Entre as principais fontes de contaminação de águas superficiais e subterrâneas encontra-se o lançamento de despejos industriais e de esgoto doméstico sem tratamento e o uso de fertilizantes agrícolas. Nestas matrizes, o íon nitrato aparece como um dos poluentes que mais influencia na degradação das águas. O nitrato é extremamente estável e solúvel em meio aquoso, o que dificulta a remoção do mesmo de águas e efluentes. Uma alternativa de baixo custo e eficiente para remover este poluente consiste no processo de sorção. Além disso, ressalta-se que diversos sólidos podem ser utilizados como sorvente na remoção de poluentes. Sendo assim, os resíduos sólidos, produzidos por diferentes tipologias industriais, como por exemplo, as carboníferas, que precisam ser gerenciados de forma adequada poderiam ser uma alternativa de sólido sorvente. Durante o beneficiamento do minério, estima-se que cerca de 60 % da massa inicial adicionada ao processo seja descartada como rejeito, sendo esse, fonte de importantes impactos ao meio ambiente. Neste contexto, o presente trabalho propõe verificar a possibilidade de tratamento de águas contaminadas com o íon nitrato através do processo de sorção utilizando rejeito do beneficiamento do carvão como sólido sorvente. Para isso, foram realizados ensaios preliminares com sólido natural e com o mesmo sólido modificado quimicamente. Constatou-se que a superfície do rejeito tratada com solução de HDTMA-Br 60 mM torna o processo mais eficiente. Assim, o sólido modificado foi utilizado para a realização de ensaios de sorção visando obter as melhores condições experimentais. A influência dos seguintes parâmetros foi estudada: o pH (de 2 a 10), o tempo de contato da solução de nitrato com o sólido sorvente (de 0 a 90 minutos) e a concentração de sorvente (de 0 a 2 g/100mL da solução). Ainda, isotermas de equilíbrio foram construídas utilizando as melhores condições operacionais encontradas em três temperaturas diferentes (25, 35 e 45ºC). Os dados experimentais foram ajustados aos modelos de Freundlich, Langmuir, Sips e Redlich Peterson. Os resultados obtidos mostraram que as condições que apresentaram os maiores percentuais de remoção do íon estudado foram: pH 6, 60 minutos de tempo de contato e 1 g/100 mL de sorvente. Já quando comparados os dados com os modelos das isotermas, o modelo que melhor descreve o processo foi Sips, com R2 superior a 0,99 em todas as temperaturas avaliadas. Os dados obtidos indicam que rejeito proveniente do beneficiamento de carvão é satisfatório na remoção do íon nitrato, alcançando remoção superior a 90 %. Já no efluente real estudado, houve remoção acima de 90 % do íon nitrato. Comparando os resultados com os limites estabelecidos pela Portaria 2914 de 2011 do Ministério da Saúde, que dispõe sobre os padrões de qualidade da água, o parâmetro nitrato, após tratamento de sorção proposto no presente trabalho ficou abaixo do valor máximo (10 mg L-1) que consta na Portaria. A pesquisa realizada mostra que é possível tratar águas contaminadas com nitrato utilizando um resíduo industrial proveniente de carboníferas, contribuindo para redução do impacto ambiental em diferentes dimensões. / Among the main sources of water contamination are the release of untreated industrial waste and domestic effluents and the use of agricultural fertilizers. In contaminated water, the ion nitrate appears as one of the effluents with the higher influence on water degradation. Nitrate is extremely stable and soluble in water, which hampers its removal from water and effluents. Is a low-cost and efficient alternative to remove this pollutant is the sorption process, which has been studied for the removal of several compounds. In addition, it is emphasized that various solids can be used as sorbent in the removal of pollutants. Therefore, solid wastes, produced by different industrial typologies, such as carboniferous, that need to be adequately managed could be a solid sorbent alternative. During the ore’s beneficiation, it is estimated that about 60% of the initial mass added to the process is discarded as a residue, which is source of important impacts on the environment. In this context, this work proposes to verify the possibility to treat nitrate-contaminated waters through the sorption process using the residue of coal beneficiation as solid sorbent. Preliminary tests were performed with the natural and chemically-modified solid. It was determined that the residue surface treated with the solution HDTMA-Br 60 mM increases the efficiency of the process. Thus, the modified solid was used for the performance of sorption tests aiming to obtain the best experimental conditions for sorption. The influence of the following parameters was studied: pH (from 2 to 10), contact time of the nitrate solution with the solid sorbent (from 0 to 90 minutes) and sorbent concentration (from 0 to 2 g.100mL-1 of the solution). Furthermore, equilibrium isotherms were built using the best operational conditions found in three different temperatures (25, 35 and 45°C). Experimental data were adjusted to the models of Freundlich, Langmuir, Sips and Redlich Peterson. Obtained results showed that the highest percentages of ion removal were achieved by: pH 6, contact time of 60 minutes and 1g.100mL-1 of sorbent. When comparing the data with isotherm models, Sips was the model that best describes the process, with an R² higher than 0.99 in all evaluated temperatures. The data obtained indicate that the residue from coal beneficiation is satisfactory in the removal of nitrate, reaching a removal rate of more than 90 %. In the real effluent studied, there was removal of more than 90 % of the nitrate ion. Comparing the obtained results with the Ordinance 2914 from 2011 of the Brazilian Health Ministry, , which determines the water quality standards, the nitrate parameter, after sorption treatment proposed in the present study, was below the maximum value (10 mg L -1 ) Contained in the Ordinance. The research shows that it is possible to treat water contaminated with nitrate using an industrial waste from carboniferous, contributing to reduce the environmental impact in different dimensions.

