Submitted by Marcele Costal de Castro (costalcastro@gmail.com) on 2017-09-27T18:01:15Z No. of bitstreams: 1 LUIS EDUARDO BARREIRA BRANDÃO D.PDF: 38086975 bytes, checksum: 03eb18f98b2ceaa5130956af98b0563d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-27T18:01:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUIS EDUARDO BARREIRA BRANDÃO D.PDF: 38086975 bytes, checksum: 03eb18f98b2ceaa5130956af98b0563d (MD5) Previous issue date: 2001-07 / É apresentada uma metodologia para estudos e avaliações de unidades em Estações de Tratamento de Esgoto (ETE) empregando-se traçadores radioativos. Isótopos radioativos como o 82Br (para a fase líquida) , 110mAg e 140La (para a fase sólida) foram usados na medida da vazão de efluentes, estudos de processos de mistura em tanques de equalização e em testes de separação da fase sólida em unidades de tratamento de esgoto. Os traçadores foram injetados (instantaneamente ou a uma taxa constante por meio de uma bomba) e o seu sinal de saída medido por meio de detectores cintiladores NaI. Foi desenvolvido o programa TRAÇADORES, em linguagem FORTRAN, que analisa a função resposta das unidades na forma de curvas de distribuição de tempo de residência (RTD) e calcula o tempo médio de residência , momento central da função distribuição. Este é um parâmetro fundamental na caracterização dos tanques estudados e serve como um parâmetro quantitativo para a avaliação desempenho no tratamento do efluente. O emprego da metodologia de traçadores radioativos permitiu a identificação de problemas operacionais como a presença de zona morta, canalização e recirculação de material sólido dentro dos tanques e, permitiu que as unidades fossem otimizadas, ou seja, os resultados permitiram a identificação e a eliminação destes problemas e também serviram como diretriz para elaborar uma nova configuração das unidades, tornando-as mais eficientes. / A methodology for studies and evaluation of sewage treatment plants with radioactive tracers is presented. Radioisotopes as 82Br (for the liquid phase), 110mAg and 140La, (for the solid phase) was used to evaluate sewage flow rates, mixing patterns in equalization tank and test effluent treatment units. The tracer was injected in the unit (instantaneously or in a constant rate with a pump) and NaI-scintillation detectors measured the output signal. The Fortran program TRAÇADORES was developed to analyze the response function of the units in form of residence times distribution curves (RTD), which represents the probability of an element of the material to interact with the unit, and calculate the mean residence time , the central moment of this distribution function. This fundamental parameter characterizes the tank and serves as a quantitative evaluation for its performance. With the radiotracer techniques was possible to identify dead zone, channeling, internal circulation of the solid phase inside the tanks. The technique represents a guideline for redesign a imperfect unit and eliminate the problem.

Pesticide drift is a serious agricultural problem that is especially significant for perennial crops. Most studies use tracers to quantify pesticide drift. Nevertheless, in Brazil, consensus is lacking on which tracer is the most effective. Thus, given the importance of coffee crops in Brazil, we evaluated several tracers used in application efficiency assessments. We also quantified the drift in coffee crops from hollow cone nozzles with and without air induction and then compared the results with European drift simulation models. We tested Brilliant Blue, Blankophor, Sodium Fluorescein, Rhodamine B and Brilliant Sulfoflavine tracers by evaluating surface tension, hidrogenionic potential, filter paper extraction, sunlight stability and agitation stability. Drift evaluation was based on the ISO 22866 standard. The experiment was set up in randomized blocks with 10 replications in a 2 x 20 split plot consisting of two nozzle types and twenty lines spaced 2.5 m apart and parallel to the target crop row. The spray was a mixture of water and Rhodamine B fluorescent dye at 100 mg L-1. The spray was applied at 400 L ha-1 using a hydro-pneumatic sprayer. Viscosity was similar for all tracers. Brilliant Sulfoflavine had the highest extraction efficiency, whereas Brilliant Sulfoflavine and Brilliant Blue were the most stable in sunlight. Blankophor had the least agitation stability and Brilliant Sulfoflavine was the most appropriate for spray deposition and drift assessment. Rhodamine B was the best option for filter paper targets among low-cost tracers available in Brazil. The air induction nozzle reduced drift to 20 m from the treated area; however, both nozzles produced the same drift within this limit. The drift models behaved differently and did not accurately estimate drift near the target row. / A deriva de produtos fitossanitários é um dos maiores problemas da agricultura moderna, principalmente em cultivos perenes. Ao quantificar esta e outras perdas dos produtos, na maioria dos casos são utilizados traçadores. Devido à importância da cafeicultura no Brasil, e que não há consenso sobre qual é o melhor traçador nestes estudos, este trabalho objetivou avaliar alguns traçadores utilizados em estudos de eficiência da aplicação, além de determinar a deriva gerada pelas pontas de pulverização jato cônico vazio com e sem indução de ar nas aplicações na cultura do café e comparar as curvas com modelos europeus de simulação de deriva. Os traçadores utilizados foram: Azul Brilhante, Blankophor, Fluoresceína Sódica, Rodamina B e Sulfoflavina Brilhante. As características avaliadas nas soluções contendo os traçadores foram: tensão superficial, pH, viscosidade, extração em alvos de papel filtrante e estabilidade à luz solar e à agitação. Na avaliação da