Orientador: Ruben Bresaola Junior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-11T19:55:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Boulomytis_VassilikiTerezinhaGalvao_M.pdf: 3974482 bytes, checksum: 15dcfd2ee445ca33460b72ce6e81ce45 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Na região de Bueno Brandão, Sul de MG, a sub-bacia do Rio das Antas está localizada à montante da captação de águas para o abastecimento público municipal e é passiva de degradação qualitativa devido, principalmente, às atividades agropecuárias impactantes. A bataticultura se destaca entre elas devido às seguintes características: uso intensivo de agroquímicos, plantio em terrenos com declividades superiores a 20% e proximidade ou intervenção em Áreas de Preservação Permanente (APP). Deste modo, esta foi a área de estudo escolhida, a fim de fornecer um prédiagnóstico ambiental através do uso de geotecnologias. Alguns locais de plantio de batatas foram pontualmente cadastrados, utilizando-se de um GPS de navegação, onde foram obtidos dados referentes aos agroquímicos utilizados nas lavouras. Estes pontos cadastrais foram utilizados como amostras no processo de classificação supervisionada da imagem de satélite LANDSAT TM5, adquirida no período de préplantio de julho/agosto de 2007. O software utilizado como Sistema de Informações Geográficas (SIG) foi o SPRING, versão 4.3.3 (2007). A classificação de risco da subbacia foi obtida após a realização de operações lógicas e algébricas com os mapas temáticos de APP, de uso do solo e de declividades gerados durante o estudo, e comprovou a potencialidade de degradação hídrica das águas superficiais por agroquímicos. Através deste estudo, observou-se que com as ferramentas utilizadas e as informações qualitativas das bacias, é possível monitorar fenômenos diferenciados e evidenciar os possíveis pontos de maior degradação ambiental. / Abstract: In the county of Bueno Brandão, South of MG, the Antas River Watershed is located before the water supply area and is susceptible to hydro-degradation due to the damaging agricultural activities-chemicals was evaluated by the use of geotechnologies. The potato cropping is a remarkable activity among them due to the following features: intensive use of agro-chemicals, cropping in places that have slopes higher than 20%, close to or in permanent preservation areas (APP). Therefore, this was the chosen area of study, in order to provide an environmental pre-diagnosis by the use of geo-technologies. Some potato areas were individually registered, using a navigation GPS, where it was possible to obtain data regarding the agro-chemicals used in the cropping. These data locations were used as samples in the under-supervision classification process of the satellite image LANDSAT TM5, achieved in the period of preparation of the land in July/August of 2007. The software used as a Geographic Information System (GIS) was the SPRING, version 4.3.3 (2007). The classification of risk of the watershed was obtained after the implementation of logical and algebraic operations with the thematic maps of APP, use of land and slope generated during the study, and confirmed the potentiality of hydro-degradation in Superficial Waters by agro-chemicals. Through this study, it was observed that by the use of the available tools and qualitative watershed information, it is possible to monitor different phenomenon and display the possible places of higher environmental degradation. / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

O objetivo global deste trabalho foi fornecer subsídios para melhor compreender como as políticas públicas voltadas às emissões veiculares, incluindo o uso de etanol combustível, podem afetar a composição química da atmosfera. O peróxido de hidrogênio (H2O2) é um dos oxidantes mais importantes presentes na troposfera, podendo participar de reações com uma variedade de compostos orgânicos e inorgânicos. Neste trabalho, a determinação de H2O2, etanol, acetaldeído e outras espécies orgânicas e inorgânicas, foi realizada na fase gasosa, água de chuva e em águas superficiais. Foi utilizado de forma pioneira o método fluorimétrico baseado na formação do fluoróforo 2,7-diclorofluoresceína para determinar H2O2 em amostras de águas naturais (LD = 2 nmol L-1 e LQ = 7 nmol L-1). Enquanto outros métodos demandam a análise imediata da amostra, neste caso, o fluoróforo permanece estável por cerca de 48 h, facilitando as análises e o trabalho de campo. A concentração de H2O2 na água de chuva de Ribeirão Preto coletada de 2014 a 2017 variou entre 5,8 e 96 mol L1, com média ponderada pelo volume (MPV) de 28,9 ± 1,3 µmol L-1 (n = 88). Foi observado que a radiação solar foi um parâmetro mais importante na formação de H2O2 do que no seu consumo. Enquanto as concentrações MPV de sulfato (pH < 5) e nitrato na água de chuva decresceram em torno de 35% em 2017 com relação a 2014, as concentrações de H2O2 praticamente dobraram no mesmo período. A correlação negativa entre essas espécies evidencia que as políticas nacionais destinadas a reduzir as emissões veiculares podem alterar a capacidade oxidativa da atmosfera. As concentrações de H2O2, etanol e acetaldeído na fase gasosa em Ribeirão Preto (RP) e São Paulo (SP) foram determinadas, utilizando de forma pioneira no Brasil, o método de coleta do condensado. As concentrações de etanol na atmosfera de RP (15,0 ± 6,6 ppbv, n = 19) e SP (22,0 ± 9,4 ppbv, n = 10) foram relativamente próximas, apesar da frota veicular de SP ser ~ 16 vezes maior. Essas concentrações de etanol são cerca de 21 vezes maiores que aquelas relatadas nos Estados Unidos devido ao elevado uso de etanol combustível no Brasil. As