O zinco é um dos metais mais utilizados nos processos de tratamento de superfícies. Os efluentes contaminados com zinco, gerados nestes processos, trazem preocupação devido ao grande volume, elevada toxicidade, acumulação e persistência. O presente estudo avaliou a remoção de íons zinco de soluções aquosas, por adsorção em carvão ativado comercial, através de experimentos em batelada e em escala piloto. Ensaios em batelada objetivaram estudar a influência dos parâmetros de processo pH, tempo de contato e concentração de sólido adsorvente na remoção de íons Zn2+ a partir de uma solução com concentração inicial de 10 mg.L-1. A partir das melhores condições encontradas, a isoterma de equilíbrio do sistema foi construída e o ajuste dos dados experimentais aos modelos não lineares de Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson e Sips foi verificado. Ensaios em planta piloto foram realizados a fim de identificar a curva de ruptura do sistema. No processo de adsorção contínuo em leito fixo, foram avaliadas diferentes condições operacionais, variando-se a vazão de alimentação (15 e 20 mL.min-1) e a massa de adsorvente utilizada como recheio do leito (10, 13, 20 e 40 g). Os resultados apontaram como parâmetros ótimos de adsorção: pH igual a 6, tempo de contato de 30 min e concentração de sólido adsorvente de 20 g.L-1. O modelo de Sips apresentou o melhor ajuste dentre os modelos matemáticos estudados. O experimento realizado em planta piloto utilizando-se uma vazão de 15 mL.min-1 e massa de sólido sorvente de 40 g, obteve os melhores resultados dentre as condições analisadas, apresentando tempo de ruptura e exaustão do leito aos 5 e 90 min, respectivamente. / Zinc is one of the most used metals in surface treatment processes. The effluents contaminated with zinc, generated in these processes, bring concern due to the large volumes, high toxicity, persistence and accumulation. This study evaluated the removal of zinc ions from aqueous solutions, through adsorption by commercial activated carbon, using continuous (pilot plant) and bench scale. The batch experiments studied the influence of pH, contact time and adsorbent concentration in the removal of Zn 2+ ions from a solution with initial concentration of 10 mg.L-1. After achieving the best process parameters, the system’s equilibrium isotherm was constructed, and the fit of experimental data to the nonlinear Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson and Sips models was verified. Pilot plant tests were carried out in order to identify the system’s breakthrough curve. In the continuous fixed bed adsorption process, different operating conditions were evaluated by varying the feed flow (15 and 20 mL.min-1) and the mass of adsorbent material used as filling (10, 13, 20 and 40 g). The results showed as the optimum parameters for adsorption: pH 6, contact time of 30 min and adsorbent concentration of 20 g.L-1. The Sips model presented the best fit among the mathematical models studied. The experiment conducted in a pilot plant, using a flow rate of 15 mL.min-1 and solid adsorbent mass of 40 g, had the best results among the examined conditions, with breakthrough and exhaust times of 5 and 90 min, respectively.

Submitted by Cinara Silva (cinarasilva@ufba.br) on 2018-08-27T14:09:39Z No. of bitstreams: 1 Tese final.pdf: 8464968 bytes, checksum: c7808d54e53ed142b3589db96c66a6a0 (MD5) / Rejected by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br), reason: Documento incompleto. Necessidade de apresentar folha de aprovação com assinatura dos membros da banca e elementos informativos como logomarca da instituição UFBA. on 2018-08-27T14:17:59Z (GMT) / Submitted by Cinara Silva (cinarasilva@ufba.br) on 2018-08-29T15:56:22Z No. of bitstreams: 1 Tese Final - CINARA.pdf: 10065670 bytes, checksum: d646a92fe145d1a1b098aa8828c6d6c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2018-08-29T16:19:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese Final - CINARA.pdf: 10065670 bytes, checksum: d646a92fe145d1a1b098aa8828c6d6c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T16:19:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Final - CINARA.pdf: 10065670 bytes, checksum: d646a92fe145d1a1b098aa8828c6d6c4 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / O presente trabalho visou estudar a viabilidade de incorporação de agentes bioativos em curativos poliméricos utilizando dióxido de carbono supercrítico (CO2). Foram utilizados dois curativos comerciais: Foam Dressing (poliuretano) e Promogran® (colágeno e celulose regenerada oxidada). Como bioativos, foram testados o óleo de borage e o extrato de jambu. Foram realizados ensaios de sorção de CO2 supercrítico nessas matrizes poliméricas sob diferentes condições, de modo a potencializar a incorporação de agentes bioativos. Isto pode ser útil para futuros trabalhos na área de impregnação/deposição de agentes bioativos em curativos de espuma, já que é o primeiro estudo com estes tipos de material (curativos e bioativos) nestas condições experimentais. Os resultados mostraram que a melhor condição de sorção para ambos os polímeros foi obtida na temperatura de 308,15 K e densidade do CO2 igual a 850 kg.m-3. O melhor rendimento de impregnação para o óleo de borage em