deriva ocasionada pelas aplicações em cafeeiro, seguiu-se a norma ISO 22866. Foi utilizado o delineamento em blocos casualizados, com 10 repetições, em esquema de parcelas subdivididas no espaço 2 x 20, sendo dois tipos de pontas e vinte distâncias paralelas à linha de cultivo fora da área-alvo, espaçadas entre si por 2,5 m. A calda foi composta por água+corante fluorescente rodamina B na concentração de 100 mg L-1. Utilizou-se o volume de calda de 400 L ha- 1, aplicado por pulverizador hidropneumático. Dentre as características físico-químicas, somente a viscosidade não foi influenciada pelos traçadores. A maior eficiência de extração em alvo de papel foi obtida pela Sulfoflavina Brilhante, que juntamente com o Azul Brilhante demonstraram ser os traçadores mais estáveis à luz solar. O Blankophor foi o traçador que teve menor estabilidade à agitação da calda. A Sulfoflavina Brilhante mostrou ser o traçador mais adequado aos estudos de deposição de calda e deriva nas aplicações de produtos fitossanitários. Entre os traçadores de baixo custo e maior disponibilidade no Brasil, o corante fluorescente Rodamina B apresentou ser a melhor opção ao se utilizar como alvo papel filtrante. A ponta de jato cônico vazio com indução de ar reduziu a deriva até 20 m de distância da área tratada. A partir dessa distância, ambas as pontas geraram a mesma deriva. As curvas de deriva elaboradas a partir das aplicações pelas pontas de pulverização demonstraram ter comportamentos diferentes, sobretudo na região mais próxima do cafeeiro. / Mestre em Agronomia

Na década de 90 surge a primeira tentativa de gerar dados capazes de legitimar um modelo climático mundial detalhado: O Experimento de Circulação Oceânica Global (World Ocean Circulation Experiment - WOCE) Dentro dos diversos subprogramas inseridos no WOCE destaca-se o programa Hidrográfico (WHP). A JAMSTEC (Japan Marine Science and Tecnology Center), após cerca de uma década volta a reocupar algumas estações do WHP-WOCE, com o programa BEAGLE (Blue Earth Global Expedition), tendo como proposta detectar e quantificar alterações correspondentes ao aquecimento global. A I Comissão Oceanográfica Trans-Atlântica (TAI 2009) também constituiu um projeto de reocupação da seção A10, linha central do Oceano Atlântico Sul (~30?S), previamente amostrada pelo WHP-WOCE e BEAGLE, tendo como objetivo identificar alterações espaciais e temporais dos parâmetros oceanográficos nas últimas duas décadas. Considerando os valores de temperatura e salinidade foi evidenciada a presença de pelo menos, cinco massas d\'água: i) Água Tropical de Superfície (ATS) acima da isopícnal ?0= 26,70 ii) Água Central do Atlântico Sul (ACAS) abaixo da isopícnal ?1= 27,05 iii) Água Intermediária Antártica (AIA) abaixo da isopícnal ?2= 27,20 (iv) Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) abaixo da isopícnal ?3= 27,70 v) Água Antártica de Fundo (AAF). Nas camadas superficiais dos três programas, notou-se uma proporcionalidade inversa entre as concentrações de nutrientes e oxigênio dissolvido. O Programa TAI ao longo de todo o transecto A10, apresentou as menores concentrações de nutrientes abaixo dos 1000 dbar. O WHP-WOCE foi mais aquecido que os outros programas nas camadas superficiais. Nas profundidades acima da termoclina (~1000 dbar), na bacia leste o Programa BEAGLE apresentou diferenciações que sugerem uma atividade mais intensa de ressurgência, para seu ano de amostragem do que nos anos dos Programas WHP-WOCE e TAI. Porém baseado nos resultados do Programa TAI, na extremidade leste da Bacia do Atlântico Sul, pode-se inferir que há afloramento da Água Central do Atlântico Sul (ACAS), provinda de aproximadamente 900 dbar de profundidade, sobre a Plataforma Continental Sul Africana. / In the 90s comes the first attempt of generate data able to legitimize a comprehensive global climate model: The Wolrd Ocean Circulation Experiment (WOCE). Within various subprograms inserted into the WOCE, highlight the WOCE Hydrographic Program (WHP). The JAMSTEC (Japan Marine Science and Technology Center), after about a decade back to reoccupy some stations of WOCE-WHP, with a program called BEAGLE (Blue Earth Global Expedition), proposing to detect and quantify changes related to global warming. The 1st Trans-Atlantic Oceanographic Commission (TAI 2009) was also created as a project of A10 section reoccupation, aiming to identify spatial and temporal changes in oceanographic parameters after two decades WOCE-WHP and BEAGLE sampling. The A10 section, represents the axis of South Atlantic Ocean (~ 30?S). Considering the values of temperature and salinity the presence of at least five water masses can be inferred: i) Surface Tropical Water (ATS) above isopícnal ?0 = 26.70, ii) South Atlantic Central Water (ACAS) below the isopícnal ?1 = 27.05 iii) Antarctic Intermediate Water (AIA) below the isopícnal ?2 = 27.20, (iv) North Atlantic Deep Water (APAN) below the isopícnal ?3 = 27.70, v) Antarctic Bottom Water (AAF). On the superficial layers of the three programs, it was noted an inverse proportionality between the concentrations of nutrients and dissolved oxygen. The TAI program, throughout the A10 transect, showed the lowest concentrations of nutrients below 1000 dbar. The warmer in the superficial layers was WOCE-WHP. On the layers above the thermocline (~ 1000 dbar), the BEAGLE Program around East Basin, showed some anomalies that suggest its sampling happened during some more intense upwelling activity, for its year than in years of WHP- WOCE and TAI programs. But based on the results of the TAI Program, at the east end of the South Atlantic Basin, it\'s possible to infer that there is upwelling of South Atlantic Central Water (ACAS), coming from about 900 dbar depth on the South African continental shelf.