médias das concentrações de H2O2 e acetaldeído na atmosfera foram, respectivamente, de 2,10 ± 1,46 e 16,3 ± 6,0 ppbv em RP; e 1,29 ± 0,62 e 14,4 ± 5,4 ppbv em SP. A avalição diurna mostrou que enquanto a concentração de H2O2 aumentou com a radiação solar, a concentração de etanol diminuiu numa taxa próxima da produção de acetaldeído. Esses resultados indicam que o H2O2 pode ser um oxidante importante de etanol a acetaldeído em fase gasosa, sendo este último de elevada toxicidade para o ser humano. Os fluxos na interface ar-água nos locais estudados em RP e SP mostram que o corpo dágua funcionou como um sumidouro de H2O2. Já o fluxo de etanol foi variável, isto é, ora invasivo e ora evasivo, com evidências de uma importante produção fotoquímica dessa espécie no meio aquático. / The main objective of this work was to provide insights to better understand how the public policies focused on vehicular emissions, including the use of ethanol fuel, can affect the chemical composition of the atmosphere. Hydrogen peroxide (H2O2) is one of the most important oxidants in the troposphere and it can participate in reactions with a variety of organic and inorganic compounds. In this work, determination of H2O2, ethanol, acetaldehyde and other organic and inorganic species was carried out in the gas phase, rainwater and surface water. The fluorimetric method based on the formation of the 2, 7-dichlorofluorescein fluorophore was applied for the first time to determine H2O2 in natural water samples (LOD = 2 nmol L-1 and LOQ = 7 nmol L-1). While other methods require the immediate analysis of the sample, in this case, the fluorophore remains stable for about 48 h, facilitating the analyzes and fieldwork. H2O2 concentrations in rainwater of Ribeirão Preto collected between 2014 and 2017 ranged from 5.8 to 96 mol L-1, with a volume-weighted mean (VWM) of 28.9 ± 1.3 mol L-1 (n = 88). The solar radiation was observed to be a more important parameter in the formation of H2O2 than in its consumption. While the VWM concentrations of sulfate (pH <5) and nitrate in rainwater declined by approximately 35% in 2017 compared to 2014, H2O2 concentrations virtually doubled over the same period. The negative correlation between these species shows that national policies aimed at reducing vehicle emissions may modify the oxidizing capacity of the atmosphere. Gas phase H2O2, ethanol and acetaldehyde concentrations in Ribeirão Preto (RP) and São Paulo (SP) were determined using, for the first time in Brazil, the method of condensate collection. Ethanol concentrations in the atmosphere of RP (15.0 ± 6.6 ppbv, n = 19) and SP (22.0 ± 9.4 ppbv, n = 10) were relatively close, although the SP vehicle fleet is ~ 16 times higher. These ethanol concentrations are about 21 times higher than those reported in the United States due to the high use of ethanol fuel in Brazil. The mean concentrations of H2O2 and acetaldehyde in the atmosphere were, respectively, 2.10 ± 1.46 and 16.3 ± 6.0 ppbv in RP; and 1.29 ± 0.62 and 14.4 ± 5.4 ppbv in SP. Daytime variation showed that while H2O2 concentration increased with solar radiation, ethanol concentration decreased at a rate close to the one of acetaldehyde production. These results indicate that H2O2 may be an important oxidant of ethanol to acetaldehyde in the gas phase, the latter being highly toxic to humans. Fluxes in the air-water interface at the studied sites in RP and SP show that the water body worked as an H2O2 sink. On the other hand, ethanol fluxes were variable, i.e., sometimes invasive and sometimes evasive, with evidence of an important photochemical production of this species in the aquatic environment.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:01:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simone Tolomeotti Beal.pdf: 5816226 bytes, checksum: 203edba6f4c936312c8db848f75481ca (MD5) Previous issue date: 2015-07-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The environmental impacts of gas stations are an alarming problem of contamination of soil and groundwater. Remedial or mitigating measures can only be effective from a correct diagnosis of contamination. Gas stations have wastewater as a wide range of potentially contaminating compounds, with special attention to so-called BTEX (Benzene, Toluene, Ethyl-benzene and xylenes), for its high toxicity provoking chronic diseases accounting for carcinogenic manifestation. The sub-basin of the river Cascavel-PR is an urban area that has physiographic characteristics that converge all groundwater and surface water at the municipal lake city favoring BTEX contamination resulting from activities in which petroleum products are handled. Opposite the occurrence of leaks and seepage of petroleum compounds should be emphasized to characterize the fragility or susceptibility of the subsurface environment. Due to this fact it is proposed to make the diagnosis of chemical contamination of the area generating thematic maps the identification of contamination by petroleum contaminants. The representation of these thematic maps using computational geoprocessing tools, which allows you to display the diagnosis as zones delineated by hierarchical levels of contamination. As diagnostic indicators were used the parameters pH, electrical conductivity, hydraulic conductivity in situ and BTEX concentrations. The parameters of the first tests were conducted as recommended by conventional standards and the concentrations of BTEX determined by gas chromatography. Knowledge of the current condition of contamination and hydraulic subsoil conditions (read hydraulic conductivity) allows you to make future projections of contamination, ie the possibility