poliuretano (11,8 % m/m) ocorreu nessa mesma densidade do CO2 e na temperatura de 328,15 K. Para o extrato de jambu, o maior rendimento de incorporação na matriz de colágeno e celulose ocorreu nas condições de melhor sorção e com adição de etanol como cossolvente (6,4% m/m). Os resultados obtidos mostraram que a etapa controladora do processo de impregnação/deposição (SSI/SSD) é o equilíbrio de fases e apontam para a possível viabilidade técnica da impregnação de bioativos de origem natural em curativos poliméricos. / ABSTRACT The present work aimed to study the feasibility of incorporation of bioactive agents into polymeric dressings using supercritical carbon dioxide (CO2). Two commercial dressings were investigated: Foam Dressing (polyurethane) and Promogran (collagen and oxidized regenerated cellulose). The bioactives investigated were borage oil and jambu extract. Assays of supercritical CO2 sorption into these polymeric dressings were carried out under different conditions in order to enhance the incorporation of these bioactive agents into the polymer matrices. This can be useful for future works on impregnation/deposition area of bioactive agents in foam dressings, since the study is the first one using these materials (dressings and bioactives) at these experimental conditions. The results showed that the best sorption condition for both polymers was obtained at 308 K and CO2 density equal to 850 kg.m-3. The best impregnation/deposition yield for borage oil and polyurethane (11.8 % w/w) occurred also at this same CO2 density and temperature at 328,15 K. In the case of jambu extract, the highest incorporation yield into the collagen and cellulose matrix occurred under the conditions of highest sorption with the addition of ethanol as a cosolvent (6,4 % w/w). The results showed that SSI/SSD is controlled by phase equilibrium phenomenon and point towards the technical feasibility of this process.

A demanda por restaurações estéticas tem aumentado consideravelmente nos últimos anos. Os materiais restauradores estéticos diretos, assim como novas fontes luminosas para sua ativação, têm sido cada vez mais utilizadas e vêm passando por uma série de modificações estruturais buscando a obtenção de melhores propriedades mecânicas e ópticas. Desta maneira, o presente estudo teve por objetivo avaliar a estabilidade de cor e sorção de compósitos fotoativados por luz halógena e por emissão de diodo em diferentes meios de imersão. Para isso, 120 corpos de prova utilizando os compósitos resinosos TPH Spectrum (Dentsply), Esthet-X (Dentsply) na cor A2 utilizando uma matriz de teflon e aço inox, ativadas por 03 fontes luminosas distintas (Fotopolimerizador de luz halógena QHL 75 Curing Lite, Dentsply; Fotopolimerizador de luz de diodo BIOLUX Standart II, Bio-Art e Fotopolimerizador de luz de diodo Smart Lite PS, Dentsply). Após todos corpos de prova terem sido submetidos à seqüência de acabamento, polimento, limpeza, pesagem inicial e leitura inicial de cor em um espectrofotômetro de reflectância foram armazenados por 07 dias a 37o C em água destilada (grupo da água destilada), café (grupo do café), coca-cola (grupo da coca-cola) e vinho tinto (grupo do vinho tinto). Completado o tempo de imersão os corpos de prova foram novamente lavados, pesados e levados ao espectrofotômetro para leitura final de cor. Após obtenção dos resultados finais de cor e peso foi calculada a estabilidade de cor e sorção de cada corpo de prova sendo posteriormente submetidos a tratamento estatístico (ANOVA e teste de Bonferroni com 5% de significância para estabilidade de cor e teste de Kruskal-Wallis com 5% de significância para sorção). Baseado nos resultados obtidos pode-se concluir existir diferença de estabilidade de cor a ponto de ser clinicamente perceptível em compósitos fotoativados por luz halógena e luz de diodo em diferentes meios de imersão. Os meios que mais provocaram alterações cromáticas em ordem decrescente, respectivamente, foram: vinho tinto, coca-cola, café e água destilada. Os corpos-de-prova fotoativados pelo aparelho BIOLUX Standart II apresentaram uma menor estabilidade de cor quando comparados com os demais. Ambos compósitos Esthet-X e TPH Spectrum mostraram acentuadas alterações cromáticas quando imersos em vinho tinto e coca-cola. O TPH Spectrum mostrou-se mais estável frente às alterações cromáticas. Para o experimento de sorção concluímos não haver diferença estatística. / The demand of aesthetics restorations has been considerable increased last years. The direct esthetic restorative materials and new kinds of light sources have been passing by innumerous structural modifications to obtain better optical and mechanical properties. The purpose of this study was to evaluate the color stability and sorption of resin composites light-cured by quartz-tungsten-halogen lamps and light-emitting diodes in different mediums of immersion. One hundred and twenty specimens using TPH Spectrum (Dentsply), Esthet-X (Dentsply) shade A2 were constructed by using a teflon and iron inoxidizable matrix light-cured by 03 distincts light sources (conventional halogen lamp light curing unit â QHL 75 Curing Lite, Dentsply; light emitting diode curing unit â BIOLUX Standart II, Bio-Art and light emitting diode curing