a toxicidade dessas substâncias são escassos e pouco se conhece sobre seus efeitos mutagênicos e principalmente ecotoxicológicos. Dentro deste contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar a ecotoxicidade, bem como a capacidade dos corantes têxteis Reactive Blue 4 (RB 4) e Reactive Blue 15 (RB 15) de lesar o material genético, empregando ensaios de toxicidade aguda com Daphnia similis e Vibrio fischeri, toxicidade crônica com Ceriodaphnia dubia, genotoxicidade (Teste do Cometa) com fibroblastos de derme humana e mutagenicidade com Salmonella typhimurium. Adicionalmente, avaliou-se a concentração de cobre em Ceriodaphnia dubia expostas ao corante Reactive Blue 15, que possui esse metal na sua estrutura química. O corante RB 4 foi moderadamente tóxico e o corante RB 15 foi relativamente não tóxico para Daphnia similis. Ambos corantes reduziram a luminescência de Vibrio fischeri em elevadas concentrações, sendo o corante RB 4 mais tóxico para a bactéria quando comparado ao corante RB 15. O corante RB 4 induziu efeito hormesis nos ensaios com C. dubia, ou seja, houve um estímulo na reprodução nas menores concentrações, seguido por um decréscimo em concentrações mais elevadas, ao passo que, o corante RB 15 reduziu a fecundidade de C. dubia. Não houve acúmulo de cobre nos organismos expostos ao corante RB 15. Nenhum dos corantes foram genotóxicos para fibroblastos de derme humana e apenas o corante RB 4 induziu mutagenicidade, por substituição de pares de base. Os resultados obtidos mostram que os corantes podem causar efeitos adversos nos organismos mesmo em baixas concentrações e que o lançamento contínuo dessas substâncias nos corpos d\'água é preocupante. / Dyes are widely used in different types of industries, such as textile, pharmaceutical, food, cosmetics, photographic, among others. However, these substances can be toxic, mutagenic and resistant to many degradation processes used in wastewater treatment. It is estimated that about 15% of the dyes used in the world is lost during the dyeing process and released into the environment, affecting mainly water bodies. However, despite the large amount of commercial dyes available and high quantity released in the aquatic ecosystem, studies on the toxicity of these substances are scarce and little is known about their mutagenic and ecotoxicological effects. Considering that, the aim of this study was to evaluate the ecotoxicity, and the ability of the Reactive Blue 4 (RB 4) and Reactive Blue 15 (RB 15) textile dyes to damage the genetic material, using acute toxicity tests with Daphnia similis and Vibrio fischeri, Ceriodaphnia dubia chronic toxicity, genotoxicity (Comet assay) in human dermal fibroblasts and mutagenicity with Salmonella typhimurium. Additionally, we assessed the concentration of copper in Ceriodaphnia dubia exposed to the Reactive Blue 15 dye, which has this metal in its chemical structure. The RB 4 dye was moderately toxic and RB 15 dye was relatively non-toxic to Daphnia similis. Both dyes reduced the Vibrio fischeri luminescence in high concentrations, and the RB 4 was more toxic to bacteria when compared to dye RB 15. The RB 4 dye induced hormesis effect in the C. dubia tests. We observed that the reproduction was stimulated at lower concentrations followed by a decrease at higher concentrations. While the RB 15 dye reduced fecundity of Ceriodaphnia dubia. There was no accumulation of copper in organisms exposed to the RB 15 dye. None of the dyes were genotoxic to human dermal fibroblasts, and only the RB 4 dye induced mutagenicity, by base-pair substitution. The results show that the dyes can cause adverse effects on organisms even at low concentrations and that the continuous release of these substances in water bodies is worrying.

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.