to model the temporal advancement of the contamination plume; constituting an important methodological tool allowing public managers proactive interventions and bring to the attention of potential risks on the part of the community involved. Contamination encountered by petroleum products with higher concentrations of xylenes and ethylbenzene in water occurred with alarming amount to public health. The soil under study were detected contaminants in harmful health proportions. / Os impactos ambientais provocados por postos de combustíveis constituem um alarmante problema de contaminação de solos e águas subterrâneas. Medidas saneadoras ou mitigadoras somente poderão ser efetivas a partir de um correto diagnóstico da contaminação. Postos de combustíveis têm como efluentes uma grande diversidade de compostos potencialmente contaminantes, com especial destaque aos denominados BTEX (Benzeno, Tolueno, Etil-Benzeno e Xilenos), por sua alta toxicidade provocadora de doenças crônicas sendo responsáveis por manifestação carcinogênica. A sub-bacia do rio Cascavel-PR é uma zona urbana que possui características físiográficas que convergem todas as águas subterrâneas e superficiais ao lago municipal da cidade favorecendo a contaminação por BTEX decorrentes das atividades nas quais derivados do petróleo são manipulados. Frente à ocorrência de vazamentos e percolação por compostos derivados do petróleo deve ser enfatizada a caracterização da fragilidade ou susceptibilidade do meio subsuperficial. Decorrente deste fato propõe-se realizar o diagnóstico da contaminação química da área gerando mapas temáticos com a identificação de contaminação por contaminantes derivados do petróleo. A representação desses mapas temáticos utiliza ferramentas computacionais de geoprocessamento, o que permite apresentar o diagnóstico como zonas delineadas por níveis hierárquicos de contaminação. Como indicadores diagnósticos foram utilizados os parâmetros pH, condutividade elétrica, condutividade hidráulica in situ e concentrações de BTEX. As análises dos primeiros parâmetros foram conduzidas conforme preconizado pelas normas convencionais e as concentrações de BTEX determinadas por cromatografia a gás. O conhecimento da condição atual da contaminação e das condições hidráulicas do subsolo (leia-se condutividade hidráulica) permite fazer projeções futuras da contaminação, ou seja, pela possibilidade de modelar o avanço temporal da pluma da contaminação; constituindo uma importante ferramenta metodológica permitindo aos gestores públicos intervenções proativas e levar ao conhecimento de potenciais riscos por parte da comunidade envolvida. As contaminações encontradas por derivados do petróleo com maiores concentrações de xilenos e etilbenzeno ocorreram na água com quantidade alarmante à saúde pública. No solo em estudo não foram detectados contaminantes em proporções danosas a saúde.

Estudos da adsorção de prótons e hidroxilas, considerados os íons determinantes de potencial para interfases óxido|H2O, e de surfactantes iônicos e não iônicos foram realizados para duas amostras de SnO2 obtidas através de métodos de preparação distintos. Uma amostra foi obtida pela oxidação de Sn metálico com HNO3 (conc.) e calcinação (amostra I) e a outra pela oxidação de Sn metálico com HCl (conc.), precipitação com ácido oxálico e calcinação (amostra II). A caracterização física das amostras identificou-as como sendo cristalinas, com estrutura de cassiterita e áreas específicas de 11,9 e 8,57 m2/g para as amostras I e II, respectivamente. A adsorção dos íons H+ e OH- foi determinada através de titulações potenciométricas ácido-base de suspensões do óxido em meio de KNO3 10-3 a 0,5 M. Através dos excessos superficiais destes íons, determinaram-se as curvas da variação da densidade de carga superficial (&#948;o) em função do pH e da força iônica das suspensões. O ponto de carga zero da interfase foi determinado através do ponto de intersecção comum das curvas obtidas em diferentes concentrações do eletrólito suporte. Os valores obtidos foram pH (7,9 ± 0,3) para a amostra I e (7,0 ± 0,1) para a amostra II. A comparação das curvas mostrou que a amostra I apresenta valores de &#948;o maiores que os correspondentes da amostra II, para condições de pH inferiores ao pcz. O estudo da adsorção de surfactantes consistiu na obtenção e análise de isotermas de adsorção de dodecilbenzenosulfonato de sódio (DBS), cloreto de benzil-hexadecildimetilamônio (CBz) e Triton X-100 (TX100). As isotermas foram determinadas a 25 °C em três condições nas quais a interfase apresenta valores distintos de &#948;o. Para os surfactantes iônicos, o estudo foi realizado em condições nas quais a interfase apresenta densidades de carga opostas às dos tensoativos; para o TXI00, foram escolhidas condições nas quais a interfase apresenta carga aproximadamente nula. O comportamento apresentado pelas isotermas foi discutido em função das interações eletrostáticas e hidrofóbicas que ocorrem no sistema. A análise das isotermas obtidas para o DBS mostrou que a adsorção é favorecida quanto maiores a acidez e a concentração do eletrólito suporte, ou seja, para valores crescentes de &#948;o. Para o TX100, as variáveis de pH e força iônica não exercem influência significativa na adsorção. Para o CBz, os resultados obtidos não permitiram avaliar a influência das forças de atração eletrostática no processo de adsorção deste sulfactante no sistema estudado. Através dos resultados obtidos, observou-se que a amostra I apresenta maior afinidade por prótons que a amostra II e que ambas as amostras apresentam afinidade aproximadamente equivalente por hidroxilas. No estudo referente à adsorção de sulfactantes, obteve-se