O Oceano Atlântico Sul tem grande importância no equilíbrio climático global devido ao seu papel na circulação termohalina e no transporte de calor entre os oceanos. Este oceano foi intensamente pesquisado no Programa WOCE, com o transecto A09 (20°S) realizado em 1991, revisitado em 2009 junto ao Programa Trans-Atlântico I, quando foi realizado o subprojeto Traçadores químicos e mudanças globais no Atlântico Sul. Neste último, foram obtidos dados hidrológicos (temperatura e salinidade) e hidroquímicos (oxigênio dissolvido, silicato, fosfato e nitrato). Considerando também, as informações do WOCE (1991) foi possível reconhecer as massas d\'água da região: ATS, ACAS, AIA, APAN e AFA, utilizando parâmetros hidrológicos clássicos e traçadores químicos. O Programa TA-I apresentou algumas diferenças na distribuição dos parâmetros químicos, devidas ao período sazonal de amostragem (WOCE no verão 1991 e TA-I na primavera, 2009) e a consequente influência no padrão de circulação, como também, processos biogeoquímicos predominantes no período. As diferenças observadas foram acompanhadas em perfis verticais de estações com posicionamento quase coincidentes, confirmando as variações, sobretudo entre 500 e 1500 dbar, e maior grau de coincidência dos perfis até 500 dbar. A ressurgência na costa da Namíbia foi caracterizada pela presença de águas ricas em nutrientes, mais frias e ligeiramente menos salinas e pela formação de camada de mínimo de oxigênio acentuada. É importante observar que as diferenças apresentadas não descartam a possível interferência de variações climáticas globais que podem estar atuando no Atlântico Sul. / The South Atlantic Ocean is fundamental in the global climate balance, as well as its role in the thermohaline circulation and in the heat transport between oceans. The transect A09 (20°S) was studied in the WOCE Program in 1991 and revisited in 2009 by the Trans-Atlantic I (TA-I), in the subproject Traçadores químicos e mudanças globais no Atlântico Sul, which gathered hydrological (temperature and salinity) and hidrochemical parameters (dissolved oxygen, silicate, phosphate and nitrate) Combined with the WOCE data, it was possible to identify the water masses behaviors in this region: TW, SACW, AAIW, NADW and AABW, due to the use of the classic parameters and chemical tracers. The TA-I Program showed few differences in the chemical parameters, because of the seasonal period of the cruise (WOCE at the 1991\'s summer, and TA-I at the 2009\'s spring), the influence of the circulation pattern, and also the main biogeochemical processes. The variations observed in the vertical profiles in almost coincident stations, confirmed variations mainly between 500 and 1500 dbar. The largest similarity of the profiles was until 500 dbar. The Namibia coast upwelling was characterized by the presence of nutrients enriched, colder, slightly less saline waters, and by a remarkable oxygen minimum zone. It is important to note that the presented differences do not discard a possible interference of global climate variations that might be acting in the South Atlantic Ocean.