Orientadores: Cassiana Maria Reganhan-Coneglian, Gisela de Aragão Umbuzeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T02:20:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Spadotim_RegisFernando_M.pdf: 4096362 bytes, checksum: 0bd54b47a22f2ac240c18ef0d54ff13a (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O ribeirão Pires é o principal afluente do ribeirão Pinhal, manancial utilizado na captação de águas para distribuição à população de Limeira, SP. Estudos anteriores realizados na micro bacia do ribeirão Pinhal apontaram toxidade aguda apenas nas águas do ribeirão Pires, para o organismo-teste Ceriodaphnia dubia. Desta forma torna-se importante conhecer as fontes de contaminação, bem como seus contaminantes para assegurar água de qualidade para o município. No presente trabalho realizou-se a avaliação ecotoxicológica mediante testes de toxidade aguda e crônica de amostras de água superficial coletadas no ribeirão Pires, e identificação da toxidade utilizando o estudo de Avaliação e Identificação da Toxidade (AIT). O princípio desse método baseia-se no fracionamento das amostras por meio de uma série de processos físicos e químicos, objetivando eliminar ou separar grupos de compostos para verificação de seu potencial tóxico. Para realização do AIT utilizou-se os organismos-testes Ceriodaphnia dubia e Daphnia similis, mediante testes de toxidade aguda, após a manipulação das amostras verificou-se a redução significativa da toxicidade com tratamento em coluna C18 em pH 9 e quelação com EDTA. Estes tratamentos de AIT (Fase I) apontaram respectivamente, compostos orgânicos não polares, além de metais catiônicos como responsáveis pela toxidade aguda. Manipulações da Fase II utilizando espectrofotometria ICP-MS permitiram identificar o zinco em concentrações entre 270-1330 µg L-1. A caracterização e confirmação de compostos orgânicos nem sempre é necessária, visto que em alguns casos somente a classe dos compostos tóxicos pode fornecer informações suficientes para determinar o tratamento apropriado ou opções de controle da fonte da toxicidade. De acordo com os resultados obtidos nas análises, pode-se concluir que o zinco foi o principal agente responsável pela toxicidade das amostras coletadas no ribeirão Pires, para os organismos testados e a provável ocorrência de outros contaminantes / Abstract: The stream Pires is the main tributary of the stream Pinhal, source used in water catchment for distribution to the population of Limeira, SP. Previous studies in micro basin stream Pinhal pointed acute toxicity only in stream Pires of water to the organism Ceriodaphnia dubia. Thus it is important to know the sources of contamination and its contaminants to ensure quality water for the city. In the present work to review ecotoxicological by acute and chronic toxicity tests of surface water samples collected in the stream Pires and identification of toxicity study using the Toxicity Identification and Evaluation (TIE). The principle of this method is based on the fractionation of the samples through a series of physical and chemical processes in order to eliminate or separate groups of compounds to check their toxic potential. To perform the TIE was used the organism Ceriodaphnia dubia and Daphnia similis by acute toxicity tests after handling the samples there was a significant reduction in toxicity with treatment C18 column at pH 9 and chelation with EDTA. These treatments TIE (Phase I) indicated respectively nonpolar organic compounds, and cationic metal responsible for acute toxicity. Manipulations of Phase II using spectrometry ICP-MS permitted the identification zinc at concentrations of 270-1330 µg L-1. The characterization and confirmation of organic compounds is not always necessary because in some cases only the class of toxic compounds can provide sufficient information to determine the appropriate treatment or control options of the toxicity source. According to the analysis results, it can be concluded that zinc is the primary agent responsible for the toxicity of the samples collected in stream Pires for the tested organisms and the likely occurrence of other contaminants / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestre em Tecnologia