que a amostra II apresenta maior capacidade de adsorção que a amostra I, comportamento oposto ao esperado considerando os valores de densidade de carga superficial e área específica determinados para as duas amostras. / The adsorption of H+ and OH- ions, the potential determining ions for the oxide isoIution interface, and the adsorption of ionic surfactants were studied for two distinct SnO2 samples, prepared via two different routes. Sample I was obtained by oxidizing metallic tin with HNO3 (conc) and calcination, while the other one, sample II, was prepared via the oxidation of metallic tin by HCl (conc), precipitation with oxalic acid and calcination. The resulting materials were characterized as cristalline SnO2 with cassiterite structure having specific surface areas equal to 11,9 and 8,57 m2g-1, for samples I and II, respectively. The adsorption of the H+ and OH- ions was studied by means of the potentiometric titration method of SnO2 suspensions in KNO3 aqueous solutions. The resulting point of zero charge were pH (7,9 ± 0,3) for sample I and (7,0 ± 0,1) for sample II. Adsorption isotherms of three different surlfactants: sodium dodecylbenzenesulfonate, benzylcetyldimethylanunonium chloride and Triton X-100 were obtained at 25°C for three different surface charge conditions. The adsorption isotherms were interpreted as a function of electrostatic and hidrophobic interactions. It was observed that Sample I presents a higher affinity for H+ ions while both SnO2 samples show the same extension for affinity for OH- ions. In spite of this, analysis of the surfactant adsorption isotherms showed that Sample II has a higher adsorption ability that Sample I. This behavior is just the opposite than the expected considering the values of the surface charge density and surface area of the samples.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The following study quantifies the seasonal and annual distribution of energy balance components (sensible heat fluxes, latent, soil, and net radiation) in this flooded irrigated rice ecosystem in Southern Brazil for three different periods (Fallow 1: 22 July 2003 to 24 November 2003; Rice: 25 November 2003 to 04 April 2004 and Fallow 2: 05 April 2004 to 21 July 2004). In addition, it has been applied the Noah Land Surface Model with the objective of estimating the surface energy fluxes. An important challenge is to implement a new version of Noah Land Surface Model applied to flooded agricultural land called Noah-Paddy. The stabilization of the models has been performed using the atmospheric forcing data obtained from South American Land Data Assimilation System (SALDAS) for the period 22 July 2000 to 21 July 2003. The models were simulated using the observed atmospheric forcing from a micrometeorological tower installed on a flooded irrigated rice paddies located in the city of Paraíso do Sul - RS. The initial conditions were obtained from the last time step of the spin-up experiment performed with atmospheric forcing data of SALDAS. The models results were compared with experimental data for surface energy fluxes. From the simulated results generated by the Noah Land Surface Model, it seems that when the rice crop is flooded, the model does not satisfactorily represents the experimental data. However, using the Noah-Paddy model the components of surface energy balance are more realistic for the system surface-water-atmosphere. The most important contribution performed in this research was to describe the diffent physical processes originated by the presence of a body of water between the soil surface and the atmosphere. This physical system occorr always in flooded agricultural crops in wich the rice paddies field are predominant. / No presente trabalho, quantifica-se a distribuição sazonal e anual das componentes do balanço de energia (fluxos de calor sensível, latente, do solo e saldo de radiação) em um ecossistema de arroz irrigado por inundação localizado no Sul do Brasil para três períodos distintos ao longo do ano (Pousio 1: 22Jul2003 a 24Nov2003; Arroz: 25Nov2003 a 04Abr2004 e Pousio 2: 05Abr2004 a 21Jul2004). Além disso, é utilizado o Modelo de Superfície Noah (Noah LSM) com o objetivo de estimar os fluxos de energia superficiais. Um dos desafios mais importantes é a implementação de uma nova versão do Noah LSM aplicado para áreas agrícolas alagáveis chamado Noah-Paddy. A estabilização dos modelos foi realizada utilizando dados de forçantes atmosféricas do South American Land Data Assimilation System (SALDAS) para o período de 22Jul2000 a 21Jul2003. Os modelos foram executados usando dados de forçantes atmosféricas observados obtidos a partir da torre micrometeorológica instalada sobre uma cultura de arroz irrigado por inundação localizada em Paraíso do Sul - RS. As condições iniciais foram obtidas a partir do último passo de tempo do experimento spin-up realizado com os dados de forçantes atmosféricas do SALDAS. O desempenho dos modelos estudados foi comparado com dados experimentais de fluxos de energia superficiais. A partir dos resultados obtidos pela simulação do Noah LSM verifica-se que, quando a cultura do arroz está irrigada, o modelo não representa satisfatoriamente os dados experimentais. Porém, utilizando o Noah-Paddy as trocas de energia superficiais são representadas de forma mais realísticas para o sistema superfície-água-atmosfera. A contribuição mais importante realizada neste trabalho foi a descrição dos diferentes processos físicos originados pela presença de uma massa de água entre a superfície do solo e a atmosfera. Esse sistema físico ocorre sempre em culturas agrícolas alagadas nas quais as plantações de arroz são predominantes.