Entre os parâmetros da USLE (Universal Soil Loss Equation), método mais utilizado na estimativa das perdas de solo por erosão hídrica, a erodibilidade do solo, representada pelo fator K e definida como a taxa de solo perdida por unidade de índice de erosividade, em parcela unitária considerada como padrão (Wischmeier et al., 1971), é o único intrínseco ao solo. Nessas condições padrão o valor encontrado é considerado como o real valor de K. Pelas dificuldades experimentais para obtenção do valor de K para todos os solos, esse fator é geralmente estimado por equações matemáticas empíricas com base em atributos físicos, químicos e mineralógicos do solo. O presente trabalho trata da avaliação de oito métodos de estimativa do fator K da USLE, tomando-se por base estimativas das taxas de erosão avaliadas pelo método do 137Cs. Foram utilizadas oito parcelas padrão de avaliação de perdas de solo e seis transeções demarcadas no campo, em diferentes solos. Nas parcelas padrão, as taxas de erosão medidas diretamente foram comparadas com as estimadas pelo método do 137Cs e os resultados indicaram uma boa concordância. Os valores de K, estimados pelos diferentes modelos, para o solo da parcela, foram comparados diretamente com o valor medido e mostram que os métodos propostos por Wischmeier et al. (1971) e Denardin (1990) desenvolvido para solos do Brasil, são os que mais se aproximam do valor medido. Os mesmos valores de K foram também avaliados por meio da comparação entre as taxas de erosão estimadas pela USLE e pelo método do 137Cs, tendo sido obtidos resultados semelhantes aos da avaliação direta. Essa última forma de avaliação dos métodos de estimativa do fator K foi aplicada também em seis transeções demarcadas em diferentes solos. Devido às grandes limitações associadas aos dois métodos, os resultados mostram uma grande discrepância entre as taxas de erosão estimadas pela USLE e pelo 137Cs o que inviabilizou a comparação proposta dos modelos. / Among the Universal Soil Loss Equation (USLE) parameters, the soil erodibility factor (K), defined as the rate of soil loss per unit of area and per unit of erosivity index for a specific soil as measured on unit plot (Wischmeier & Smith, 1978), is the only soil intrinsic factor. The K values determined on standard unit plots are considered as the real K values. However, K factor can be also estimated by empirical models based on physical, chemical and mineralogical soil attributes. Eight of such empirical methods for K factor estimation were evaluated by comparing the rates of soil loss calculated by USLE and 137Cs fallout redistribution analysis. This procedure was applied both in eight standard erosion plots and six field transects on different soils. In the standard erosion plots the measured soil erosion rates were compared with the rates estimated by the 137Cs method and the results indicate a good relationship. The K values estimated by the different models for the specific soil of the standard plots were compared with the measured K value. The results obtained by the models proposed by Wischmeier et al. (1971) and Denardin (1990) for Brazilian soils were more close to the measured K value. The same K values were also evaluated by comparing the soil erosion rates estimated by USLE and 137Cs methods and the results are in agreement with the direct comparison. This procedure was also applied for the evaluation of K estimation models on the field transects. Due to the limitations associated to both models, the soil erosion rates estimated by USLE and 137Cs methods were very discrepant which did not allow the comparison of K estimation methods when applied for the soils of the transects.

O petróleo, por ser uma das principais fontes primárias de energia e também matéria prima para uma série de produtos, é hoje um dos recursos naturais não renováveis mais importantes do mundo. O petróleo encontra-se acumulado no subsolo, e foi produzido pela ação da natureza, a partir dos restos de animais e vegetais, num processo que levou milhões de anos para ser concluído. Inicialmente, é possível extrair apenas uma parte do petróleo contido em um reservatório (cerca de 25%), e por este motivo injeta-se água na jazida para aumentar a recuperação do restante deste insumo. Com o intuito de otimizar este processo, denominado Recuperação secundária, traçadores são utilizados para obtenção de informações acerca do fluxo de água dentro do reservatório. Para que um determinado composto possa ser aplicado como traçador, ele deve cumprir uma série de requisitos, dependendo da investigação que se deseja efetuar. No caso de traçadores para estudo do comportamento da água injetada no reservatório, um dos principais requisitos é que ele não se atrase com relação às moléculas de água, ou seja, que ele não fique retido nas superfícies rochosas (fenômeno denominado sorção) nem se particione com a fase orgânica. Existem modelos matemáticos distintos para representar os processos de sorção, sendo que o mais usado estabelece uma relação linear entre a concentração do composto sorvido pela rocha e a concentração remanescente em solução uma vez atingido o equilíbrio, expressa pelo coeficiente Kd. Este coeficiente pode ser estimado de maneiras diferentes, mas os métodos mais usados são por batelada e por deslocamento em meio poroso, sendo que o último leva em consideração efeitos hidrodinâmicos. No presente trabalho foi montado um sistema experimental automatizado para realização de testes desta natureza, onde as válvulas motorizadas e o software para controle remoto e aquisição de dados foram desenvolvidos. As amostras rochosas empregadas nos testes foram arenitos provenientes da Formação Botucatu, similar às rochas constituintes da maioria dos reservatórios de petróleo. O estudo da dinâmica deste sistema foi conduzido usando o NaCl como traçador de referência, uma vez confirmado que seu comportamento é igual ao da água tritiada (considerada o traçador ideal para fases aquosas). A determinação quantitativa deste composto nos efluentes foi realizada por condutimetria direta, por meio de uma célula para medidas