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2019-02-25T11:49:18Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2419538 bytes, checksum: 5a19c5f0ce7bde9f77974f5153ae39e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-02-25T11:49:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2419538 bytes, checksum: 5a19c5f0ce7bde9f77974f5153ae39e6 (MD5) Previous issue date: 2018-07-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As indústrias de higiene pessoal, perfumaria e cosméticos demonstram relevância no mercado consumidor mundial e no cenário econômico brasileiro, apresentando grande diversidade de produtos fabricados. Essas indústrias são responsáveis pela geração de efluentes potencialmente poluidores, com características que podem variar conforme as matérias-primas empregadas e a diversidade de produtos fabricados. Os efluentes das indústrias de produtos capilares, por exemplo, podem apresentar em sua composição poluentes que conferem elevada toxicidade e baixa biodegradabilidade, o que dificulta seu tratamento por processos convencionais. O presente estudo teve como objetivo avaliar o desempenho de um sistema combinado de eletrocoagulação e processo oxidativo avançado como tratamento de efluentes gerados pela indústria de produtos capilares. O processo de eletrocoagulação foi investigado em diferentes condições de operação, para as variáveis pH, tempo de eletrólise e densidade de corrente, com melhores resultados de remoção da DQO e da turbidez obtidos para o tratamento realizado em pH 2, 30 min e 50 A/m2. A eletrocoagulação removeu eficientemente a DQO (88%), DBO (90%), COT (85,5%), O&G (>99,5%), surfactantes aniônicos (98,9%), turbidez (97,3%) e toxicidade aguda a Daphnia similis (99,9%) do efluente bruto. Os processos oxidativos avançados H 2 O 2 /UV e TiO 2 /H 2 O 2 /UV foram investigados em diferentes condições de operação, para as variáveis dose de H 2 O 2 , pH, tempo de irradiação e dose de H 2 O 2 , concentração de TiO 2 , tempo de irradiação, respectivamente. Os melhores resultados de remoção da toxicidade aguda foram obtidos para o processo H 2 O 2 /UV, realizado em pH aproximadamente 4, 30 min de irradiação e dose de 20 mmol/L de H 2 O 2 . O processo H 2 O 2 /UV possibilitou elevada remoção (88,4%) da toxicidade aguda remanescente no efluente previamente tratado por eletrocoagulação e moderada remoção da concentração de surfactantes aniônicos (59,5%). O sistema combinado de eletrocoagulação e processo H 2 O 2 /UV removeu eficientemente a matéria orgânica (remoção de 89,4% da DQO) e a toxicidade aguda (>99,99%), porém a CE50 quantificada no efluente tratado foi 44,8%, indicando toxicidade aguda a Daphnia similis remanescente. A geração de residuais de alumínio e peróxido de hidrogênio nos processos de eletrocoagulação e H 2 O 2 /UV, respectivamente, em concentrações que causam efeitos tóxicos, foi possivelmente responsável pela toxicidade aguda remanescente no efluente tratado. / The various sectors of the personal care products industry are highly relevant in the global consumer market, including Brazil, offering a great diversity of manufactured products. This industry is responsible for generating potentially polluting effluents, with characteristics that vary depending on the raw materials used and the variety of products manufactured. For example, the hair care products sector generates effluents containing substances with high toxicity and low biodegradability, which hinders treatment by conventional processes. This study aimed to evaluate the performance of combined electrocoagulation and advanced oxidation process for hair care products manufacturing wastewater treatment. Electrocoagulation process variables investigated included pH, electrolysis time and current density (A/m2), with better COD and turbidity removals obtained for treatment at pH 2, 30 min and 50 A/m2. Electrocoagulation efficiently removed COD (88%), BOD (90%), TOC (85.5%), oils and grease (>99.5%), anionic surfactants (98.9%), turbidity (97.3%) and acute toxicity to Daphnia similis (99.9%) from the raw effluent. The advanced oxidation processes H 2 O 2 /UV and TiO 2 /H 2 O 2 /UV variables investigated were H 2 O 2 and TiO 2 doses, pH and irradiation time. Highest acute toxicity removal was obtained for the H 2 O 2 /UV process, carried out at pH approximately 4, 30 min irradiation and 20 mmol/L H 2 O 2 . The H 2 O 2 /UV process achieved high removal (88.4%) of the acute toxicity remaining after electrocoagulation and moderate anionic surfactants removal (59.5%). The combined electrocoagulation and H 2 O 2 /UV process system efficiently removed organic matter (89.4% of COD removal) and acute toxicity (>99.99%), but the EC50 measured in the treated effluent was 44.8%, which indicates acute toxicity to Daphnia similis still remained. Generation of residual aluminum and hydrogen peroxide in the electrocoagulation and H 2 O 2 /UV process, respectively, at concentrations that cause toxic effects, was possibly responsible for the remaining acute toxicity in the treated effluent.