unit â Smart Lite PS, Dentsply). All the specimens passed by procedures of finishing, polishing and initial weight and color measurements were done. After the color measurements done using a reflectance spectrophotometer the specimens were immersed for 07 days at 37o C in destiled water (destiled water group), coffee (coffee group), coke-cola (coke-cola group) and red wine (red wine group). Completed the immersion times the specimens were cleansed and final measurements of weigh and color were done. The percentage of sorption and the color stability were calculated and the values were submitted to statistic treatment (ANOVA and Bonferroni`s test with 5% of significance for color stability and Kruskal-Wallis`s test with 5% of significance for sorption). Based on the results of the study the authors concluded that existed difference of color stability clinically perceptible in composites light-cured by quartz-tungsten-halogen lamps and light-emitting diodes in different mediums of immersion. Red wine, coke-cola, coffee and destiled water, in order, showed the biggest values of discoloration. The specimens light-cured by BIOLUX Standart II unit showed lowest color stability than the others specimens. Esthet-X and TPH Spectrum showed high values of discoloration when they were immersed in red wine and coke-cola. TPH Spectrum showed more stable front of discolorations. To sorption experiment the authors concluded that there was no statistic difference.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3155.pdf: 2015851 bytes, checksum: 2836d2c476f122b61cd0efa3758deaf5 (MD5) Previous issue date: 2010-03-05 / Financiadora de Estudos e Projetos / Zeolites are aluminosilicates with a three dimensional framework structure bearing AlO4 and SiO4 tetrahedra. These are linked to each other by sharing all of the oxygen to form interconnected cages and channels containing mobile water molecules and exchangeable cations. In this work, samples of natural zeolites, originating from mines in different countries, were characterized by physical and chemical methods and then evaluated as an adsorbent material for contaminants commonly found in industrial effluents. The micro devices construction was based on LTCC technology with zeolite inside and using the zeolite as a natural fertilizer support in a fertirrigation experiment employing vinasse in alfafa culture. The characterization experiments showed that the samples Zeolite 1 and Zeolite 2 consist in zeolites of the chinoptilolite type and the composition that the Zeolite 3 in maiming predominated by stilbite zeolite. Adsorption studies indicated the ability of the use of zeolites to metallic ions metal Cd(II), Co(II), Cr(III), Cu(II), K(I), Ni(II), Pb(II) and Zn(II) remotion from aqueous solutions and the possibility to remove of PO4 3- anion pre-concentration. The three evaluated zeolites showed capacity to remove Cr(III) and Pb(II) higher then other studied analytes. Time and pH were evaluated owing their interference in the ions adsorption ability. Miniaturized natural zeolite device inside the LTCC was construed and applied to aqueous ions adsorption presented be versatile in different system s detection. In the fertirrigation experiment was possible to detect the positive influence of the zeolite to increase the alfafa productivity. / Zeólitas são aluminossilicatos com arranjo estrutural composto por um esqueleto formado pela combinação tridimensional de tetraedros de AlO4 e SiO4, unidos entre si através de átomos de oxigênio. Sua estrutura apresenta canais e cavidades, nas quais se encontram moléculas de água e cátions trocáveis. Neste trabalho, amostras de zeólitas naturais, oriundas de minas de diferentes países, foram caracterizadas por diferentes métodos físicos e químicos e posteriormente avaliadas como material adsorvente de elementos contaminantes comumente presentes em efluentes industriais. Avaliou-se a possibilidade de construção de micro dispositivos baseados na tecnologia LTCC com a integração de zeólitas naturais em seu interior e a viabilidade de emprego das zeólitas naturais como fertilizante natural no campo em um experimento de fertirrigação com a vinhaça em uma cultura de alfafa. Os experimentos de caracterização demonstraram que as amostras de zeólita 1 e 2 são constituídas por zeólitas da família das clinoptilolitas, enquanto que na composição da amostra de zeólita 3 predomina a zeólita estibilta. Os estudos de adsorção indicam a viabilidade de emprego dessas zeólitas na remoção dos cátions metálicos Cd(II), Co(II), Cr(III), Cu(II), K(I), Ni(II), Pb(II) e Zn(II) de soluções aquosas e ainda a possibilidade de pré-concentração do ânion PO4 3-. As três zeólitas apresentaram maior capacidade de remoção do Cr3+ e do Pb2+ das soluções. Fatores como o tempo e o valor do pH da solução foram avaliados, uma vez que interferem na capacidade de adsorção desses íons. A integração da zeólita natural no interior do dispositivo LTCC foi realizada com êxito, foram obtidos dispositivos miniaturizados aplicáveis na adsorção de íons de solução aquosas e versáteis na integração em diferentes sistemas de detecção. No experimento de fertirrigação a vinhaça foi possível detectar a influência das zeólitas naturais no aumento da produtividade da alfafa.