Orientador: Odilon Divino Damasceno Couto Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-28T03:39:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Covacevice_AllanCassioTrevelin_M.pdf: 15137963 bytes, checksum: 6269264b01d872c4b40e0034a1575cf5 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Neste trabalho, implementamos cálculos feitos através do método de elementos finitos no estudo de propriedades mecânicas e ópticas de microcavidades ópticas planares (POMCs) quando estas estão sob os efeitos de modulação induzidos por ondas acústicas de superfície (SAWs). Começamos resolvendo separadamente os problemas de modulação mecânica e caracterização de modos ópticos. Após isso, fundimos esses dois modelos em um terceiro, permitindo a caracterização da modulação acusto-óptica do sistema, o que nos permite também calcular as alterações induzidas nas propriedades ópticas das POMCs devido às SAWs. Concentramos nossa atenção em POMCs que possuem refletores de Bragg (DBRs) compostos por camadas de materiais fortemente piezoelétricos, como o ZnO e o LiNbO3. Mostramos que, usando em torno de 10 DBRs acima e abaixo da cavidade óptica, POMCs baseadas em ZnO/SiO2 e LiNbO3/SiO2 poderiam, em princípio, apresentar fatores de qualidade excedentes a 104. O alto confinamento de luz na cavidade permite-nos observar efeitos relacionados ao forte acoplamento fóton-fônon induzido pelas SAWs. Em particular, mostramos como a presença de SAWs confere a formação de super-redes ópticas dinâmicas induzidas acusticamente, as quais são caracterizadas pela dobradura ("folding") da dispersão dos fótons na cavidade, e pelo surgimento de "mini" zonas de Brillouin. Nossos resultados estão de acordo com resultados experimentais presentes na literatura. Eles abrem a possibilidade de caracterização de modulações acusticamente induzidas em sistemas de camadas arbitrários e criam uma plataforma muito boa para interpretação de resultados experimentais / Abstract: In this work, we implement finite element method calculations to study the mechanical and optical properties of planar optical microcavities (POMCs) under the strain modulation induced by surface acoustic waves (SAWs). We start by solving separately the problems of mechanical modulation and optical mode characterization. Afterwards, we merge the two models in a single one which enables the characterization of the acousto-optic modulation in the system and allows us to calculate the SAW induced modification in the optical properties of POMCs. We concentrate our attention in POMCs which have distributed Bragg reflectors (DBRs) composed of layers of highly piezoelectric materials like ZnO and LiNbO3. We show that, using around 10 DBRs on top and below the optical cavity layer, POMCs based on ZnO/SiO2 and LiNbO3/SiO2 could, in principle, have Q-factors exceeding 104. The strong light confinement in the cavity allows us to the observe effects related to the strong photon-phonon coupling induced by the SAW. In particular, we show how the presence of SAWs leads to the formation of acoustically induced dynamic optical superlattices, which are characterized by the folding of photon dispersion in the cavity and the appearance of "mini" Brillouin zones. Our results are in very good agreement with experimental results reported in literature. They open the possibility of characterization of acoustically induced modulation in arbitrary layered systems and create a very good platform for interpretation of experimental results / Mestrado / Física / Mestre em Física / 2013/118635-2 / 2012/11382-9 / CAPES / FAPESP

[pt] Microplásticos (partículas poliméricas com tamanho inferior a 5 mm) são contaminantes ubíquos nos ambientes aquáticos, e há uma crescente preocupação sobre os seus efeitos sobre a saúde ambiental e humana. Apesar dos riscos dessa classe de contaminante, no Rio de Janeiro os trabalhos nessa área ainda são incipientes e se torna necessária uma correta avaliação da presença e distribuição de microplásticos. Com base nesse cenário, o presente trabalho tem como objetivos principais: (i) avaliar a ocorrência e a dispersão de microplásticos entre a Baía de Guanabara e Monumento Natural (MoNa) das Ilhas Cagarras; e (ii) determinar quantitativamente e qualitativamente o microplástico coletado. O material contado e separado em classes foi levado para posterior identificação com FTIR-ATR e caracterização da superfície via SEM-EDS. Os resultados mostram uma maior densidade de microplástico nos pontos mais próximos da Baía de Guanabara, sendo observado um gradiente de densidade ao longo dos pontos. Em duas campanhas houve uma maior abundância em itens menores que 1 mm (51,0 ± 5,9 porcento), enquanto em outras duas campanhas, a maior abundância correspondeu à classe de tamanho 1<x≤2 mm (30,0 ± 4,5 porcento). Os polímeros polietileno, polipropileno e poliuretano apresentaram maior representatividade em todas as classes sendo responsáveis por mais de 90 porcento da composição dos materiais. Os resultados podem representar a Baía de Guanabara e emissários submarinos como vetores de contaminação sobre o MoNa Cagarras, causando danos à fauna e flora local. Polímeros com menor densidade que a água do mar se mostram ubíquos devido à sua grande capacidade de dispersão influenciado por correntes, ventos e marés. / [en] Microplastics (polymer particles less than 5 mm in size) are ubiquitous contaminants in aquatic environments, and there is growing concern about their effects on environmental and human health. Despite the risks of this class of contaminant, works in this area in Rio de Janeiro are still incipient and a correct assessment of the presence and distribution of microplastics is necessary. Based on this scenario, the main aims of the present work are: (i) to evaluate the occurrence and dispersion of microplastics between Guanabara Bay and Natural Monument (MoNa) of the Cagarras Islands; and (ii) quantitatively and qualitatively determining the collected microplastic. The material counted and separated into classes was taken for further identification with FTIR-ATR and surface characterization via SEM-EDS. The results show a higher density of microplastic in the points closest to Guanabara Bay, with a density gradient being observed along the points. In two campaigns there was a greater abundance of items smaller than 1 mm (51.0 ± 5.9 percent), while in two other campaigns, the greatest abundance corresponded to the size class 1<x≤2 mm (30.0 ± 4 .5 percent). Polyethylene, polypropylene and polyurethane polymers were more representative in all classes, accounting for more than 90 percent of the composition of materials. The results may represent the Guanabara Bay and submarine outfalls as vectors of contamination on the MoNa Cagarras, causing damage to the local fauna and flora. Polymers with a lower density than seawater are ubiquitous due to their great dispersion capacity influenced by currents, winds and tides.