Neste trabalho foi avaliado o desempenho do sistema de contatores biológicos rotatórios para a remoção de matéria orgânica de efluente hospitalar e a posterior inativação de coliformes totais, Escherichia coli e Enterococcus sp. com os oxidantes hipoclorito de sódio e ozônio. A toxicidade gerada nos processos de desinfecção foi avaliada em Daphnia similis. Os efluentes hospitalares podem apresentar semelhanças aos efluentes domésticos no que diz respeito à concentração de matéria orgânica, coliformes e pH e ambos são, geralmente, coletados pela rede de esgotos e enviados para mesma estação de tratamento. Contudo, a presença de substâncias como fármacos, desinfetantes e compostos químicos, bem como organismos patogênicos multirresistentes a antimicrobianos podem ocorrer em elevadas contagens nas águas residuárias hospitalares. O sistema biológico de tratamento utilizado nesta pesquisa se mostrou adequado, obtendo-se remoções de matéria orgânica na ordem de 80% em termos de DQO, sendo que no término do experimento atingiu-se 88,5% de remoção de DQO para o tempo de detenção hidráulico de 2,28 horas. Houve a inativação de 1 a 2 unidades logarítmicas para coliformes totais, de 2 a 3 unidades logarítmicas para Escherichia coli e significativa remoção de toxicidade. O desempenho dos desinfetantes hipoclorito de sódio e ozônio mostrou similaridades. Entretanto, ao comparar-se com efluentes domésticos, foram necessárias maiores dosagens para o efluente hospitalar devido ao elevado consumo de oxidante pela presença da matéria orgânica refratária ao tratamento biológico. O processo de desinfecção com hipoclorito de sódio apresentou variabilidade nos resultados, em função da concentração de matéria orgânica, nitrogênio amoniacal e pH do efluente. Para ensaios em bateladas em volumes de amostra de 1 litro, valores de C.t oscilaram entre 20 a 50 mg.min.L-1 para inativação de E. coli. A desinfecção por ozônio também sofreu variações em função da matriz complexa do efluente. A inativação dos organismos somente foi acentuada após adição de 70 a 90 mg.L-1 de ozônio, concentrações estas nas quais se observou grande decaimento na absorbância em UV 254 nm, indicando possivelmente o consumo prioritário de ozônio para outras reações de oxidação, tais como a ruptura de anéis aromáticos e/ou insaturações nas cadeias carbônicas. Efluentes de origem doméstica foram rapidamente desinfetados com ozônio. Os organismos Enterococcus sp. apresentaram decaimento ora semelhante a coliformes totais, ora semelhante a Escherichia coli e ora resistentes frente à ação do desinfetante. Após total inativação de coliformes fecais foram eventua lmente observadas contagens na ordem de 103 UFC.100mL-1 de Enterococcus sp. Dada a prevalência de organismos resistentes a antibióticos que, em função disso, apresentam maior grau de virulência, observou-se que somente o monitoramento de coliformes totais e fecais não seria adequado para a desinfecção e lançamento de efluentes hospitalares. A toxicidade aguda do efluente, verificada em Daphnia similis, aumentou após adição de cloro mas foi reduzida quando houve decloração com tiossulfato de sódio. Com adição de ozônio, verificou-se variabilidade nos resultados, mas geralmente houve aumento da toxicidade após aplicação de elevadas dosagens as quais foram necessárias para desinfecção.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-05-06T14:26:42Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1333641 bytes, checksum: 8220646615cc75bae5111ba88711c40f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-06T14:26:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1333641 bytes, checksum: 8220646615cc75bae5111ba88711c40f (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Nos últimos anos, o consumo de agroquímicos tem se tornando cada vez maior, e apesar de necessários, estes compostos podem colocar em risco a saúde humana e o meio ambiente. Nesse contexto, a degradação redutiva usando nanopartículas bimetálicas (NB) tem se apresentado como uma alternativa atraente na remediação de diversos tipos de poluentes. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo geral realizar estudos da degradação do herbicida sulfentrazona utilizando NB constituídas de Fe/Ni. Inicialmente, as NB foram produzidas via processos redutivos e caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Transmissão, Espectroscopia de Raio-X de Energia Dispersiva e Espectroscopia de Absorção Atômica, sendo obtidas NB de tamanho inferior a 20 nm. Posteriormente, ensaios foram realizados para otimizar a reação, sendo avaliados os parâmetros que poderiam influenciar o sistema como atmosfera de nitrogênio, pH (controle de pH e sistema tampão) e massa das NB. A eficiência do processo foi monitorada por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência. Os melhores resultados foram obtidos quando utilizou-se controle de pH em 4,0 e massa de 0,2000 g de NB, obtendo-se uma degradação de aproximadamente 100 % em apenas 30 minutos de reação. Estudos cinéticos foram realizados, cujos resultados revelaram que a reação seguiu uma cinética de pseudo-primeira ordem, com uma mudança de mecanismo, sendo observado um aumento da velocidade de degradação à medida que a massa das NB, temperatura do sistema e teor de níquel na composição dos nanomateriais eram aumentados. A eficiência de degradação foi muito maior quando se utilizou os compósitos de Fe/Ni (≈ 