em fluxo posicionada horizontalmente, visto que na vertical ela provoca mudanças no comportamento hidrodinâmico do analito. Também foi confirmado que a concentração da solução de NaCl injetada influencia no perfil das curvas de resposta obtidas em testes de deslocamento em coluna, sugerindo que em concentrações mais baixas as espécies iônicas Na+ e Cl- sofrem retardo em relação ao fluxo de água. Além disso, a vazão de operação da bomba deve ser mantida constante em um valor menor que 5 mL/min, pois para valores maiores a balança demonstrou encontrar dificuldade para estabilizar as medidas, comprometendo o envio de seus dados para o computador. Por fim, a comparação entre os resultados obtidos em um teste controlado manualmente e em outro automatizado evidenciou uma pequena diferença entre ambos, causada pelas formas distintas de se calcular o volume injetado em cada um dos testes. Entretanto, apesar das pequenas limitações e discrepâncias apresentadas, a montagem e posterior automatização do sistema para teste de deslocamento em meio poroso foi bem sucedido. / Petroleum, nowadays, is one of the most important natural resources in the world, since it is one of the main primary sources of energy and also raw material for many different products. It can be found accumulated in the subsoil, and was produced from the remaining portions of animals and vegetables, in a process that took millions of years to be concluded. Initially, only a small fraction of the oil contained in a reservoir (about 25% or less) can be extracted (phenomenon named sorption) or partitioned within the organic phase. Distinct mathematical models may represent the sorption without external help, and for this reason water is injected in the reservoir to increase the recovery of the remaining quantity. Aiming at optimizing this process, called Secondary Recovery, tracers are used to provide information concerning the water flow inside the reservoir. In order to be used as a tracer, a given compound must fulfill a series of requirements, depending on the desired purpose. Tracers applied to study the water behavior inside the reservoir, must follow water molecules without being retarded in the rocky surfaces processes, and the most used model establishes a linear relation between the sorbed amount of the compound and its remaining concentration in solution at equilibrium, expressed by the distribution coefficient, Kd. This coefficient can be estimated in different ways, laboratory methods such as stirring and flow-through being the most used. The latter has the advantage of incorporating hydrodynamic effects in its results. In the present work an automatized experimental system for carrying out tests of this nature has been constructed. Motor driven valves and a software for implementing remote control and acquisition of data have been developed. Sandstone samples from Botucatu Formations similar to reservoir rocks are widespreadly distributedand were used in these tests. The dynamics of this system was also investigated using NaCl as reference tracer, since its behavior is in quite good agreement with tha of tritiated water (considered the ideal tracer for water phases). Its concentration in the effluent was determined online by condutimetry, using a flow-through cell at horizontal position, since it changes the hydrodynamic behavior of the compound when vertically positioned. It was also confirmed that the NaCl concentration in the injected solution influences the profies of the tracer breakthrough curves obtained in flow-through experiments, suggesting that the transport of the ionic species Na+ and Cl- is slower than that of water. Moreover, the pump flowrate, which is is controlled by a balance connected to a computer, should be less than 5 mL/min. At higher values the balance will not be able to get stabilized upon fluctuations, thus compromising the transmission of signals to the computer. Finally, breakthrough curves from automatizated and manually controled experiments were compared, and a small difference between both could be observed, caused by the different way of calculating the injected volume in each test. In spite of these small limitations and discrepancies, the construction and automatization of the system for flow-through tests were successful.

Nenhuma / O decaimento radioativo beta (ß-) do 87Rb para o 87Sr é um importante sistema isotópico que tem sido amplamente aplicado para propostas geocronológicas, em identificação de sistemas de água subterrânea, interação entre aquíferos e como traçador para os processos de recuperação secundária em plataforma de petróleo via injeção da água do mar. A razão 87Sr/86Sr presente na água do mar é constante no mundo, enquanto águas de formação em reservatórios de hidrocarbonetos tem vários valores e em muitos casos é maior que a água do mar atual. Isto pode ser a base para um traçador natural apontando para a avaliação do desempenho dos processos de injeção da água do mar pela avaliação da razão 87Sr/86Sr e o conteúdo total de Sr da água de formação no reservatório antes da injeção, seguido pelo monitoramento desse valores na água de produção via espectrometria de massa. Este estudo propôs avaliar a utilização de um espectrômetro de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) e sistema de quadrupolo, em função de sua mais disseminada disponibilidade. Para tanto foram coletadas amostras de água de reservatório de petróleo e de água subterrânea para medir seus conteúdos de Sr e a suas respectivas razões 87Sr/86Sr. Após o pré-tratamento das amostras, as soluções foram submetidas a uma etapa de separação do Rb e Sr por troca iônica para evitar interferência isobárica na determinação da razão isotópica do estrôncio. Para avaliar o método de separação, foram usadas a resina convencional Dowex AG50WX8-400 e colunas comercias pré-empacotadas com a resina Sr-spec. O espectrômetro de massa utilizado foi um equipamento Perkin-Elmer ELAN DRC-e. A precisão requerida para esse propósito de utilização da razão 87Sr/86Sr como traçador natural para a detecção do breakthrough da água de injeção nos