Os métodos de ondas superficiais com ênfase nas ondas Rayleigh foram utilizados como o núcleo desse trabalho de Doutorado. Inicialmente, as ondas Rayleigh foram modeladas permitindo o estudo de sensibilidade de suas curvas de dispersão sob diferentes configurações de parâmetros físicos representando diversos modelos de camadas, em que pôde ser observado parâmetros com maior e menor sensibilidade e também alguns efeitos provocados por baixas razões de Poisson. Além disso, na fase de inversão dos dados a modelagem das ondas Rayleigh foi utilizada para a construção da função objeto, que agregada ao método de mínimos quadrados, a partir do método de Levenberg-Marquardt, permitiu a implementação de um algoritmo de busca local responsável pela inversão de dados das ondas superficiais. Por se tratar de um procedimento de busca local, o algoritmo de inversão foi complementado por uma etapa de pré-inversão com a geração de um modelo inicial para que o procedimento de inversão fosse mais rápido e eficiente. Visando uma eficiência ainda maior do procedimento de inversão, principalmente em modelos de camadas com inversão de velocidades, foi implementado um algoritmo de pós-inversão baseado em um procedimento de tentativa e erro minimizando os valores relativos da raiz quadrada do erro quadrático médio (REQMr) da inversão dos dados. Mais de 50 modelos de camadas foram utilizados para testar a modelagem, a pré-inversão, inversão e pós-inversão dos dados permitindo o ajuste preciso de parâmetros matemáticos e físicos presentes nos diversos scripts implementados em Matlab. Antes de inverter os dados adquiridos em campo, os mesmos precisaram ser tratados na etapa de processamento de dados, cujo objetivo principal é a extração da curva de dispersão originada devido às ondas superficiais. Para isso, foram implementadas, também em Matlab, três metodologias de processamento com abordagens matemáticas distintas. Essas metodologias foram testadas e avaliadas com dados sintéticos e reais em que foi possível constatar as virtudes e deficiências de cada metodologia estudada, bem como as limitações provocadas pela discretização dos dados de campo. Por último, as etapas de processamento, pré-inversão, inversão e pós-inversão dos dados foram unificadas para formar um programa de tratamento de dados de ondas superficiais (Rayleigh). Ele foi utilizado em dados reais originados pelo estudo de um problema geológico na Bacia de Taubaté em que foi possível mapear os contatos geológicos ao longo dos pontos de aquisição sísmica e compará-los a um modelo inicial existente baseado em observações geomorfológicas da área de estudos, mapa geológico da região e informações geológicas globais e locais dos movimentos tectônicos na região. As informações geofísicas associadas às geológicas permitiram a geração de um perfil analítico da região de estudos com duas interpretações geológicas confirmando a suspeita de neotectônica na região em que os contatos geológicos entre os depósitos Terciários e Quaternários foram identificados e se encaixaram no modelo inicial de hemi-graben com mergulho para Sudeste. / The surface wave methods to Rayleigh waves were used as the center of this Doctoral work. Initially, the Rayleigh waves were modeled, what enabled the study of the sensitivity of dispersion curves about different sets of physical parameters representing several layer models, wherein it could be observed parameters with higher and lower sensitivity and also some effects caused by low Poisson ratios. Moreover, in the data inversion step the Rayleigh modeling was used for the construction of the object function, that aggregate to the least-squares method, by Levenberg-Marquardt, allowed the implementation of a local search algorithm responsible for data inversion of the surface waves. By reason of being a local search procedure, the data inversion algorithm was complemented with a pre-inversion step wherein an initial model was generated so that the inversion procedure was faster and efficient. Seeking a more efficiency of the inversion procedure, mainly to layer models with velocities inversion, it was implemented a post-inversion algorithm based in a trial and error procedure minimizing the values of the relative Root Mean Squared Error (rRMSE) of the data inversion. More than 50 layer models were used to test the data modeling, pre-inversion, inversion and post-inversion allowing the precise fit of the mathematical and physical parameters present in the several scripts implemented in Matlab. Before to invert the field-acquired data, they need to be treated in the data processing step, whose main aim is the extraction of the dispersion curve caused due the surface waves. For this, three processing methodologies with different mathematical approaches were implemented, also in Matlab. These methodologies were tested and evaluated with synthetic and real data and it was possible to find their strengths and weaknesses, as well as the limitations caused by discretization of the field data. Lastly, the data processing, pre-inversion, inversion and post-inversion steps were unified to form a complete data treatment program of surface waves (Rayleigh). It was used to real data originated by study of a geological problem in the Bacia de Taubaté wherein it was possible to map the geologic contacts along of the seismic acquisition points. The results were compared to an existing initial model based in geomorphological observations of the study area, geological map and global and local geologic information of the tectonic movements in the region. The geophysical The surface wave methods to Rayleigh waves were used as the center of this Doctoral work. Initially, the Rayleigh waves were modeled, what enabled the study of the sensitivity of dispersion curves about different sets of physical parameters representing several layer models, wherein it could be observed parameters with higher and lower sensitivity and also some effects caused by low Poisson ratios. Moreover, in the data inversion step the Rayleigh modeling was used for the construction of the object function, that aggregate to the least-squares method, by Levenberg-Marquardt, allowed the