A demanda por restaurações estéticas tem aumentado consideravelmente nos últimos anos. Os materiais restauradores estéticos diretos, assim como novas fontes luminosas para sua ativação, têm sido cada vez mais utilizadas e vêm passando por uma série de modificações estruturais buscando a obtenção de melhores propriedades mecânicas e ópticas. Desta maneira, o presente estudo teve por objetivo avaliar a estabilidade de cor e sorção de compósitos fotoativados por luz halógena e por emissão de diodo em diferentes meios de imersão. Para isso, 120 corpos de prova utilizando os compósitos resinosos TPH Spectrum (Dentsply), Esthet-X (Dentsply) na cor A2 utilizando uma matriz de teflon e aço inox, ativadas por 03 fontes luminosas distintas (Fotopolimerizador de luz halógena QHL 75 Curing Lite, Dentsply; Fotopolimerizador de luz de diodo BIOLUX Standart II, Bio-Art e Fotopolimerizador de luz de diodo Smart Lite PS, Dentsply). Após todos corpos de prova terem sido submetidos à seqüência de acabamento, polimento, limpeza, pesagem inicial e leitura inicial de cor em um espectrofotômetro de reflectância foram armazenados por 07 dias a 37o C em água destilada (grupo da água destilada), café (grupo do café), coca-cola (grupo da coca-cola) e vinho tinto (grupo do vinho tinto). Completado o tempo de imersão os corpos de prova foram novamente lavados, pesados e levados ao espectrofotômetro para leitura final de cor. Após obtenção dos resultados finais de cor e peso foi calculada a estabilidade de cor e sorção de cada corpo de prova sendo posteriormente submetidos a tratamento estatístico (ANOVA e teste de Bonferroni com 5% de significância para estabilidade de cor e teste de Kruskal-Wallis com 5% de significância para sorção). Baseado nos resultados obtidos pode-se concluir existir diferença de estabilidade de cor a ponto de ser clinicamente perceptível em compósitos fotoativados por luz halógena e luz de diodo em diferentes meios de imersão. Os meios que mais provocaram alterações cromáticas em ordem decrescente, respectivamente, foram: vinho tinto, coca-cola, café e água destilada. Os corpos-de-prova fotoativados pelo aparelho BIOLUX Standart II apresentaram uma menor estabilidade de cor quando comparados com os demais. Ambos compósitos Esthet-X e TPH Spectrum mostraram acentuadas alterações cromáticas quando imersos em vinho tinto e coca-cola. O TPH Spectrum mostrou-se mais estável frente às alterações cromáticas. Para o experimento de sorção concluímos não haver diferença estatística. / The demand of aesthetics restorations has been considerable increased last years. The direct esthetic restorative materials and new kinds of light sources have been passing by innumerous structural modifications to obtain better optical and mechanical properties. The purpose of this study was to evaluate the color stability and sorption of resin composites light-cured by quartz-tungsten-halogen lamps and light-emitting diodes in different mediums of immersion. One hundred and twenty specimens using TPH Spectrum (Dentsply), Esthet-X (Dentsply) shade A2 were constructed by using a teflon and iron inoxidizable matrix light-cured by 03 distincts light sources (conventional halogen lamp light curing unit â QHL 75 Curing Lite, Dentsply; light emitting diode curing unit â BIOLUX Standart II, Bio-Art and light emitting diode curing unit â Smart Lite PS, Dentsply). All the specimens passed by procedures of finishing, polishing and initial weight and color measurements were done. After the color measurements done using a reflectance spectrophotometer the specimens were immersed for 07 days at 37o C in destiled water (destiled water group), coffee (coffee group), coke-cola (coke-cola group) and red wine (red wine group). Completed the immersion times the specimens were cleansed and final measurements of weigh and color were done. The percentage of sorption and the color stability were calculated and the values were submitted to statistic treatment (ANOVA and Bonferroni`s test with 5% of significance for color stability and Kruskal-Wallis`s test with 5% of significance for sorption). Based on the results of the study the authors concluded that existed difference of color stability clinically perceptible in composites light-cured by quartz-tungsten-halogen lamps and light-emitting diodes in different mediums of immersion. Red wine, coke-cola, coffee and destiled water, in order, showed the biggest values of discoloration. The specimens light-cured by BIOLUX Standart II unit showed lowest color stability than the others specimens. Esthet-X and TPH Spectrum showed high values of discoloration when they were immersed in red wine and coke-cola. TPH Spectrum showed more stable front of discolorations. To sorption experiment the authors concluded that there was no statistic difference.