poços de produção de reservatórios de petróleo uma informação tão somente qualitativa, conquanto altamente valiosa para a gerência da produção do reservatório - não requer necessariamente uma alta precisão. Desta maneira, o estudo verificou a capacidade do ICP-MS com sistema de quadrupolo para medir a razão 87Sr/86Sr nas águas de reservatórios e subterrâneas com menores desvios padrões possíveis. Os resultados deste trabalho sugerem que a razão 87Sr/86Sr é uma promissora ferramenta como traçador natural em reservatórios de petróleo e sistemas de água subterrânea. / The radioactive beta (ß-) decay of 87Rb to 87Sr is an important isotope system that has been widely applied for geochronological purposes and in identifying ground water sources, aquifer interactions and as a tracer for a secondary recovery process in offshore oilfields via seawater injection. The 87Sr/86Sr ratio of present-day seawater is constant worldwide, while formation waters in hydrocarbon reservoirs have diverse values that are in most cases higher than those of modern seawater. This can be the basis for a natural tracer technique aiming at evaluating the performance of seawater injection processes in enhanced oil recovery by evaluating the 87Sr/86Sr ratio and the total Sr content of formation waters in the reservoir prior to injection, followed by monitoring these values in the produced water as injection proceeds. The objective of this study was to evaluate the feasibility of using a inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS) with a quadrupole system for this purpose, due to the widespread availability of this class of MS equipment. Accordingly samples of water from oilfield reservoirs and from groundwater were collected for measurement of the Sr content and of the 87Sr/86Sr ratio. Following sample pre-treatment and prior to isotope ratio mesurements, the solutions were submitted to Rb and Sr separation via cation-exchange to overcome isobaric interferences in the determination of strontium isotope ratios. Aiming at evaluating this method of separation, both the conventional Dowex AG50WX8-400 cation-exchange resin and commercial pre-packed columns filled with Sr resin were chosen. A Perkin-Elmer ELAN DRC-e spectrometer has been used for the measurements. The tests were performed using the Sr isotopic standard reference material NIST SRM 987 and external correction for mass discrimination. This work describes the methodology that was be used for the determination of variations in the isotopic composition of Sr in the water of reservoir and groundwater and presents the results obtained by determination of the 87Sr/86Sr. The precision required for using this ratio as a natural tracer for the detection of the injection water breakthrough at the production wells in oil reservoirs a fundamentally qualitative information, although a quite valuable one in oil reservoir management does not necessarily require high precision. Hence the study checked the applicability of the quadrupole based ICP-MS measurement the 87Sr/86Sr ratio in the water of reservoir and groundwater with the lowest achievable standards deviations. The results this study suggest that the 87Sr/86Sr ratio is a promising tool in oilfield reservoir and groundwater systems.

Os isótopos de índio, 111In, 113In and 115In são amplamente utilizados como radiotraçadores na indústria e no meio ambiente. Geradores de 113mIn são produzidos e podem ser encontrados no mercado internacional. No entanto, eles são fabricados por poucas empresas em todo o mundo, são avaliados a preços bastante elevados e nem sempre estão disponíveis para venda. É de grande interesse construir o equipamento no país em que vai ser utilizado, desde que o radionuclídeo pai possa ser produzido. No Brasil, a situação ideal seria produzir um gerador 115Cd/115mIn, cujo alvo precursor seria o 114Cd. Inicialmente, testes preliminares utilizando CdO não enriquecido e inativo foram realizados. A separação dos nuclídeos pai e filho foi feita através da interação das espécies químicas Cd(II) e In(III) com as resinas de troca iônica Ag11A8, Chelex100 e Dowex 1x8. As soluções 0,1 M, 1 M e 2 M de HCl e 2M HCl + 0,1 M NH4Cl foram testadas como eluentes. A quantidade de Cd(II) e In(III) nas soluções eluídas foram determinadas por ICP-AES. As condições de irradiação do alvo 114CdO foram definidas de acordo com o fluxo de nêutrons do reator TRIGA MARK-I IPR-R do CDTN e as propriedades nucleares do alvo. Posteriormente aos testes preliminares, experimentos com o par 115Cd/115mIn foram desenvolvidos. Análises por espectrometria gama foram realizadas para determinar a presença dos nuclídeos 115Cd e 115m In nas frações eluídas. Os testes utilizando a resina AG 11A8 e solução eluente de HCl 1 M resultaram em 100% de adsorção do Cd(II) e aproximadamente 50% de eluição do In(III), correspondendo às melhores condições de eluição. Ao serem expostas à radiação as resinas podem sofrer danos, como a diminuição da capacidade de troca iônica e alteração no volume dos grãos poliméricos. Dessa forma, colunas empacotadas com a resina escolhida foram expostas a doses de radiação entre 15 e 200 Gy e foram eluídas com o eluente mais eficaz. Os resultados mostraram que a radiação não alterou a capacidade de adsorção de Cd(II) pelas resinas, além disso não houveram alterações significativas na quantidade de In(III) eluído. Um gerador de 113Sn/113mIn doado ao CDTN pela IAEA (International Atomic Energy Agency) foi desmontado para ser utlizado como um gerador 115Cd/115mIn. Verificou-se que a montagem pode ser reutilizada para construir um gerador 115Cd/115mIn com as concepções desenvolvidas neste estudo, evitando a etapa de projetar e construir o kit gerador. / Indium isotopes, 111In, 113In and 115In are widely used as radiotracers in industrial and environmental applications. 