implementation of a local search algorithm responsible for data inversion of the surface waves. By reason of being a local search procedure, the data inversion algorithm was complemented with a pre-inversion step wherein an initial model was generated so that the inversion procedure was faster and efficient. Seeking a more efficiency of the inversion procedure, mainly to layer models with velocities inversion, it was implemented a post-inversion algorithm based in a trial and error procedure minimizing the values of the relative Root Mean Squared Error (rRMSE) of the data inversion. More than 50 layer models were used to test the data modeling, pre-inversion, inversion and post-inversion allowing the precise fit of the mathematical and physical parameters present in the several scripts implemented in Matlab. Before to invert the field-acquired data, they need to be treated in the data processing step, whose main aim is the extraction of the dispersion curve caused due the surface waves. For this, three processing methodologies with different mathematical approaches were implemented, also in Matlab. These methodologies were tested and evaluated with synthetic and real data and it was possible to find their strengths and weaknesses, as well as the limitations caused by discretization of the field data. Lastly, the data processing, pre-inversion, inversion and post-inversion steps were unified to form a complete data treatment program of surface waves (Rayleigh). It was used to real data originated by study of a geological problem in the Bacia de Taubaté wherein it was possible to map the geologic contacts along of the seismic acquisition points. The results were compared to an existing initial model based in geomorphological observations of the study area, geological map and global and local geologic information of the tectonic movements in the region. The geophysical information associated with geological information allowed the generation of an analytical profile of the study region with two geological interpretation confirming the suspect of neotectonic movements in the region wherein the geological contacts between the quaternary and tertiary deposits were identified and they agreed with the initial model of a hemi-graben with dip to Southeast.

A dissolução de minerais de fósforo constitui fonte natural deste elemento nos corpos d\'água, mantendo uma concentração da ordem de &#181;gL-1, suficiente para sustentar o equilíbrio bioquímico nesses sistemas. Uma evidência da influência do homem, é o aumento das concentrações de fósforo no ambiente aquático, contribuindo para o fenômeno da eutroficação. A área de estudo é um setor da região metropolitana de São Paulo, nos municípios de Diadema e São Bernardo do Campo, bacia do Ribeirão dos Meninos. Os corpos d\'água avaliados foram o Córrego da Linha Camargo, Córrego da Av. Juscelino Kubitschek (drenos de área residencial), Córrego Pindorama (dreno de área industrial) e Ribeirão dos Couros (dreno de área mista). Foram determinados nos corpos d\'água fósforo total dissolvido, cloreto, sódio, ferro, cálcio e pH. Os córregos que drenam as áreas com ocupação residencial apresentaram máximos de concentração para fósforo no período da manhã, em 100% dos eventos avaliados. Na área industrial (Córrego Pindorama), os máximos ocorrem no período da tarde (67% de freqüência), por vezes estendendo-se para a noite (20%). Para a área de ocupação mista (Ribeirão dos Couros), os resultados são semelhantes ao Córrego Pindorama, sugerindo ser o setor industrial da região, regente quanto à contaminação do rio por estes compostos. Quanto aos outros parâmetros estudados, somente a dinâmica de variação do íon sódio assemelha- e à do fósforo. Os resultados indicaram que o comportamento dos compostos dissolvidos de fósforo é dependente do padrão de ocupação da área drenada, podendo ser utilizado como parâmetro para definição do tipo de atividade antrópica predominante de uma região. Para ambientes urbanos, onde a ocupação do solo está relacionada à organização social humana, foi demonstrado pelo estudo de alguns casos que o comportamento dos compostos dissolvidos de fósforo é característico, e dependente da área drenada pelos corpos d\'água. / The leaching of phosphate from rocks is the natural process that supplies to the water bodies steady state concentrations of phosphorus at the &#181;g.L-1 level which supports biochemical processes in these systems. Higher phosphorus contents are an evidence of anthropogenic action that ultimately generates the phenomenon of eutrophication. The study area was chosen at Diadema and São Bernardo do Campo counties which are included in São Paulo City metropolitan region. Monitoring points were set at the urban creeks: Linha Camargo and Avenida Juscelino Kubstchek (residencial districts), Pindorama (industrial district) and Couros (mixed use district) all of them subsidiaries of the Meninos River (a major component of the Tietê River basin). Total dissolved phosphate, chloride, sodium, calcium and iron ions together with pH were monitored periodically over a whole year. The dissolved phosphate concentration exhibits peaks at the morning in the streams from residential districts, in 100% of the samples taken. In creeks of industrial districts afternoon peaks are more frequent (67%), sometimes extending to the evening (20%). The stream situated in the mixed use district showed figures similar to those of the industrial one, indicating industrial activity as the prevailing discharging agent. Among the other parameters measured only the sodium ion showed behavior correlated to the phosphate. The collected data lead to the conclusions that the dissolved phosphate concentrations in urban streams are related to the land use patterns of the drained area and that this parameter can be taken as a means of evaluating the dominant anthropogenic activity at an urban district. At urban places, where the land use pattern is related to the social organization, some case studies conducted in this thesis have shown that the behavior of dissolved phosphate concentrations in streams of water is characterized by human occupation pattern in the drained basins.