Entre as principais fontes de contaminação de águas superficiais e subterrâneas encontra-se o lançamento de despejos industriais e de esgoto doméstico sem tratamento e o uso de fertilizantes agrícolas. Nestas matrizes, o íon nitrato aparece como um dos poluentes que mais influencia na degradação das águas. O nitrato é extremamente estável e solúvel em meio aquoso, o que dificulta a remoção do mesmo de águas e efluentes. Uma alternativa de baixo custo e eficiente para remover este poluente consiste no processo de sorção. Além disso, ressalta-se que diversos sólidos podem ser utilizados como sorvente na remoção de poluentes. Sendo assim, os resíduos sólidos, produzidos por diferentes tipologias industriais, como por exemplo, as carboníferas, que precisam ser gerenciados de forma adequada poderiam ser uma alternativa de sólido sorvente. Durante o beneficiamento do minério, estima-se que cerca de 60 % da massa inicial adicionada ao processo seja descartada como rejeito, sendo esse, fonte de importantes impactos ao meio ambiente. Neste contexto, o presente trabalho propõe verificar a possibilidade de tratamento de águas contaminadas com o íon nitrato através do processo de sorção utilizando rejeito do beneficiamento do carvão como sólido sorvente. Para isso, foram realizados ensaios preliminares com sólido natural e com o mesmo sólido modificado quimicamente. Constatou-se que a superfície do rejeito tratada com solução de HDTMA-Br 60 mM torna o processo mais eficiente. Assim, o sólido modificado foi utilizado para a realização de ensaios de sorção visando obter as melhores condições experimentais. A influência dos seguintes parâmetros foi estudada: o pH (de 2 a 10), o tempo de contato da solução de nitrato com o sólido sorvente (de 0 a 90 minutos) e a concentração de sorvente (de 0 a 2 g/100mL da solução). Ainda, isotermas de equilíbrio foram construídas utilizando as melhores condições operacionais encontradas em três temperaturas diferentes (25, 35 e 45ºC). Os dados experimentais foram ajustados aos modelos de Freundlich, Langmuir, Sips e Redlich Peterson. Os resultados obtidos mostraram que as condições que apresentaram os maiores percentuais de remoção do íon estudado foram: pH 6, 60 minutos de tempo de contato e 1 g/100 mL de sorvente. Já quando comparados os dados com os modelos das isotermas, o modelo que melhor descreve o processo foi Sips, com R2 superior a 0,99 em todas as temperaturas avaliadas. Os dados obtidos indicam que rejeito proveniente do beneficiamento de carvão é satisfatório na remoção do íon nitrato, alcançando remoção superior a 90 %. Já no efluente real estudado, houve remoção acima de 90 % do íon nitrato. Comparando os resultados com os limites estabelecidos pela Portaria 2914 de 2011 do Ministério da Saúde, que dispõe sobre os padrões de qualidade da água, o parâmetro nitrato, após tratamento de sorção proposto no presente trabalho ficou abaixo do valor máximo (10 mg L-1) que consta na Portaria. A pesquisa realizada mostra que é possível tratar águas contaminadas com nitrato utilizando um resíduo industrial proveniente de carboníferas, contribuindo para redução do impacto ambiental em diferentes dimensões. / Among the main sources of water contamination are the release of untreated industrial waste and domestic effluents and the use of agricultural fertilizers. In contaminated water, the ion nitrate appears as one of the effluents with the higher influence on water degradation. Nitrate is extremely stable and soluble in water, which hampers its removal from water and effluents. Is a low-cost and efficient alternative to remove this pollutant is the sorption process, which has been studied for the removal of several compounds. In addition, it is emphasized that various solids can be used as sorbent in the removal of pollutants. Therefore, solid wastes, produced by different industrial typologies, such as carboniferous, that need to be adequately managed could be a solid sorbent alternative. During the ore’s beneficiation, it is estimated that about 60% of the initial mass added to the process is discarded as a residue, which is source of important impacts on the environment. In this context, this work proposes to verify the possibility to treat nitrate-contaminated waters through the sorption process using the residue of coal beneficiation as solid sorbent. Preliminary tests were performed with the natural and chemically-modified solid. It was determined that the residue surface treated with the solution HDTMA-Br 60 mM increases the efficiency of the process. Thus, the modified solid was used for the performance of sorption tests aiming to obtain the best experimental conditions for sorption. The influence of the following parameters was studied: pH (from 2 to 10), contact time of the nitrate solution with the solid sorbent (from 0 to 90 minutes) and sorbent concentration (from 0 to 2 g.100mL-1 of the solution). Furthermore, equilibrium isotherms were built using the best operational conditions found in three different temperatures (25, 35 and 45°C). Experimental data were adjusted to the models of Freundlich, Langmuir, Sips and Redlich Peterson. Obtained results showed