113mIn generators can be found in the international market. However they are manufactured by only a few companies worldwide, are rated at rather high prices and not always are available for sale (they are frequently manufactured only upon request). Hence it is of interest to produce the equipment in the country in which it will be used, especially if the parent nuclide can be also produced there. In Brazil, the ideal situation would be to produce a 115Cd/115mIn generator, whose target precursor is the 114Cd. Preliminary tests using non-enriched and inactive CdO were developed. The parent and daugther nuclides were separated flowing the eluate containing the chemical species Cd (II) and In (III) through ion exchange resins, Ag11A8, Chelex100 and Dowex 1x8. 0.1M, 1M and 2M HCl and 2M HCl + 0.1 M NH4Cl solutions were tested as the eluant. The amount of Cd (II) and In (III) eluted were determined by ICP-AES. The irradiation conditions of the target 114CdO were defined according to the neutron flux provided TRIGA MARK-I-R IPR reactor and the nuclear properties the of target. After to preliminary tests with the 115Cd/115mIn pair, column experiments were developed. Analyses were accomplished by gamma spectrometry to determine the presence of the 115Cd and 115mIn nuclides in the fractions eluted. Tests using the resin AG 11A8 and HCl 1 M eluent solution resulted in 100% adsorption of the Cd (II) and nearly 50% elution of In (III), corresponding to the best conditions for elution. Exposure to radiation can damage the resins, as the decrease in ion exchange capacity and change in volume of the polymer grains. Thus, columns packed with the chosen resin were exposed to radiation doses from 15 to 200 Gy, and eluted with the most effective eluent. The results showed that radiation does not change the adsorption capacity of Cd (II) by the resins and, in addition, there were no significant changes in the amount of eluted In (III). An exhausted 113Sn/113mIn generator provided to CDTN by IAEA was disassembled to be converted to 15Cd/115mIn generator. It was found that the assembly can be reused to build a 115Cd/115mIn generator with the concepts developed in this study.

Estudos de novos sistemas de tratamento de águas residuais vêm crescendo mundialmente. Os esforços para avançar e aprofundar os conhecimentos sobre os processos de eliminação de impurezas da água em seu estado bruto natural, bem como para otimizar tecnológica e economicamente as operações envolvidas, são uma resposta ao desafio, cada vez mais premente, de proporcionar às populações urbanas e rurais a utilização em quantidades e qualidade adequadas deste recurso fundamental para a vida no planeta. Dentre os vários tipos de processos para a depuração das águas servidas, este estudo enfoca aspectos físicos dos sistemas conhecidos como wetlands e de uma determinada modalidade de reator biológico anaeróbio. Os sistemas conhecidos como wetlands, que são um aperfeiçoamento mais controlado de processos que existem na natureza, têm um papel de destaque na eliminação de impurezas transportadas por efluentes. Os reatores biológicos contemplados neste estudo são do tipo anaeróbio de fluxo ascendente, mais conhecidos pela sigla UASB correspondente às iniciais de sua designação em inglês (upflow anaerobic sludge blanket), que estão sendo cada vez mais utilizados para tratamento de efluentes urbanos. Eventualmente seus efluentes necessitam de tratamento posterior que será realizado nas wetlands. Todo processo tecnológico demanda constante aperfeiçoamento de seu desempenho. As melhorias são propostas com base na observação e avaliação do desempenho, dos sistemas de tratamento de água, que têm componentes físicoquímicas, biológicas e hidráulicas. O desempenho hidrodinâmico do reator (UASB) e da wetland plantada foram o objeto desse estudo. O objetivo foi utilizar a metodologia dos traçadores conjugada com as técnicas de análise de respostas a impulsos em sistemas. Foram empregados traçadores radioativos (bromo, tecnécio e trítio) e ativáveis (DOTAIn, DOTA-Eu, DTPA-In, DTPA-La, DTPA-Sm e DTPA-Eu) e seus resultados tratados e analisados por softwares apropriados. Os resultados indicaram que os traçadores ativáveis testados têm potencial para serem utilizados nos sistemas hidráulicos naturais ou artificiais. Palavras-chave: tratamento de águas residuárias, wetland, reator UASB, traçadores ativáveis. / Research and development of novel spent water treatment processes are increasing worldwide. A large amount of effort is directed towards the advancement and deepening of the knowledge concerning elimination of water contaminants, as well as optimization of the processes required to that end, both from the technological and the economic viewpoints. Such activities aim to meet the increasingly challenging need of providing water in large quantities and adequate qualities to urban and rural communities. Among the several processes presently available for the treatment of natural water resources, and especially for treatment of wastewater, the present study focused on systems known as wetlands and a special concept of biological reactor. It focuses in the selection of tracer techniques aiming at the observation and evaluation of the performances of such systems. Treatment in wetland systems constitute a reproduction at a more controlled level, of processes occurring in nature. They play an outstanding role in eliminating effluent-borne impurities and contaminants. The biological reactors assessed in this study are of the anaerobic type with upward internal flow. These are better known as UASB reactors, an acronym for upflow anaerobic sludge blanket, and are being increasingly employed in processing urban wastewater. Nonetheless, their effluent may eventually require a further polishing, which can achieved by flushing them through a wetland system. The performance of any technological process requires a continuous improvement. This improvement is based on the observation, measurement and evaluation of the state of art of the process. In the present study tracer techniques have been coupled with system impulse-response analysis methods. A novel kind of tracer, the activable tracer, was tested and assessed by comparison with radiotracer performance. The results obtained with both activable and radioactive tracers have been processed and analyzed by appropriate software.