100%) em relação ao Fe 0 (≈ 9%) e ao Ni 0 (≈ 8%). Verificou-se que as NB podem ser reutilizadas sem prejuízo da eficácia de degradação por um ciclo. Finalmente, estudos de toxicidade utilizando-se Daphinia similis mostraram a formação de produtos menos tóxicos que o composto original. / In recent years, the consumption of agrochemicals has enlarged increasingly, although their necessity, these compounds can endanger the human health and the environment. In this context, the reductive degradation using bimetallic nanoparticles (BN) has emerged as an attractive alternative in the remediation of several pollutants types. On the above, the present work aimed to conduct studies about the sulfentrazone herbicide degradation using NB consisting of Fe/Ni. Initially, the NB were produced via reductive processes and characterized by Transmission Electron Microscopy, Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy and Atomic Absorption Spectroscopy, BN smaller than 20 nm were obtained. Subsequently, tests were carried out in order to optimize the reaction, and all the parameters that could influence the system, as a nitrogen atmosphere, pH (pH control and buffer system) and BN mass, were evaluated. The process efficiency was monitored by high-performance liquid chromatography. The best results were obtained when it was used the pH control at 4.0 and 0.2000 g of BN mass, resulting in a deterioration of approximately 100% in only 30 minutes of reaction. Kinetic studies were conducted, and the results revealed that the reaction followed a pseudo-first order kinetics with a mechanism change. Thus, it was observed an increase in degradation rate as the BN mass, system temperature and nickel content in the nanomaterials composition. The degradation efficiency was much greater when composites Fe/Ni (≈ 100%) were used compared to Fe 0 (≈ 9%) and Ni 0 (≈ 8%). It was found that NB can be reused without effectiveness loss of a cycle degradation. Finally, toxicity studies using Daphinia similis showed the formation of products less toxic than the original compound.

Neste trabalho foi avaliado o desempenho do sistema de contatores biológicos rotatórios para a remoção de matéria orgânica de efluente hospitalar e a posterior inativação de coliformes totais, Escherichia coli e Enterococcus sp. com os oxidantes hipoclorito de sódio e ozônio. A toxicidade gerada nos processos de desinfecção foi avaliada em Daphnia similis. Os efluentes hospitalares podem apresentar semelhanças aos efluentes domésticos no que diz respeito à concentração de matéria orgânica, coliformes e pH e ambos são, geralmente, coletados pela rede de esgotos e enviados para mesma estação de tratamento. Contudo, a presença de substâncias como fármacos, desinfetantes e compostos químicos, bem como organismos patogênicos multirresistentes a antimicrobianos podem ocorrer em elevadas contagens nas águas residuárias hospitalares. O sistema biológico de tratamento utilizado nesta pesquisa se mostrou adequado, obtendo-se remoções de matéria orgânica na ordem de 80% em termos de DQO, sendo que no término do experimento atingiu-se 88,5% de remoção de DQO para o tempo de detenção hidráulico de 2,28 horas. Houve a inativação de 1 a 2 unidades logarítmicas para coliformes totais, de 2 a 3 unidades logarítmicas para Escherichia coli e significativa remoção de toxicidade. O desempenho dos desinfetantes hipoclorito de sódio e ozônio mostrou similaridades. Entretanto, ao comparar-se com efluentes domésticos, foram necessárias maiores dosagens para o efluente hospitalar devido ao elevado consumo de oxidante pela presença da matéria orgânica refratária ao tratamento biológico. O processo de desinfecção com hipoclorito de sódio apresentou variabilidade nos resultados, em função da concentração de matéria orgânica, nitrogênio amoniacal e pH do efluente. Para ensaios em bateladas em volumes de amostra de 1 litro, valores de C.t oscilaram entre 20 a 50 mg.min.L-1 para inativação de E. coli. A desinfecção por ozônio também sofreu variações em função da matriz complexa do efluente. A inativação dos organismos somente foi acentuada após adição de 70 a 90 mg.L-1 de ozônio, concentrações estas nas quais se observou grande decaimento na absorbância em UV 254 nm, indicando possivelmente o consumo prioritário de ozônio para outras reações de oxidação, tais como a ruptura de anéis aromáticos e/ou insaturações nas cadeias carbônicas. Efluentes de origem doméstica foram rapidamente desinfetados com ozônio. Os organismos Enterococcus sp. apresentaram decaimento ora semelhante a coliformes totais, ora semelhante a Escherichia coli e ora resistentes frente à ação do desinfetante. Após total inativação de coliformes fecais foram eventua lmente observadas contagens na ordem de 103 UFC.100mL-1 de Enterococcus sp. Dada a prevalência de organismos resistentes a antibióticos que, em função disso, apresentam maior grau de virulência, observou-se que somente o monitoramento de coliformes totais e fecais não seria adequado para a desinfecção e lançamento de efluentes hospitalares. A toxicidade aguda do efluente, verificada em Daphnia similis, aumentou após adição de cloro mas foi reduzida quando houve decloração com tiossulfato de sódio. Com adição de ozônio, verificou-se variabilidade nos resultados, mas geralmente houve aumento da toxicidade após aplicação de elevadas dosagens as quais foram necessárias para desinfecção.