Este trabalho teve como objetivo propor um zoneamento territorial baseado nas características fisiográficas e morfológicas da Bacia do Baixo Rio Chambo (BBRCH), situada na Província de Chimborazo (Equador), como ferramenta para gestão de recursos hídricos. A metodologia utilizada abrangeu as seguintes atividades: estimativa da recarga dos aquíferos locais pelos métodos do balanço hídrico e das estimativas darcinianas; elaboração de modelo conceitual de circulação das águas subterrâneas; coletas de amostras de água em poços e nascentes para análises físico-químicas, químicas e isotópicas; além das estimativas de oferta e demanda e dos possíveis conflitos gerados pelo uso e alocação da água. Os resultados obtidos permitiram identificar a ocorrência de três aquíferos do tipo multicamadas de origem vulcanossedimentar (Llío-Guano, Riobamba e Yaruquíes), compostos por depósitos provenientes de erupções vulcânicas do Chimborazo, Igualata, El Altar e Tungurahua. A recarga desses aquíferos provém, principalmente, das cordilheiras ocidental (Chimborazo e Igualata) e oriental (El Altar e Tungurahua) e, em segundo plano, das precipitações locais. As descargas das águas superficiais e subterrâneas fluem para o rio Chambo, considerado como a área de confluência das drenagens da BBRCH. Os dados hidroquímicos e isotópicos (\'delta\'18O e \'delta\'2H) indicaram a existência de águas de diferentes composições e origens. As águas dos aquíferos Llío-Guano e Riobamba são classificadas como bicarbonatadas cálcio-magnesianas, desde ligeiramente ácidas a neutras, com valores enriquecidos de \'delta\'18O e \'delta\'2H. As águas do Aquífero Yaruquíes e das nascentes em Cubijíes são, respectivamente, bicarbonatadas sódicas a sulfatadas cálcio-magnesianas, com valores mais empobrecidos de \'delta\'18O e \'delta\'2H, indicando que existe influência das atividades vulcânicas do El Altar. A área foi dividida em oito zonas distintas (Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7 e Z8), com características fisiográficas e morfológicas particulares. Este zoneamento servirá como referência para a elaboração do plano de bacia no município de Riobamba e demais províncias equatorianas. / This work aimed to propose a territorial zoning based on the physiographic and morphological characteristics of the Lower Chambo River Basin (LCRB), located at the Province of Chimborazo (Ecuador), as a tool for the water resources management. The methodology used included the following activities: estimation of recharge from the local aquifers using the water balance and Darcinian estimates methods, conceptual model of groundwater circulation, groundwater and springs sampling for physico-chemical, chemical and isotopic analyses, as well as the estimates of supply and demand and the possible conflicts generated by the use and distribution of water. The results allowed to identify the occurrence of three multilayer aquifers of volcanosedimentary origin (Llío-Guano, Riobamba and Yaruquíes), composed of volcanic deposits from eruptions of Chimborazo, Igualata, El Altar and Tungurahua. The recharge of those aquifers comes, mainly, from the western (Chimborazo and Igualata) and eastern (El Altar and Tungurahua) mountain range and, secondarily, comes from the local precipitation. The discharge zone of surface water and groundwater comprises the Chambo River, considered as the confluence area of the drainages located in LCRB. The hydrochemical and isotopic data (\'delta\'18O and \'delta\'2H) indicated the existence of waters with different compositions and origin. The Llío-Guano and Riobamba aquifers are composed of calcium-magnesium bicarbonate waters, from slightly acidic to neutral, with enriched \'delta\'18O and \'delta\'2H values. The Yaruquíes aquifer and the springs located in Cubijíes settlement are constituted, respectively, of sodium bicarbonate to calcium-magnesium sulfate waters with more depleted \'delta\'18O and \'delta\'2H values, indicating influence of the volcanic activities from El Altar. The area was divided into eight distinct zones (Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7, Z8), with particular morphological and water availability characteristics. The zoning will serve as a reference for the elaboration of water resource management plans in the Riobamba municipality and other Ecuadorian provinces.