that the highest percentages of ion removal were achieved by: pH 6, contact time of 60 minutes and 1g.100mL-1 of sorbent. When comparing the data with isotherm models, Sips was the model that best describes the process, with an R² higher than 0.99 in all evaluated temperatures. The data obtained indicate that the residue from coal beneficiation is satisfactory in the removal of nitrate, reaching a removal rate of more than 90 %. In the real effluent studied, there was removal of more than 90 % of the nitrate ion. Comparing the obtained results with the Ordinance 2914 from 2011 of the Brazilian Health Ministry, , which determines the water quality standards, the nitrate parameter, after sorption treatment proposed in the present study, was below the maximum value (10 mg L -1 ) Contained in the Ordinance. The research shows that it is possible to treat water contaminated with nitrate using an industrial waste from carboniferous, contributing to reduce the environmental impact in different dimensions.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-04-26T10:41:11Z No. of bitstreams: 2 Tese - Lara Cristina Pereira da Silva Pacheco - 2017.pdf: 3161074 bytes, checksum: 69afc236d4b1540e17072504bc7db6b9 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-04-26T11:21:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Lara Cristina Pereira da Silva Pacheco - 2017.pdf: 3161074 bytes, checksum: 69afc236d4b1540e17072504bc7db6b9 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-26T11:21:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Lara Cristina Pereira da Silva Pacheco - 2017.pdf: 3161074 bytes, checksum: 69afc236d4b1540e17072504bc7db6b9 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-06-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The behavior of the herbicides in the environment is not determined solely by the physicochemical characteristics of the products (pKa, Kow, vapor pressure, water solubility and etc.). Soil attributes (CTC, organic matter, texture, mineralogy, pH, etc.), environmental factors (temperature, rainfall, winds) and the practices adopted in the production systems (cropping system, vegetation cover, chemical fertilization Or organic) also affect the behavior of herbicides in the environment. The objective of this work was to evaluate: 1 - The effect of the soil type on the activity of the herbicides clomazone, diclosulam, oxyfluorfen and sulfentrazone and to determine the ideal dose of this herbicide in each type of soil, through dose- answer; 2 - The activity of the herbicide Oxyfluorfen in soil with addition of biochar of sewage sludge; 3 - The activity of pre-emergent herbicides, in the absence and presence of Pennisetum glaucum straw. The soil type affected the the herbicides activities and, therefore, should be considered when deciding the herbicide applied doses. In Cerrado soils CEC is the most suitable soil attribute to predict the ideal herbicides doses of oxyfluorfen. The addition of biochar from sewage sludge obtained by pyrolysis at 500 ° C increased the sorption of the herbicide Oxyfluorfen to the soil, reducing its availability to the plants. The herbicide efficacy of the herbicides atrazine, clomazone and diclosulam is negatively affected by the presence of straw of Pennisetum glaucum. The presence of straw of Pennisetum glaucum does not affect the effectiveness of the herbicides Oxyfluorfen and Sulfentrazone. / O comportamento dos herbicidas no ambiente não é determinado, somente, pelas características físico-químicas dos produtos (pKa, Kow, pressão de vapor, solubilidade em água e etc). Os atributos do solo (CTC, teor de matéria orgânica, textura, mineralogia, pH, etc), os fatores ambientais (temperatura, precipitação pluviométrica, ventos) e as práticas adotadas nos sistemas de produção (sistema de cultivo, cobertura vegetal, adubação química ou orgânica) também afetam o comportamento dos herbicidas no ambiente. Diante disso, objetivou-se com este trabalho avaliar: 1 – O efeito do tipo de solo na atividade dos herbicidas clomazone, diclosulam, oxyfluorfen e sulfentrazone e determinar a dose ideal desse herbicida em cada tipo de solo, por meio de curvas de dose-resposta; 2 – A atividade do herbicida Oxyfluorfen em solo com adição de biochar de lodo de esgoto; 3 – A atividade de herbicidas pré-emergentes, na ausência e presença de palhada de Pennisetum glaucum. O tipo de solo afeta a atividade dos herbicidas estudados e, portanto, deve ser considerado quando da tomada de decisão das doses aplicadas dos herbicidas. Nos solos de Cerrado, a CTC é o atributo do solo mais indicado para predição das doses a serem aplicadas do herbicida oxyfluorfen. Quanto ao impacto de resíduos orgânicos na atividade de herbicidas, a adição de biochar de lodo de esgosto, obtido pela pirólise a 500°C, aumentou a sorção do herbicida Oxyfluorfen ao solo, reduzindo sua disponibilidade às plantas. A eficácia no controle de plantas daninhas dos herbicidas atrazina, clomazone e diclosulam, éafetada negativamente pela presença de palhada de Pennisetum glaucum. A presença de palhada de Pennisetum glaucum não afeta a eficácia dos herbicidas Oxyfluorfen e Sulfentrazone.