Neste trabalho foi avaliado o desempenho do sistema de contatores biológicos rotatórios para a remoção de matéria orgânica de efluente hospitalar e a posterior inativação de coliformes totais, Escherichia coli e Enterococcus sp. com os oxidantes hipoclorito de sódio e ozônio. A toxicidade gerada nos processos de desinfecção foi avaliada em Daphnia similis. Os efluentes hospitalares podem apresentar semelhanças aos efluentes domésticos no que diz respeito à concentração de matéria orgânica, coliformes e pH e ambos são, geralmente, coletados pela rede de esgotos e enviados para mesma estação de tratamento. Contudo, a presença de substâncias como fármacos, desinfetantes e compostos químicos, bem como organismos patogênicos multirresistentes a antimicrobianos podem ocorrer em elevadas contagens nas águas residuárias hospitalares. O sistema biológico de tratamento utilizado nesta pesquisa se mostrou adequado, obtendo-se remoções de matéria orgânica na ordem de 80% em termos de DQO, sendo que no término do experimento atingiu-se 88,5% de remoção de DQO para o tempo de detenção hidráulico de 2,28 horas. Houve a inativação de 1 a 2 unidades logarítmicas para coliformes totais, de 2 a 3 unidades logarítmicas para Escherichia coli e significativa remoção de toxicidade. O desempenho dos desinfetantes hipoclorito de sódio e ozônio mostrou similaridades. Entretanto, ao comparar-se com efluentes domésticos, foram necessárias maiores dosagens para o efluente hospitalar devido ao elevado consumo de oxidante pela presença da matéria orgânica refratária ao tratamento biológico. O processo de desinfecção com hipoclorito de sódio apresentou variabilidade nos resultados, em função da concentração de matéria orgânica, nitrogênio amoniacal e pH do efluente. Para ensaios em bateladas em volumes de amostra de 1 litro, valores de C.t oscilaram entre 20 a 50 mg.min.L-1 para inativação de E. coli. A desinfecção por ozônio também sofreu variações em função da matriz complexa do efluente. A inativação dos organismos somente foi acentuada após adição de 70 a 90 mg.L-1 de ozônio, concentrações estas nas quais se observou grande decaimento na absorbância em UV 254 nm, indicando possivelmente o consumo prioritário de ozônio para outras reações de oxidação, tais como a ruptura de anéis aromáticos e/ou insaturações nas cadeias carbônicas. Efluentes de origem doméstica foram rapidamente desinfetados com ozônio. Os organismos Enterococcus sp. apresentaram decaimento ora semelhante a coliformes totais, ora semelhante a Escherichia coli e ora resistentes frente à ação do desinfetante. Após total inativação de coliformes fecais foram eventua lmente observadas contagens na ordem de 103 UFC.100mL-1 de Enterococcus sp. Dada a prevalência de organismos resistentes a antibióticos que, em função disso, apresentam maior grau de virulência, observou-se que somente o monitoramento de coliformes totais e fecais não seria adequado para a desinfecção e lançamento de efluentes hospitalares. A toxicidade aguda do efluente, verificada em Daphnia similis, aumentou após adição de cloro mas foi reduzida quando houve decloração com tiossulfato de sódio. Com adição de ozônio, verificou-se variabilidade nos resultados, mas geralmente houve aumento da toxicidade após aplicação de elevadas dosagens as quais foram necessárias para desinfecção.