Na década de 90 surge a primeira tentativa de gerar dados capazes de legitimar um modelo climático mundial detalhado: O Experimento de Circulação Oceânica Global (World Ocean Circulation Experiment - WOCE) Dentro dos diversos subprogramas inseridos no WOCE destaca-se o programa Hidrográfico (WHP). A JAMSTEC (Japan Marine Science and Tecnology Center), após cerca de uma década volta a reocupar algumas estações do WHP-WOCE, com o programa BEAGLE (Blue Earth Global Expedition), tendo como proposta detectar e quantificar alterações correspondentes ao aquecimento global. A I Comissão Oceanográfica Trans-Atlântica (TAI 2009) também constituiu um projeto de reocupação da seção A10, linha central do Oceano Atlântico Sul (~30?S), previamente amostrada pelo WHP-WOCE e BEAGLE, tendo como objetivo identificar alterações espaciais e temporais dos parâmetros oceanográficos nas últimas duas décadas. Considerando os valores de temperatura e salinidade foi evidenciada a presença de pelo menos, cinco massas d\'água: i) Água Tropical de Superfície (ATS) acima da isopícnal ?0= 26,70 ii) Água Central do Atlântico Sul (ACAS) abaixo da isopícnal ?1= 27,05 iii) Água Intermediária Antártica (AIA) abaixo da isopícnal ?2= 27,20 (iv) Água Profunda do Atlântico Norte (APAN) abaixo da isopícnal ?3= 27,70 v) Água Antártica de Fundo (AAF). Nas camadas superficiais dos três programas, notou-se uma proporcionalidade inversa entre as concentrações de nutrientes e oxigênio dissolvido. O Programa TAI ao longo de todo o transecto A10, apresentou as menores concentrações de nutrientes abaixo dos 1000 dbar. O WHP-WOCE foi mais aquecido que os outros programas nas camadas superficiais. Nas profundidades acima da termoclina (~1000 dbar), na bacia leste o Programa BEAGLE apresentou diferenciações que sugerem uma atividade mais intensa de ressurgência, para seu ano de amostragem do que nos anos dos Programas WHP-WOCE e TAI. Porém baseado nos resultados do Programa TAI, na extremidade leste da Bacia do Atlântico Sul, pode-se inferir que há afloramento da Água Central do Atlântico Sul (ACAS), provinda de aproximadamente 900 dbar de profundidade, sobre a Plataforma Continental Sul Africana. / In the 90s comes the first attempt of generate data able to legitimize a comprehensive global climate model: The Wolrd Ocean Circulation Experiment (WOCE). Within various subprograms inserted into the WOCE, highlight the WOCE Hydrographic Program (WHP). The JAMSTEC (Japan Marine Science and Technology Center), after about a decade back to reoccupy some stations of WOCE-WHP, with a program called BEAGLE (Blue Earth Global Expedition), proposing to detect and quantify changes related to global warming. The 1st Trans-Atlantic Oceanographic Commission (TAI 2009) was also created as a project of A10 section reoccupation, aiming to identify spatial and temporal changes in oceanographic parameters after two decades WOCE-WHP and BEAGLE sampling. The A10 section, represents the axis of South Atlantic Ocean (~ 30?S). Considering the values of temperature and salinity the presence of at least five water masses can be inferred: i) Surface Tropical Water (ATS) above isopícnal ?0 = 26.70, ii) South Atlantic Central Water (ACAS) below the isopícnal ?1 = 27.05 iii) Antarctic Intermediate Water (AIA) below the isopícnal ?2 = 27.20, (iv) North Atlantic Deep Water (APAN) below the isopícnal ?3 = 27.70, v) Antarctic Bottom Water (AAF). On the superficial layers of the three programs, it was noted an inverse proportionality between the concentrations of nutrients and dissolved oxygen. The TAI program, throughout the A10 transect, showed the lowest concentrations of nutrients below 1000 dbar. The warmer in the superficial layers was WOCE-WHP. On the layers above the thermocline (~ 1000 dbar), the BEAGLE Program around East Basin, showed some anomalies that suggest its sampling happened during some more intense upwelling activity, for its year than in years of WHP- WOCE and TAI programs. But based on the results of the TAI Program, at the east end of the South Atlantic Basin, it\'s possible to infer that there is upwelling of South Atlantic Central Water (ACAS), coming from about 900 dbar depth on the South African continental shelf.