O zinco é um dos metais mais utilizados nos processos de tratamento de superfícies. Os efluentes contaminados com zinco, gerados nestes processos, trazem preocupação devido ao grande volume, elevada toxicidade, acumulação e persistência. O presente estudo avaliou a remoção de íons zinco de soluções aquosas, por adsorção em carvão ativado comercial, através de experimentos em batelada e em escala piloto. Ensaios em batelada objetivaram estudar a influência dos parâmetros de processo pH, tempo de contato e concentração de sólido adsorvente na remoção de íons Zn2+ a partir de uma solução com concentração inicial de 10 mg.L-1. A partir das melhores condições encontradas, a isoterma de equilíbrio do sistema foi construída e o ajuste dos dados experimentais aos modelos não lineares de Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson e Sips foi verificado. Ensaios em planta piloto foram realizados a fim de identificar a curva de ruptura do sistema. No processo de adsorção contínuo em leito fixo, foram avaliadas diferentes condições operacionais, variando-se a vazão de alimentação (15 e 20 mL.min-1) e a massa de adsorvente utilizada como recheio do leito (10, 13, 20 e 40 g). Os resultados apontaram como parâmetros ótimos de adsorção: pH igual a 6, tempo de contato de 30 min e concentração de sólido adsorvente de 20 g.L-1. O modelo de Sips apresentou o melhor ajuste dentre os modelos matemáticos estudados. O experimento realizado em planta piloto utilizando-se uma vazão de 15 mL.min-1 e massa de sólido sorvente de 40 g, obteve os melhores resultados dentre as condições analisadas, apresentando tempo de ruptura e exaustão do leito aos 5 e 90 min, respectivamente. / Zinc is one of the most used metals in surface treatment processes. The effluents contaminated with zinc, generated in these processes, bring concern due to the large volumes, high toxicity, persistence and accumulation. This study evaluated the removal of zinc ions from aqueous solutions, through adsorption by commercial activated carbon, using continuous (pilot plant) and bench scale. The batch experiments studied the influence of pH, contact time and adsorbent concentration in the removal of Zn 2+ ions from a solution with initial concentration of 10 mg.L-1. After achieving the best process parameters, the system’s equilibrium isotherm was constructed, and the fit of experimental data to the nonlinear Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson and Sips models was verified. Pilot plant tests were carried out in order to identify the system’s breakthrough curve. In the continuous fixed bed adsorption process, different operating conditions were evaluated by varying the feed flow (15 and 20 mL.min-1) and the mass of adsorbent material used as filling (10, 13, 20 and 40 g). The results showed as the optimum parameters for adsorption: pH 6, contact time of 30 min and adsorbent concentration of 20 g.L-1. The Sips model presented the best fit among the mathematical models studied. The experiment conducted in a pilot plant, using a flow rate of 15 mL.min-1 and solid adsorbent mass of 40 g, had the best results among the examined conditions, with breakthrough and exhaust times of 5 and 90 min, respectively.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work, innovative approaches of sorption data at solid/solution interfaces were shown. Firstly, sorption data of a yellow dye on sílica-aminopropyl were evaluated. The experimental data were well fitted to the sorption models in equilibrium of Langmuir, Langmuir-Freundlich e Sips. It was concluded that some values of the sorption equilibrium constants (Keq) of this sorption process were inadequate, since their numerical values were too low, which is not in agreement with high-performance chemically-stable sorption processes. Sorption data of a remazol blue dye on a silica/chitosan hybrid were evaluated using an innovative methodology proposed by Azizian. From this model, values of Keq can be calculated using sorption kinetic data of a given sorption system. The Azizian model was well fitted to the experimental data of this sorption system. In addition, it was observed that the values of Keq were all high in nature and decreased as temperature increases. The Azizian methodology was also tested in sorption data of the remazol dyes yellow, blue and red on Epichlorohydrin crosslinked chitosan spheres. However, the Azizian model was not fitted properly, due probably to changes of the value of Keq in relation to initial dye concentration in solution. An innovative methodology using the microcalorimetry technique was used to evaluate the sorption of the methylene blue dye on fish scales of Robalo fish. The kinetic data was well fitted to a three-parameter kinetic model. However, the Azizian model was also not fitted to this sorption system, due also to changes of the value of Keq in relation to initial dye concentration in solution. It was concluded that the choice of a given sorption model is important in order to calculate correct sorption parameters. In general, the Azizian methodology is promising to calculate the equilibrium constant values from kinetic data. It is believed that the contributions from this Dissertation are important in order to propose new ways to calculate and to understand sorption phenomena at solid/solution interfaces. / Nesse trabalho, realizaram-se abordagens inovadoras sobre a análise de dados de sorção em interfaces sólido/solução. Avaliaram-se dados de equilíbrio da sorção do corante amarelo remazol em sílica-aminopropil. Os melhores ajustes foram obtidos utilizando-se os modelos de equilíbrio químico de Langmuir, Langmuir-Freundlich e Sips. Muitas abordagens tradicionais para calcular as constantes de equilíbrio (Keq) de sorção desse processo mostraram-se inadequadas, obtendo-se valores numéricos extremamente baixos e inconsistentes com interações adsorvente/adsorbato de naturezas químicas intensas e estáveis. Dados de sorção do corante azul de remazol em híbrido sílica/quitosana foram avaliados utilizando-se a abordagem inovadora de Azizian, obtendo-se constantes de equilíbrio (Keq) utilizando-se dados cinéticos de sorção. Os valores das Keq foram levados e diminuiram com aumento da temperatura. Avaliaram-se também dados de sorção de corantes remazol amarelo, azul e vermelho em micropérolas de quitosana. Porém, a metodologia de Azizian não apresentou ajustes adequados, devido provavelmente às variações dos valores das Keq em função do aumento da concentração inicial do corante em solução. Uma nova metodologia de análise de dados de sorções sólido/solução também foi analisada, utilizando-se a técnica de microcalorimetria para estudar a sorção do corante azul de metileno em escamas do peixe Robalo. Os dados cinéticos mostraram bons ajustes ao modelo cinético de ordem fracionária. No entanto, o modelo de Azizian também apresentou falta de ajuste. A avaliação de dados de sorção em interfaces sólido/solução deve ser realizada criteriosamente, pois escolhas de metodologias inapropriadas levam a resultados errôneos. A metodologia de Azizian mostrou-se promissora para calcular constantes de equilíbrio de sorção a partir de dados cinéticos. Acredita-se que essa Dissertação tenha contribuído para introduzir novos aspectos relevantes, relacionados à obtenção e análise de parâmetros de sorção de processos em interfaces sólido/solução.